Какие продукты обмена веществ выделяются

Система органов выделений

К органам выделения относятся:

• почки;
• кожа;
• легкие;
• слюнные и желудочные железы.

Почки избавляют человека от излишней воды, накопившихся солей, токсинов, образовавшихся вследствие потребления слишком жирной пищи, токсинов и алкоголя. Они играют весомую роль в выведение продуктов распада лекарственных препаратов. Благодаря работе почек, человек не страдает от переизбытка различных минералов и азотистых веществ.

Легкие – поддерживают кислородный баланс и являются фильтром как внутренним, так и внешним. Они способствуют эффективному выведению углекислого газа и вредных летучих веществ, образовавшихся внутри организма, помогают избавиться от паров жидкости.

Желудочные и слюнные железы — помогают вывести избыток желчных кислот, кальция, натрия, билирубина, холестерина, а также непереваренные остатки пищи и продукты метаболизма. Органы ЖКТ избавляют организм от тяжелых солей металла, примесей лекарственных средств, ядовитых веществ. Если почки не справляются со своей задачей, нагрузка на данный орган существенно возрастает, что может повлиять на эффективность его работы и привести к сбоям.

Кожа осуществляет обменную функцию через сальные и потовые железы. В процессе потения удаляются излишки воды, солей, мочевины и мочевой кислоты, а также около двух процентов углекислого газа. Сальные железы играют существенную роль в выполнении защитных функций организма, выделяя кожное сало, состоящее из воды и ряда неомыляемых соединений. Оно не дает проникать через поры вредным соединениям. Кожа эффективно регулирует теплоотдачу, оберегая человека от перегрева.

I. Понятие о системе выделения. Почки – как главный выделительный орган.

Процесс выделения обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных и токсичных веществ, а также избытка воды, солей и органических соединений. В процессе выделения у человека участвуют следующие органы.

Легкие – выводят из организма СО2, воду, некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении.

Железы кожи – с потом выводят воду и соли, некоторые органические вещества (в частности мочевину), а при напряженной мышечной работе – молочная кислоту.

Слюнные, желудочные, кишечные железы и поджелудочная железа – выделяют тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов и чужеродных органических соединений.

Печень – удаляет из крови ряд продуктов азотистого обмена.

Почки – основные органы выделения, их функции:

1) экскреторная функция – выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.);

2) волюморегуляция – участие в регуляции объема крови и внеклеточной жидкости;

3) осморегуляция – регуляция концентрации осмотически активных веществ в крови и других жидкостях тела;

4) ионная регуляция – регуляция ионного состава сыворотки крови и ионного баланса организма;

5) участие в регуляции кислотно-основного состояния (стабилизация рН крови);

6) инкреторная функция – участие в регуляции системы крови, модуляции действия гормонов благодаря выделению в кровь биологически активных веществ;

7) метаболическая функция – участие в обмене белков, липидов и углеводов.

В каждой почке у человека содержится около 1 млн функциональных единиц – нефронов, в которых происходит образование мочи. Каждый нефрон начинается почечным, или мальпигиевым, тельцем – двустенной капсулой клубочка (капсула Боумена), внутри которой находится клубочек капилляров (рис. 1). Внутренняя полость между висцеральным и париетальным листками капсулы переходит в просвет проксимального извитого канальца. Следующий отдел нефрона – тонкая нисходящая часть петли нефрона (петли Генле). Нисходящая часть петли может опускаться глубоко в мозговое вещество, где каналец изгибается на 180°, и поворачивает в сторону коркового вещества почки, образуя восходящую часть петли нефрона. Она может включать тонкую и всегда имеет толстую восходящую часть, которая поднимается до уровня клубочка своего же нефрона, где начинается дистальный извитой каналец. Этот отдел канальца обязательно прикасается к клубочку между приносящей и выносящей артериолами. Конечный отдел нефрона – короткий связующий каналец, впадает в собирательную трубку. Начинаясь в корковом веществе почки, собирательные трубки проходят через мозговое вещество и открываются в полость почечной лоханки. Диаметр капсулы клубочка около 0,2 мм, длина канальцев одного нефрона достигает 50 мм.

