Человеческий организм на 60% состоит из/ воды. Жировая ткань содержит 20% воды (от ее массы), кости — 25, печень — 70, скелетные мышцы — 75, кровь — 80, мозг — 85%. Для нормальной жизнедеятельности организма, который живет в условиях меняющейся среды, очень важно постоянство внутренней среды организма. Ее создают плазма крови, тканевая жидкость, лимфа, основная часть которых это вода, белки и минеральные соли. Вода и минеральные соли не служат питательными веществами или источниками энергии. Но без воды не могут протекать обменные процессы. Вода — хороший растворитель. Только в жидкой среде протекают окислительно-восстановительные процессы и другие реакции обмена. Жидкость участвует в транспортировке некоторых газов, перенося их либо в растворенном состоянии, либо в виде солей. Вода входит в состав пищеварительных соков, участвует в удалении из организма продуктов обмена, среди которых содержатся и токсические вещества, а также в терморегуляции.
Без воды человек может прожить не более 7—10 дней, тогда как без пищи — 30—40 дней. Удаляется вода вместе с мочой через почки (1700 мл), с потом через кожу (500 мл) и с воздухом, выдыхаемым через легкие (300 мл).
Отношение общего количества потребляемой жидкости к общему количеству выделяемой жидкости называется водным балансом. Если количество потребляемой воды меньше количества выделяемой, то в организме человека могут наблюдаться различного рода расстройства его функционального состояния, так как, входя в состав тканей, вода является одним из структурных компонентов тела, находится в виде солевых растворов и обусловливает тесную связь водного обмена с обменом минеральных веществ.
Обмен воды и электролитов, по существу, представляет собой единое целое, поскольку биохимические реакции протекают в водных средах, а многие коллоиды являются сильно гидратированными, т.е. соединенными физико-химическими связями с молекулами воды.
|
|
Вода поступает в организм человека в «чистом виде» и в составе различных продуктов, с которыми он тоже получает необходимые ему элементы. Суточная потребность человека в воде составляет 2,0—2,5 л. Суточная потребность человеческого организма в некоторых микроэлементах следующая: калия 2,7—5,9 г, натрия — 4—5 г, кальция — 0,5 г, магния - 70—80 мг, железа - 10—15 мг, марганца - до 100 мг, хлора — 2—4 г, йода — 100—150 мг.
Обмен воды и электролитов в организме имеет сложную нервно-гуморальную регуляцию. Наиболее подвержены регуляторным воздействиям вода и тесно связанный с нею в метаболизме натрий. Сложная рефлекторная цепь регуляции водно-электролитного обмена начинается с четырех рецепторов, которые сигнализируют об изменении количества воды в организме. Во-первых, это рецепторы слизистой рта, подсыхание которой вызывает чувство жажды. Однако это ощущение проходит при смачивании слизистой, хотя вода в организм при этом не поступает. Поэтому данный вид жажды называется ложной жаждой. Во-вторых, сигналы о необходимости восполнить запасы воды в организме или прекратить ее потребление идут от барорецепторов слизистой желудка. Раздувание желудка ведет к исчезновению чувства жажды, а спадение его стенок — наоборот, к возникновению. Поскольку жажда, возникающая в этом случае, связана не с изменением содержания воды в организме, а с изменением тонуса желудочной стенки, она также ложная. Третью группу нервных окончаний, принимающих участие в регуляции водно-электролитного обмена, составляют осмо-рецепторы тканей, которые сигнализируют об изменениях осмотического давления в тканях. Чувство жажды при раздражении осморецеп-торов — это вид жажды истинный. И наконец, четвертая группа рецепторов — волюм-рецепторы сосудистого русла, реагирующие на изменение объема циркулирующей в сосудистой системе крови.
|
|
В регуляции водно-солевого обмена принимают участие и дис-тантные рецепторы (зрительный, слуховой), обеспечивающие услов-норефлекторный компонент регуляции. Импульсы со всех указанных групп рецепторов идут в гипоталамус, где расположен центр водоре-гуляции. Отсюда поступают «команды» на эффекторы, выводящие воду из организма.
