Выделительная система человека. строение и функции почек. нефроны. первичная и вторичная моча

Строение выделительной системы человека

Каждый человек имеет по паре почек, которые расположены в области поясницы по обеим сторонам от позвоночника. Обычно одна из почек (правая) расположена чуть ниже второй. По форме они напоминают бобы. На внутренней поверхности почки находятся ворота, через них входят нервы и артерии и выходят лимфатические сосуды, вены и мочеточник.

В строении почки выделяют мозговое и корковое вещество, почечную лоханку и почечные чашки. Нефрон – функциональная единица почек. Каждая из них имеет до 1 млн этих функциональных единиц. Они состоят из капсулы Шумлянского-Боумена, которая охватывает клубочек канальцев и капилляров, соединенных, в свою очередь, петлей Генле. Часть канальцев и капсулы нефронов располагаются в корковом веществе, а остальные канальцы и петля Генле переходят в мозговое. Нефрон имеет обильное снабжение кровью. Клубочек капилляров в капсуле образует приносящая артериола. Капилляры собираются в выносящую артериолу, распадающуюся на капиллярную сеть, оплетающую канальцы.

Другие органы, участвующие в выведении продуктов метаболизма

Летучие и нелетучие продукты обмена веществ, а также балластные и отравляющие вещества, проникшие в организм насекомого извне, удаляются из него сразу несколькими путями. Несмотря на то, что не все из перечисленных ниже органов относятся собственно к выделительной системе, все они участвуют в «очищении» тела насекомого. Итак, в широком понимании к органам выделения можно отнести:

Мальпигиевы сосуды (своеобразный аналог почек животных) – выводят метаболиты из тканей;

Кишечник – освобождает организм от непереваренных остатков пищи и некоторых продуктов обмена (мочевая кислота, мочевина);

Трахейная система – удаляет из организма углекислоту;

Железы. Например, у коллебмол функцию экскреции выполняют лабиальные железы, а у гусеницы шелкопряда Hyalophora cecropia (фото) выводить продукты обмена могут шелкоотделительные железы. У самцов ряда тараканов мочевая кислота выделяется через половые железы, которыми она используется для покрытия сперматофоров.

Как образовывается первичная и вторичная моча?

Процесс образования мочи включает три взаимосвязанных этапа:

  • клубочковая фильтрация,
  • канальцевая реабсорбция,
  • канальцевая секреция.

Первый этап – клубочковая фильтрация представляет собой процесс перехода жидкой части плазмы из капилляров клубочка в просвет капсулы. В просвете капсулы находится фильтрационный барьер, который содержит в своем строении поры, избирательно пропускающие продукты диссимиляции и аминокислоты, а также препятствующие прохождению большинства белков.

В ходе клубочковой фильтрации образуется ультрафильтрат, представляющий собой первичную мочу. Она похожа на плазму крови, но содержит мало белков.

Остальные 99% возвращаются в кровь.

Механизм образования вторичной мочи заключается в прохождение ультрафильтрата через сегменты нефрона и почечные канальцы. Стенки канальцев состоят из эпителиальных клеток, которые поэтапно всасывают обратно не только большое количество воды, но и все необходимые организму вещества.

Обратное всасывание белков объясняется большими их размерами. Все токсичные и вредные для нашего организма вещества остаются в канальцах, а дальше экскретируются с мочой. Эта конечная моча и называется вторичной. Весь этот процесс называется канальцевой реабсорбцией.

Канальцевой секрецией называется совокупность процессов, благодаря которым в просвет канальцев нефрона секретируются вещества подлежащие выведению из организма. То есть, это секреция не что иное, как запасной процесс мочеобразования.

Мочевыделительная система — это… Что такое Мочевыделительная система?

Мочевыделительная система

Мочевыделительная система (мочевая система)

— система органов, формирующих, накапливающих и выделяющих мочу. У человека состоит из пары почек, двух мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала. Аналогом у безпозвоночных является нефридий.

Физиология

Почки

Почки — органы бобовидной формы, размером с кулак человека, располагающиеся в забрюшинном пространстве книзу от грудной клетки, вблизи поясничного отдела позвоночника. Почки окружены перинефральным жиром; кверху и несколько кпереди от почек располагаются надпочечники. Кровоток в почках осуществляется через почечные артерии (ветви брюшной аорты) и составляет 1,25 л/мин (25 % от сердечного кровотока). Это является важным аспектом в связи с тем, что основной ролью почек является фильтрация из крови ненужных веществ. Почечные лоханки продолжаются книзу мочеточниками, спускающимися к мочевому пузырю.