Рис. 1. Строение нефрона. А – юкстамедуллярный нефрон; Б – интракортикальный иефрон; 1 – почечное тельце, включающее капсулу клубочка и клубочек капилляров; 2 – проксимальный извитой каналец; 3 – проксимальный прямой каналец; 4 – нисходящее тонкое колено петли нефрона; 5 – восходящее тонкое колено петли нефрона; 6 – дистальный прямой каналец (толстое восходящее колено петли нефроиа); 7 – плотное пятно дистального канальца; 8 – дистальный извитой каналец; 9 – связующий каналец; 10 – собирательная трубка коркового вещества почки; 11 – собирательная трубка наружного мозгового вещества; 12– собирательная трубка внутреннего мозгового вещества. Прерывистой линией с резким изгибом в корковом веществе обозначена зона мозгового вещества.

В почке обычно выделяют два типа нефронов: интракортикальные и юкста-медуллярные («околомозговые»). Юкстамедуллярные крупнее суперфициальных, их клубочки лежат глубже – у границы коркового и мозгового вещества, они имеют более длинные петли нефрона, спускающиеся во внутреннее мозговое вещество почки.

В корковом веществе почки находятся почечные клубочки, проксимальные и дистальные отделы канальцев, связующие отделы. В наружной полоске наружного мозгового вещества находятся нисходящие и толстые восходящие отделы петель нефронов, собирательные трубки; во внутреннем мозговом веществе располагаются тонкие отделы петель нефронов и собирательные трубки. Расположение каждой из частей нефрона в почке чрезвычайно важно и определяет форму участия тех или иных нефронов в деятельности почки, в частности в осмотическом концентрировании мочи.

Кровоснабжение почки. Через почки проходит около 1/5 крови, поступающей из сердца в аорту. Кровоток по корковому веществу почки – наиболее высокий уровень органного кровотока. Особенность почечного кровотока – в условиях изменения артериального давления в широких пределах (от 90 до 190 мм рт. ст.) он остается постоянным. Это обусловлено специальной системой саморегуляции кровообращения в почке.

Короткие почечные артерии отходят от брюшного отдела аорты, разветвляются в почке на все более мелкие сосуды, и одна приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек. Здесь она распадается на капиллярные петли, которые, сливаясь, образуют выносящую (эфферентную) артериолу, по которой кровь оттекает от клубочка. Диаметр эфферентной артериолы уже, чем афферентной. Вскоре после отхождения от клубочка эфферентная артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры – вначале в клубочке, затем у канальцев. Отличие кровоснабжения юкстамедуллярного нефрона заключается в том, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, спускающиеся в мозговое вещество почки. Эти сосуды обеспечивают кровоснабжение мозгового вещества почки; кровь из околоканальцевых капилляров и прямых сосудов оттекает в венозную систему и по почечной вене поступает в нижнюю полую вену.

Важную роль играет юкстагломерулярный аппарат – подобие треугольника, две стороны которого представлены подходящими к клубочку афферентной и эфферентной артериолами, а основание – клетками т.н. плотного пятна дистального канальца. Этот аппарат участвует в секреции ренина и других биологически активных веществ.

Методы изучения функций почек. При исследовании функции почек используют метод «очищения» (клиренса): сопоставление концентрации определенных веществ в крови и моче позволяет рассчитать величины основных процессов, лежащих в основе мочеобразования. Кроме того, применяют методы микропункции, микроперфузии, микроэлектродную технику и ультрамикроанализ жидкости, извлеченной микропипеткой, что позволяет изучать механизм транспорта веществ через мембраны клеток канальцев.

II. Клубочковая фильтрация. Образование первичной мочи

Образование мочи является результатом трех последовательных процессов.

1. Клубочковая фильтрация жидкости из плазмы крови в капсулу почечного клубочка, в результате чего образуется первичная моча.

2. Канальцевая реабсорбция – процесс обратного всасывания профильтровавшихся веществ и воды.

3. Секреция. Клетки некоторых отделов канальца переносят в просвет канальца ряд веществ из внеклеточной жидкости либо выделяют вещества, синтезированные в клетке канальца.

Клубочковая фильтрация. Через клубочковый фильтр происходит ультрафильтрация воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови. Этот фильтр почти непроницаем для высокомолекулярных веществ. Процесс ультрафильтрации обусловлен разностью между гидростатическим давлением крови, гидростатическим давлением в капсуле клубочка и онкотическим давлением белков плазмы крови. Общая поверхность капилляров клубочка больше общей поверхности тела человека. Фильтрующая мембрана состоит из трех слоев: эндотелиальных клеток капилляров, базальной мембраны и эпителиальных клеток висцерального (внутреннего) листка капсулы – подоцитов.