Регулятором водно-солевого обмена являются гормоны коры надпочечников (альдостерон) и задней доли гипофиза (антидиуретический).
В регуляции электролитного обмена играют роль и другие гормоны коры надпочечников, объединяемые одним названием минералокор-тикоиды. При их недостатке нарушается обмен калия, развивается ги-покалиемия (т.е. понижение содержания калия и в организме в целом), вследствие чего возникает мышечная адинамия и ряд других серьезных нарушений. Обмен кальция и фосфора регулируется паратгормоном — секретом паращитовидных желез, который стабилизирует уровень этих элементов в организме благодаря тому, что под его воздействием кальций связывается с белками и его выведение из организма резко тормозится. Наконец, на водно-электролитный обмен оказывает влияние и адреналин, который, спазмируя клубочковые сосуды почек, снижает величину фильтрационного давления и ведет к уменьшению диуреза, т.е. к уменьшению выведения воды из организма, важна роль и вегетативных нервов, регулирующих интенсивность потоотделения.
|
|
Минеральные вещества входят в состав скелета, в структуры белков, гормонов, ферментов. Общее количество всех минеральных веществ в организме составляет приблизительно 4—5% массы тела. Нормальная деятельность центральной нервной системы, сердца и других органов протекает при условии строго определенного содержания ионов минеральных веществ, за счет которых поддерживается постоянство осмотического давления, реакция крови и тканевой жидкости; они участвуют в процессах секреции, всасывания, выделения и т.д.
Основную часть минеральных веществ человек получает с пищей и водой. Однако не всегда их содержание в пище достаточно. Большинству людей приходится добавлять, например, хлористый натрий (NaCl - поваренная соль) в пищу по 10—12 г в день. Хронический недостаток в пище минеральных веществ может приводить к расстройству функций организма. Особенно чувствительны к недостатку тех или иных солей дети и беременные женщины. Соли кальция и фосфора необходимы для построения костей и зубов, в которых находится 70% всего фосфора и 99% кальция, имеющихся в организме.
Нормальный рост и развитие организма зависят от поступления достаточного количества Na. Ионы Сl идут на образование соляной кислоты в желудке, играющей большую роль в пищеварении. Ионы Na и С1 участвуют в механизмах возникновения и распространения возбуждения. В состав гемоглобина — переносчика O2 и CO2 — входит двухвалентное железо. Недостаток железа ведет к тяжелому заболеванию — малокровию. Йод является важной составной частью гормона щитовидной железы — тироксина, который принимает участие в регуляции обмена веществ, а калий имеет определяющее значение в механизмах возникновения и распространения возбуждения, связан с процессом костных образований. Важную физиологическую роль в организме играют, также кальций (Са), магний (Mg), медь (Си), сера (S), цинк (Zn), бром (Вг), фтор (F).
Витамины и их роль
Эксперименты показывают, что даже при в обмене веществ достаточном содержании в пище белков, жиров и углеводов, при оптимальном потреблении воды и минеральных солей в организме могут развиваться тяжелейшие расстройства и заболевания, так как для нормального протекания физиологических процессов необходимы еще и витамины (лат. vita — жизнь). Значение витаминов состоит в том, что, присутствуя в организме в ничтожных количествах, они регулируют реакции обмена веществ. Роль витаминов сходна с ролью ферментов и гормонов. Целый ряд витаминов входит в состав различных ферментов. При недостатке, в организме витаминов развивается состояние, называемое гиповитаминозом. Заболевание, возникающее при отсутствии того или иного витамина, называется авитаминозом.
К настоящему времени открыто более 20 веществ, которые относят к витаминам. Обычно их обозначают буквами латинского алфавита А, В, С, D, Е, К и др. К водорастворимым относятся витамины группы В, С, РР и др. Ряд витаминов являются жирорастворимыми.
Витамин А. При авитаминозе А задерживаются процессы роста организма, нарушается обмен веществ. Наблюдается также особое заболевание глаз, называемое ксерофтальмией (куриная слепота).
Витамин D называют противорахитическим витамином. Недостаток его приводит к расстройству фосфорного и кальциевого обмена. Эти минеральные вещества теряют способность откладываться в костях и в больших количествах удаляются из организма. Кости при этом размягчаются и искривляются. Нарушается развитие зубов, страдает нервная система. Весь этот комплекс расстройств характеризует наблюдаемое у детей заболевание — рахит.
Витамины группы В. Недостаток или отсутствие витаминов группы В вызывает нарушение обмена веществ, расстройство функций центральной нервной системы. При этом наблюдается снижение сопротивляемости организма к инфекционным болезням. Витаминами бодрости, повышенной работоспособности и крепких нервов называют витамины группы В. Суточная норма витамина В для взрослого 2— 6 мг, при систематической спортивной деятельности эта норма должна увеличиваться в 3—5 раз.
Витамин С называют противоцинготным. При недостатке его в пище (а больше всего его содержится в свежих фруктах и овощах) развивается специфическое заболевание — цинга, при которой кровоточат десны, а зубы расшатываются и выпадают. Развиваются физическая слабость, быстрая утомляемость, нервозность. Появляются одышка, различные кровоизлияния, наступает резкое похудание. В тяжелых случаях может наступить смерть.
Витамины влияют на обмен веществ, свертываемость крови, рост и развитие организма, сопротивляемость инфекционным заболеваниям. Особенно важна их роль в питании молодого организма и тех взрослых, чья деятельность связана с большими физическими нагрузками на производстве, в спорте. Повышенная потребность в витаминах может быть связана с особыми условиями среды обитания (высокая или низкая температура, разреженный воздух). Например, суточная потребность витамина С для взрослых составляет в среднем 50— 100 мг, для детей 35—50 мг, для тренирующихся спортсменов до 200 мг и более (им в целях повышения работоспособности даже рекомендуется принимать этот витамин на старте, а марафонцам — на дистанции). Витаминная недостаточность, как правило, сказывается в ранний весенний период, когда сразу после зимы организм ослаблен, а в пище мало витаминов и других биологически активных компонентов в связи с ограничением в рационе свежих овощей и фруктов.
Кроме описанных здесь витаминов большое значение для жизнедеятельности организма имеют фолиевая кислота, биотин, холин,витамин Е (фактор размножения) ивитамин К. Все они достаточно широко распространены в природе, и при нормальном питании потребность в них полностью удовлетворяется.
Если еще учесть, что многие витамины организм использует для построения ферментов, участвующих в обмене веществ, то переоценить роль витаминизации в обеспечении жизнедеятельности организма невозможно, тем более при активной мышечной деятельности.
Регуляция обмена веществ
Русский физиолог И.П. Павлов (1849— 1936) установил, что функциональное состояние нервной системы может изменять интенсивность обменных процессов. Способность нервной системы менять характер питания (трофики) тканей получила наименование трофической функции нервной системы.
В дальнейшем было установлено, что вегетативная нервная система оказывает непосредственное трофическое влияние на деятельность всех органов. Особое значение в регуляции обмена веществ имеет отдел промежуточного мозга — гипоталамус. Разрушение этого отдела центральной нервной системы ведет к целому ряду нарушений жирового, углеводного и других видов обмена. Гипоталамус регулирует деятельность важной железы внутренней секреции — гипофиза, который контролирует работу всех других желез внутренней секреции, а те, в свою очередь, выделяя гормоны, осуществляют тонкую гуморальную регуляцию обмена веществ на клеточном уровне. Различные гормоны (инсулин, адреналин, тироксин) направляют деятельность ферментных систем, которые регулируют обменные процессы в организме. Эта согласованная взаимосвязь осуществляется в результате взаимодействия нервной и гуморальной (жидкостной) систем регуляции.
Для регуляции основного обмена имеют существенное значение ус-ловнорефлекторные факторы. Например, у спортсменов основной обмен оказывается несколько повышенным в дни тренировочных занятий и, особенно, соревнований. Вообще же спортивная тренировка, экономизируя химические процессы в организме, ведет к снижению основного обмена. Более ярко это проявляется у лиц, тренирующихся к длительной, умеренной по интенсивности, работе. Однако в ряде случаев основной обмен оказывается у спортсменов повышенным и в дни отдыха. Это объясняется длительным (в течение нескольких суток) повышением интенсивности обменных процессов в связи с выполненной напряженной работой.