Наиболее важны мембраны подоцитов. Они ограничивают фильтрацию веществ, диаметр молекул которых больше 6 нм. Поэтому в просвет нефрона свободно проникает инулин (полимер фруктозы), но только 3 % гемоглобина и меньше 1 % сывороточного альбумина. Ультрафильтрат (первичная моча) подобен плазме по общей концентрации осмотически активных веществ, глюкозы, мочевины и др. В нем – лишь следы белка.

Инулин использую для измерения скорости фильтрации. В норме у мужчин в обеих почках она составляет около 125 мл/мин, у женщин – приблизительно 110 мл /мин. Измеренная с помощью инулина величина фильтрации, называемая также коэффициентом очищения от инулина (или инулиновым клиренсом), показывает, какой объем плазмы крови освобожден от инулина за это время. Для измерения очищения от инулина, необходимо непрерывно вливать в вену его раствор. Очевидно, что это весьма сложно и в клинике не всегда осуществимо, поэтому чаще используют креатинин – естественный компонент плазмы, хотя с его помощью скорость клубочковой фильтрации измеряется менее точно.

У здорового человека вода попадает в просвет нефрона в результате фильтрации в клубочках, реабсорбируется в канальцах, и вследствие этого концентрация инулина растет. Концентрационный показатель инулина (концентрация инулина в моче/концентрация инулина в плазме) указывает, во сколько раз уменьшается объем фильтрата при его прохождении по канальцам. На основе ее можно определить, подвергается ли вещество Х реабсорбции или секретируется клетками канальцев. Если концентрационный показатель данного вещества X меньше, чем показатель для инулина, то это указывает на реабсорбцию вещества X в канальцах, если больше – то это указывает на его секрецию.

Мочевыделительная система

Главную роль среди органов выделения человека занимает почки и мочевыделительная система, к которым относятся:

• мочевой пузырь;
• мочеточник;
• мочеиспускательный канал.

Почки представляют собой парный орган, имеющий форму бобовых, длиной около 10-12 см. Важный орган выделения находится в поясничном отделе человека, защищен плотной жировой прослойкой и несколько подвижен. Вот почему, он мало подвержен травмам, но чувствителен к внутренним изменениям внутри организма, питанию человека и негативным факторам.

Каждая из почек у взрослого человека весит порядка 0,2 кг и состоит из лоханки и основного сосудисто-нервного пучка, соединяющий орган с выделительной системой человека. Лоханка служит для связи с мочеточником, а тот с мочевым пузырем. Такое строение органов выделения мочи позволяет полностью замкнуть цикл кровообращения и эффективно выполнять все возложенные функции.

Структура обоих почек представляет собой два соединенных между собой слоя:

• корковый – состоит из клубочков нефронов, служит основой для функции почек;
• мозговой – содержит в себе сплетение кровеносных сосудов, снабжает орган необходимыми веществами.

Почки перегоняют через себя всю кровь человека за 3 минуты, в связи с чем являются основным фильтром. Если фильтр повреждается, появляется воспалительный процесс или почечная недостаточность, продукты обмена не попадают через мочеточник в мочеиспускательный канал, а продолжают свое движение по организму. Токсины частично выводятся с потом, с продуктами метаболизма через кишечник, а также через легкие. Однако, полностью покинуть организм не могут, в связи с чем развивается острая интоксикация, которая несет угрозу жизни человека.

Мочеиспускательный канал

У женщин и мужчин мочеиспускательный канал отличается по своему строению. Это обусловлено различием половых органов.

Строение

Сам канал состоит из 3-х оболочек, как и мочеточник. Поскольку у женщин мочеиспускательный канал

короче, чем у мужчин, то женщины чаще подвергаются различным заболеваниям и воспалениям урогенительного тракта.

Функции

• У мужчин канал выполняет несколько функций: выведение мочи и спермы. Дело в том, что в трубке канала заканчиваются семявыносящие протоки, посредством которых сперма через канал протекает в головку полового члена.
• У женщин мочеиспускательный канал представляет собой трубку 4 см длиной и выполняет только лишь функцию выведения мочи.

Функции мочевыделительной системы

Основные функции органов выделения заключаются в выведении из организма шлаков и избытка минеральных солей. Так как основную роль выделительной системы человека выполняют почки, важно понимать, как именно они очищают кровь и что может помешать их нормальной работе.

Когда кровь попадает в почки, она попадает в их корковый слой, где за счет клубочков нефрона происходит грубая фильтрация. Крупные белковые фракции и соединения возвращаются в кровеносное русло человека, снабжая его всеми необходимыми веществами. Мелкий мусор отправляется в мочеточник, чтобы вместе с мочой покинуть организм.