На основной обмен влияют многие гормоны. Например, тироксин резко повышает основной обмен; при гипофункции щитовидной железы он снижается. Наряду с другими факторами на величину обмена веществ и энергии воздействуют характер питания, состав и количество принимаемой пищи. Пищеварительные процессы повышают обмен веществ и энергии. Это называется специфически-динамическим действием пищи. Оно продолжается в течение 5—6 ч после ее приема. Степень увеличения обменных процессов зависит от того, какие вещества перевариваются и всасываются. Наиболее сильным специфически-динамическим действием обладают белки и аминокислоты. Поступление с пищей белков повышает обмен энергии на 10%, углеводов — на 6, жиров — на 3. При обычном смешанном питании прием пищи увеличивает основной обмен на 150—200 ккал. Повышение основного обмена в связи с приемом пищи обусловлено усилением химических процессов в тканях при ассимиляции составных частей пищи.
Расход энергии при различных формах деятельности
Суточный расход энергии человека включает величину основного обмена и энергию, необходимую для выполнения профессионального труда, спортивной и других форм мышечной деятельности. Умственный труд требует небольших энергетических затрат. При физической же работе расход энергии может достигать очень больших величин. Например, при ходьбе энергии расходуется на 80—100% больше по сравнению с покоем, при беге — на 400% и более.
По характеру выполняемой производственной деятельности и величине энергетических затрат взрослое население может быть разделено на 4 группы. К первой группе относят лиц, профессии которых не связаны с физическим трудом. Суточный расход энергии у них составляет 2 000—3 000 ккал. У занимающихся полностью механизированным трудом расход энергии повышен до 3 500 ккал. При немеханизированном труде суточный расход энергии может достигать 4 000 ккал. Очень тяжелый немеханизированный труд вызывает расход энергии равный, 4 500—5 000 ккал. В отдельных случаях при выполнении длительной и тяжелой работы суточный расход энергии может повышаться до 7 000— 8 000 ккал. С механизацией промышленности и сельского хозяйства резко снизились энергетические траты у рабочих (например, при косьбе вручную суточный расход энергии достигает в среднем 7 200 ккал, при косьбе машиной — 3 600 ккал). Спортивная деятельность сопровождается значительным увеличением суточного расхода энергии (до 4 500— 5 000 ккал). В дни тренировок с повышенными нагрузками и соревнований в некоторых видах спорта (лыжные гонки, бег на длинные дистанции и др.) эти величины могут быть еще больше. При прочих равных условиях расход энергии тем больше, чем относительно длиннее и интенсивнее выполняемая работа.
Мышечная работа необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу, должно составлять не менее 1 200—1 300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц, не занимающихся физическим трудом и расходующих на мышечную деятельность меньшее количество энергии, физические упражнения особенно необходимы.
На уровень расхода энергии влияют также эмоции, возникающие во время какой-либо деятельности. Они могут усиливать или, наоборот, снижать обмен веществ и энергии в организме. Энергетические траты зависят не только от величины выполняемой работы, но и от условий внешней среды, в которой производится работа: температура и влажность воздуха, барометрическое давление, сила ветра.
Ритм рабочих движений также влияет на расход энергии. Однако ритм работы, вызывающий минимальный расход энергии, не всегда бывает наиболее выгодным. Вообще об утомительности работы нельзя судить по величине энергетических трат. Например, весьма утомительная статическая работа требует для своего выполнения меньше энергии, чем кажущаяся более легкой динамическая работа.
После окончания мышечной деятельности расход энергии некоторое время остается еще повышенным по сравнению с уровнем покоя. Это обусловливается химическими процессами в мышце, связанными с окислением молочной кислоты и ликвидацией кислородного долга.
При выполнении человеком механической работы коэффициент полезного действия может достигать 20—25%. Вся остальная освобождаемая энергия превращается в тепло. КПД при физической работе зависит от структуры движений, их темпа, от количества вовлекаемых в работ;' мышц, от тренированности выполняющего работу.
Изменения в системах крови, кровообращения и дыхания при интенсивной мышечной деятельности
При регулярных занятиях физическими упражнениями, каким-либо видом спорта в крови увеличивается количество эритроцитов гемоглобина, обеспечивающее рост кислородной емкости крови; возрастает количество лейкоцитов и их активность, что повышает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям.
Физиологические сдвиги негативного плана (нарастание концентрации молочной кислоты, солей и т.п.) после непосредственной мышечной деятельности у тренированных людей легче и быстрее ликвидируются с помощью так называемых буферных систем крови благодаря более совершенному механизму восстановления.
Кровь в организме под воздействием работы сердца находится в постоянном движении. Этот процесс происходит под воздействием разности давления в артериях и венах. Артерии — кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца. Они имеют плотные упругие мышечные стенки. От, сердца отходят крупные артерии (аорта, легочная артерия), которые, удаляясь от него, ветвятся на более мелкие. Самые мелкие артерии разветвляются на микроскопические сосуды- капилляры. Они в 10—15 раз тоньше человеческого волоса и густо пронизывают все ткани тела. Например, в 1 мм2 работающей скелетной мышцы действует около 3000 капилляров. Если все капилляры человека уложить в одну линию, то ее длина составит 100 000 км. Капилляры имеют тонкие полупроницаемые стенки, через которые во всех тканях организма осуществляется обмен веществ. Из капилляров кровь переходит в вены—сосуды, по которым она движется к сердцу. Вены имеют тонкие и мягкие стенки и клапаны, которые пропускают кровь только в одну сторону — к сердцу.
Двигательная активность человека, занятия физическими упражнениями, спортом оказывают существенное влияние на развитие и состояние сердечно-сосудистой системы. Пожалуй, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой при выполнении спортивных упражнений, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, оно приспосабливается к перекачке количества крови намного большего, чем это может сделать сердце нетренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими упражнениями и спортом, как правило, происходит увеличение массы сер- дечной мышцы и размеров сердца. Так, масса сердца у нетренированного человека составляет в среднем около 300 г, у тренированного — 500 г.
Показателями работоспособности сердца являются частота пульса, кровяное давление, систолический и минутный объем крови
Систолический объем в покое у нетренированного — 50—70 мл, у тренированного 70—80 мл; при интенсивной мышечной работе соответственно — 100—130 мл и 200 мл и более.
Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению тонуса их стенок; умственная работа, так же как и нервно-эмоциональное напряжение, приводит к сужению сосудов, повышению тонуса их стенок и даже спазмам. Такая реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга. Длительная напряженная умственная работа, частое нервно-эмоциональное напряжение, не сбалансированные с активными движениями и с физическими нагрузками, могут привести к ухудшению питания этих важнейших органов, к стойкому повышению кровяного давления, которое, как правило, является главным признаком гипертонической болезни. Свидетельствует о заболевании также и понижение кровяного давления в покое (гипотония), что может быть следствием ослабления деятельности сер-' дечной мышцы. В результате специальных занятий физическими упражнениями и спортом кровяное давление претерпевает положительные изменения. За счет более густой сети кровеносных сосудов и высокой их эластичности у спортсменов, как правило, максимальное давление в покое оказывается несколько ниже нормы. Однако предельная частота сердечных сокращений у тренированных людей при физической нагрузке может, находиться на уровне 200—240 удар/мин, при этом систолическое давление довольно долго находится на уровне 200 мм рт. ст. Нетренированное сердце такой частоты сокращений достигнуть просто не может, а высокое систолическое и диастолическое давление даже при кратковременной напряженной деятельности могут явиться причиной предпатологических и даже патологических состояний.
Систолический объем крови — это количество крови, выбрасываемое левым желудочком сердца при каждом его сокращении. Минутный объем крови — количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты. Наибольший систолический объем наблюдается при частоте сердечных сокращений от 130 до 180 удар/мин. При частоте сердечных сокращений выше 180 удар/мин систолический объем начинает сильно снижаться. Поэтому наилучшие возможности для тренировки сердца имеют место при физических нагрузках, когда частота сердечных сокращений находится в диапазоне от 130 до 180 удар/мин.