Здесь проявляет себя канальцевая реабсорбция, в ходе которой происходит обратное всасывание полезных веществ из первичной мочи в кровь человека. Некоторые вещества подвергаются реабсорбции с рядом особенностей. В случае переизбытка глюкозы в крови, что часто возникает при развитии сахарного диабета, почки не могут справиться со всем объемом. Некоторое выделяемое количество глюкозы может появиться в моче, что сигнализирует о развитии грозного заболевания.

При переработке аминокислот случается, что одновременно в крови могут находиться несколько подвидов, переносимых одинаковыми переносчиками. В этом случае реабсорбация может тормозиться и нагружать орган. Белок в норме не должен проявляться в моче, но при некоторых физиологических состояниях (высокая температура, тяжелая физическая работа) может быть обнаружен на выходе в небольших количествах. Такое состояние требует наблюдения и контроля.

Таким образом, почки в несколько этапов полностью фильтруют кровь, не оставляя вредных веществ. Однако, из-за переизбытка токсинов в организме, работа одного из процессов в мочевыделительной системе может быть нарушена. Это не является патологией, но требует консультации специалиста, так как при постоянных перегрузках орган быстро выходит из строя, нанося серьезный урон здоровью человека.

Кроме фильтрации, мочевыводительная система:

• регулирует баланс жидкости в организме человека;
• поддерживает кислотно-щелочной баланс;
• принимает участие во всех обменных процессах;
• регулирует артериальное давление;
• вырабатывает необходимые ферменты;
• обеспечивает нормальный гормональный фон;
• способствует улучшению всасывания в организм витаминов и минеральных веществ.

Если почки перестают работать, вредные фракции продолжают блуждать по сосудистому руслу, увеличивая концентрацию и приводя к медленному отравлению человека продуктами обмена. Потому, так важно поддерживать их нормальную работу.

Выделение и его значение

В результате процесса выделения происходит удаление из организма тех продуктов обмена, которые не могут быть использованы. Продукты распада различных веществ, образующиеся в клетках организма в процессе разнообразных обменных реакций, сначала поступают во внутреннюю среду, а затем выводятся из организма. Значение выделения заключается в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Основными органами выделения являются почки, через которые удаляются азотсодержащие продукты распада белков, избыток воды, некоторые соли и другие вещества. Таким образом, почки поддерживают постоянное соотношение воды и солей в организме.

Выделение продуктов обмена веществ осуществляется и другими путями. Через лёгкие из организма человека удаляется углекислый газ, небольшое количество паров воды, некоторые летучие вещества. Потовые железы выделяют через наружные покровы тела воду, мочевину, аммиак, соли. Через кишечник из организма с калом удаляются соли ядовитых тяжёлых металлов.

Профилактические меры

Чтобы вся система выделения работала слаженно, необходимо тщательно следить за работой каждого из органов, относящихся к ней, и при малейшем сбое обращаться к специалисту. Для полноценной работы почек необходима гигиена органов выделения мочевыводительной системы. Лучшая профилактика в этом случае – минимальное количество вредных веществ, потребляемых организмом. Необходимо внимательно следить за питанием: не употреблять алкоголь в больших количествах, снизить содержание в рационе соленых, копченых, жаренных продуктов, а также продуктов, перенасыщенных консервантами.

Другие органы выделения человека также нуждаются в гигиене. Если говорить о легких, то необходимо ограничить нахождение в запыленных помещениях, местах скопления ядохимикатов, замкнутых пространствах с повышенным содержанием аллергенов в воздухе. Также следует не допускать болезней легких, раз в год проводить флюорографическое исследование, вовремя устранять очаги воспаления.

Не менее важно поддерживать нормальную работу желудочно-кишечного тракта. Из-за недостаточной выработки желчи или наличие воспалительных процессов в кишечнике или желудке, возможно возникновение бродильных процессов с выделением продуктов гниения. Попадая в кровь, они вызывают проявления интоксикации и могут привести к необратимым последствиям.

Что касается кожных покровов, то здесь все просто. Следует регулярно очищать их от различных загрязнений и бактерий. Однако, нельзя переусердствовать. Излишнее использование мыла и других моющих средств может нарушить работу сальных желез и привести ко снижению естественной защитной функции эпидермиса.

Органы выделения точно распознают, клетки каких веществ необходимы для поддержания всех жизненных систем, а какие могут нанести вред. Все лишнее они отсекают и выводят с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом. Если система перестает работать, человек умирает. Потому, важно следить за работой каждого органа и при ухудшении самочувствия незамедлительно обращаться к специалисту для обследования.