В покое кровь совершает полный кругооборот за 21—22 с, при физической работе — за 8 с и менее, при этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин. В результате такого увеличения объема и скорости кровотока значительно повышается снабжение тканей организма кислородом и питательными веществами. Особенно полезна тренировка для совершенствования сердечно-сосудистой системы в циклических видах спорта на открытом воздухе.
Блок 4. Человек и его здоровье (часть 9)
Блок 4. Человек и его здоровье
Выделение продуктов жизнедеятельности. Система выделения
Выделение — часть обмена веществ, осуществляемая путем выведения из организма конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптимального состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности.
Органы выделительной системы
избыток воды
неорганические и органические вещества
конечные продукты обмена
токсины
легкие
углекислый газ
пары воды
некоторые летучие вещества (например, пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении)
слюнные железы
тяжелые металлы
лекарственные вещества (например, морфий и хинин)
чужеродные органические соединения
печень
продукты азотистого обмена (мочевина)
гормоны (например, тироксин)
продукты распада гемоглобина
токсины
лекарственные препараты
поджелудочная железа
тяжелые металлы
лекарственные вещества
кишечные железы
тяжелые металлы
лекарственные вещества
кожа
вода
соли
молочная кислота
мочевина
мочевая кислота
токсины
Продукты выделения
В процессе жизнедеятельности в организме образуются конечные продукты метаболзма. Большинство из них нетоксичны для организма (например, углекслый газ и вода).
Однако при окислении белков и других азотсодержащих продуктов образуется аммиак - один из конечных продуктов азотистого обмена. Он токсичен для организма, поэтому быстро выводится из организма. Растворяясь в воде, аммиак превращается в низкотоксичное соединение - мочевину.
Мочевина образуется, главным образом, в печени. Количество мочевины, выводимой с мочой в сутки, составляет примерно 50 - 60 г. Таким образом, продукты азотистого обмена практически выводятся с мочой в виде мочевины.
Часть азота выводится из организма в виде мочевой кислоты, креатина и креатинина. Эти вещества - главные азотосодержащие компоненты мочи.
Строение органов мочевыделения
В процессе жизнедеятельности человека в организме образуются вещества, которые могут вызвать его отравление, нарушение функций органов. Эти вещества постоянно выводятся из организма человека. В удалении ненужных и вредных веществ участвуют различные органы. Углекислый газ, пары воды удаляются через легкие. Избыток солей выводится с потом через кожу. Но основная часть вредных веществ удаляется из организма с мочой через органы мочевыделительной системы. Основным органом мочевыделительной системы являются почки.
Почки — это парный паренхиматозный (плотный) орган выделения позвоночных. Почки расположены в поясничной области по обе стороны позвоночного столба. Они имеют характерную овальную форму, напоминающую фасолину. Длина почек — около 12 см, ширина — около 6 см и толщина — около 3 см. Масса почки — около 150 г.
Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме много функций. Одни из них прямо или косвенно связаны с процессами выделения, другие - не имеют такой связи.
Функции почек:
1. Удаляют из организма конечные продукты белкового обмена: аммиак, мочевину, мочевую кислоту и др.
2. Поддерживают нормальное содержание в организме воды, минеральных веществ, глюкозы.
3. Регулируют pH крови.
4. Сохраняют постоянство осмотического давления.
5. Участвуют в образовании и выделение в кровоток физиологически активных веществ: ренина, эритропоэтина, активной формы витамина D и др.
6. Регулируют уровень артериального давления путем внутренней секреции ренина, веществ депрессорного действия, экскреции натрия и воды, изменения объема циркулирующей крови.
7. Выводят из организма некоторые чужеродные, часто токсические вещества, поступившие извне (например, лекарства).
Нефрон — это структурная и функциональная единица почек у позвоночных. Совокупность нефронов у человека в обеих почках около 2 млн.
Капсула нефрона (капсула Шумлянского — Боумена, капсула клубочка) — часть почечного тельца, которая представляет собой пузырёк, одна из стенок которого впячивается в его полость вместе с сосудистым клубочком. В результате сосудистый клубочек заключён в капсулу с двойными стенками. Внутренняя стенка состоит из одного слоя плоских эпителиальных клеток и тонкой мембраны. Через неё происходит фильтрация первичной мочи в полость капсулы. Наружная стенка также представлена одним слоем плоских эпителиальных клеток.
Почечное (мальпигиево) тельце — это часть нефрона, состоящая из сосудистого клубочка и капсулы Шумлянского — Боумена. В почечном тельце происходит фильтрация первичной мочи, которая затем поступает в каналец нефрона. Большинство почечных телец расположено в корковом веществе почки.
Каналец нефрона — это часть нефрона, в которой происходит обратное всасывание (реабсорбция) из первичной мочи в кровь воды и растворённых в ней веществ.
Каналец нефрона состоит из нескольких частей, которые могут быть прямыми и извитыми. Начианается он проксимальным канальцем, или канальцем первого порядка, который имеет извитую и прямую части. Прямая часть проксимального канальца переходит в тонкий каналец, или петлю Генле, которая может спускаться в мозговое вещество почки. Тонкий каналец (петля Генле) переходит в дистальный каналец (каналец второго порядка), который также имеет прямую и извитую части. Дистальный каналец находится в корковом веществе почки и возвращается к почечному тельцу, где переходит в собирательную трубку.
Лоханка — это часть мочеотводящих путей, расположенных в почке. В лоханку моча поступает из почечных чашек, а из лоханки — в мочеточник. Все мочеотводящие пути выстланы переходным эпителием и имеют мышечную оболочку.
Мочеточник — это парный трубчатый орган, проводящий мочу из почки в мочевой пузырь. Мочеточник представляет собой цилиндрическую трубку диаметром 6 — 8 мм. Длина мочеточника у взрослого человека 25 — 30 м, у новорождённого — 5 — 7 см.
Мочевой пузырь — это полый мышечный орган, который накапливает мочу и выводит её из организма при мочеиспускании. Мочевой пузырь способен менять свой объём: в пустом состоянии напоминает треугольник, а по мере наполнения приобретает сферическую или овальную форму. Мочевой пузырь взрослого человека может хранить до 350 мл мочи. У новорождённых вместимость мочевого пузыря не превышает 50 — 80 мл. Из мочевого пузыря моча поступает в мочеиспускательный канал.
Выделение
Моча образуется в две фазы.
1. Фаза фильтрации (фильтрационная фаза).Происходит в почечном тельце. Из крови, протекающей по капиллярам сосудистого клубочка, в результате фильтрации образуется первичная моча. Приносящая артериола, которая распадается на капилляры сосудистого клубочка, имеет больший диаметр, чем выносящая артериола. В результате создаётся препятствие оттоку крови из капилляров, и кровь фильтруется под давлением 70 — 90 мм рт. ст. Чем выше давление крови, тем интенсивнее фильтрация в клубочках. Противодействует фильтрации онкотическое давление белков плазмы крови, удерживающее воду в капиллярах. Однако гидростатическое давление крови превышает онкотическое давление белков плазмы, поэтому фильтрация идёт непрерывно. Фильтрация — это пассивный процесс, который обусловлен разностью давлений. В процессе фильтрации часть плазмы крови проникает через микроскопические поры, имеющиеся в стенках капилляров сосудистого клубочка. Однако белки, как и клетки крови, из-за большого размера не могут пройти через мембрану капилляров, а потому всегда остаются в крови. Если же они появляются в моче, это свидетельствует о заболевании почек. Из каждых 10 л крови, протекающей через капилляры клубочков, отфильтровывается около 1 л первичной мочи. В течение суток через почки человека проходит около 1500 л крови.
2. Фаза реабсорбции, или обратного всасывания (реабсорбционная фаза). Происходит в канальце нефрона. Первичная моча, протекая по извитым канальцам, отдаёт крови воду, многие соли, глюкозу, аминокислоты и некоторые другие органические вещества. Мочевина, мочевая кислота и другие продукты обмена белков обратно не всасываются. Обратное всасывание ряда веществ зависит от их концентрации в крови. Помимо обратного всасывания, в канальцах происходит активный процесс секреции, то есть выделения в просвет канальцев некоторых веществ, которые не могут профильтроваться из мальпигиевых клубочков в полость капсулы Шумлянского — Боумена. В извитых канальцах происходит также процесс синтеза. В результате обратного всасывания, секреции и синтеза образуется вторичная, или конечная, моча. Для образования 1 л вторичной мочи необходимо, чтобы через канальцы почек прошло 90 л первичной мочи.
Первичная моча — это продукт фильтрации крови, проходящей через сосудистый клубочек почечного тельца. Состав первичной мочи экспериментально был исследован А. Н. Ричардсом, которому удалось извлечь первичную мочу микропипеткой непосредственно из капсулы почечного тельца. Анализ полученной жидкости показал, что первичная моча представляет собой плазму крови, лишённую белка. За сутки в почках образуется 150 — 180 л первичной мочи.
Обратное всасывание, или реабсорбция, — это процесс всасывания воды, минеральных и органических веществ из канальцев нефрона обратно в кровь. Процесс обратного всасывания глюкозы, аминокислот, солей натрия, фосфатов и других веществ осуществляется за счёт затрат химической энергии эпителиальных клеток канальцев и носит название активного транспорта. Всасывание воды и хлоридов осуществляется пассивно, то есть на основе диффузии и осмоса.
Вторичная (конечная) моча — это продукт выделения, который является результатом обратного всасывания (реабсорбции) воды и солей в канальцах нефрона, секреции и синтеза эпителием канальцев некоторых веществ. Вторичная моча представляет собой прозрачную, соломенно-жёлтого цвета жидкость, с которой из организма выводятся наружу вода и растворённые в ней конечные продукты обмена (в основном азотсодержащие вещества), минеральные соли, ядовитые вещества (например, фенолы), продукты распада гормонов, биологически активные вещества, витамины, ферменты, лекарственные соединения и т. д. Всего с мочой выделяется около 150 различных веществ. За сутки человек выделяет от 1 до 1,5 л мочи, преимущественно слабокислой реакции (pH 5 — 7).
Предупреждение заболеваний почек. Питьевой режим
Обычно заболевание почек начинается после других заболеваний (ангина, скарлатина, болезни органов дыхания), а также из-за больных зубов или миндалин. Микробы от больных органов через кровь проникают в отделы мочевыделительной системы и поражают их. В почки микробы могут проникнуть и через мочеиспускательный канал. Это происходит при несоблюдении правил личной гигиены. Развитию микробов способствует сильное переохлаждение тела, особенно поясничной его части. Характерными признаками заболевания почек служат боли в области поясницы (справа и слева от позвоночника). В этих случаях нужно срочно обратиться к врачу. Очень вредны для почек переедание, однообразное питание мясом, злоупотребление острой пищей. Особенно опасен алкоголь, поражающий все отделы мочевыделительной системы, нарушающий их работу. Причиной заболевания почек могут стать также ядовитые отходы соли свинца, ртути и другие выбросы промышленных производств, попавшие в питьевую воду.
Значение воды и минеральных солей для организма. Всего организм приобретает и теряет в день около 2,5 л воды. Примерно 1,5 л воды удаляется через почки, остальное – через легкие, кожу, органы пищеварения.
Все химические реакции в организме проходят в жидкой среде. Питательные вещества доставляются к органам в виде водных растворов, вода входит во многие биохимические соединения, принимает активное участие в биохимических реакциях, наконец, в виде водных растворов удаляются шлаки.
Вода необходима организму, но тогда чем объяснить то, что дистиллированная вода, освобожденная от всех солей, микробов, механических примесей, так же вредна для организма, как соленая морская вода? Дело в том, что жидкая внутренняя среда организма – раствор постоянного состава. Если во внутренней среде будет слишком много воды, концентрация солей снизится, вода будет поступать в клетки, они разбухнут и работа их нарушится. Такое происходит, если человек длительное время потребляет дистиллированную воду. Если же вода содержит слишком много солей (морская вода, например), концентрация солей в крови, тканевой жидкости и лимфе может подняться настолько, что вода из клеток станет уходить во внутреннюю среду и работа клеток прекратится в результате обезвоживания.