Почка выполняет много функций — концентрация мочи, поддержание электролитного и кислотно-основного гомеостаза. Почка выделяет и повторно поглощает (реабсорбирует) электролиты (натрий, калий, кальций и т.д.) под контролем гормонов местного и системного действия (ренин-ангиотензиновая система). Почки отвечают за регуляцию pH крови, выделяя связанные кислоты и ионы аммония. Помимо этого, через почки выделяется мочевина — продукт метаболизма белков. В результате фильтрации, реабсорбции и секреции почки образуют мочу — гиперосмолярный раствор, накапливающийся в мочевом пузыре.

В среднем человек производит приблизительно 1,5 литра мочи в сутки. Уровень почечной фильтрации зависит от фильтрации клубочков, которая пропорциональна общему почечному кровотоку. На клубочковый кровоток влияют гормоны местного и системного действия. На производство мочи могут оказывать прямое или косвенное воздействие некоторые лекарственные вещества; мочегонные препараты, как правило, увеличивают мочевыделение посредством воздействия на фильтрацию и реабсорбцию электролитов.

Мочевой пузырь

У людей мочевой пузырь представляет собой полый мышечный орган, располагающийся забрюшинно в малом тазу. Мочевой пузырь служит для накопления мочи. Максимальный объём мочи в мочевом пузыре достигает 1 л. Размеры мочевого пузыря меняются в зависимости от его растяжения содержимым. При отсутствии заболеваний, мочевой пузырь может спокойно удерживать 300 мл мочи в течение 2—5 часов. Эпителий мочевого пузыря называется «переходным эпителием». Обычно содержимое мочевого пузыря стерильно.

Поток мочи при её выделении из мочевого пузыря регулируется круговыми мышцами-сфинктерами. Стенка мочевого пузыря также имеет имеет мышечный слой (детрузор), который, сокращаясь, обуславливает мочеиспускание. Мочеиспускание — произвольный (контролируемый сознанием) рефлекторный акт, запускаемый рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря, посылающими в головной мозг сигнал о наполнении мочевого пузыря. Это создаёт ощущение позывов к мочеискусканию. При начале опорожнения мочевого пузыря его сфинктер расслабляется, а детрузор сокращается, создавая поток мочи. Также в мочеискускании участвуют поперечнополосатые мышцы промежности, брюшного пресса и мочеполовой диафрагмы.

Уретра

Конечной частью выделительной системы является уретра (мочеиспускательный канал). Мочеиспускательный канал отличается у мужчин и женщин — у мужчин он длинный и узкий (длиной 22—24 см, шириной до 8 мм), а у женщин — короткий и широкий. В мужском организме в уретру также открываются протоки, несущие сперму.

Особенности работы выделительной системы

У многих насекомых мальпигиевы сосуды «работают» постоянно, но в ряде случаев их функция может периодически усиливаться под действием определенных стимулирующих факторов.

Например, у клопа Rhodniusprolixus, который за один раз насасывает большое количество крови и после питания нуждается в интенсивном выведении метаболитов, имеется гормональный механизм, регулирующий работу органов выделения. Грудные ганглии этих насекомых выделяют диуретический гормон, под действием которого скорость экскреции продуктов обмена увеличивается в 1000 раз. Образование этого гормона происходит в тот момент, когда брюшко клопа начинает растягиваться во время питания.

Эволюция выделительной системы

В процессе эволюции продукты выделения и механизмы их выведения из организма сильно изменялись. С усложнением организации и переходом в новые среды обитания наряду с кожей и почками появлялись и другие органы выделения или выделительную функцию начинали вторично выполнять уже имеющиеся органы. Выделительные процессы у животных связаны с активизацией их обмена веществ, а также гораздо более сложными процессами жизнедеятельности. Простейшие освобождаются путём диффузии их через мембрану. Для удаления излишка воды простейшие имеют сократительные вакуоли. Губки и кишечнополостные — продукты обмена удаляют тоже путём диффузии. Первые выделительные органы самого простого строения появляются у плоских червей и немертин. Они носят название протонефридиев, или пламенные клетки. У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов — метанефридиев. Органами выделения ракообразных являются зелёные железы, расположенные у основания антенн. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу. У насекомых имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт. Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных телец — нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа — метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как у человека) и длинную петлю Генле. В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды, что позволяет животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.

Таким образом, в различных группах живых организмов можно наблюдать различные органы выделения, адаптирующие данные организмы к выбранной ими среде обитания. Различное строение органов выделения ведёт к появлению различий в количестве и виде выделяемых продуктов обмена веществ. Наиболее общими продуктами выделения для всех организмов являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Далеко не все продукты обмена выводятся из организма. Многие из них являются полезными и входят в состав клеток этого организма.

https://youtube.com/watch?v=TThBl3MUEbc

Сначала давайте разберемся в том, что выделяется и куда

Я думаю, все знают, что любой живой организм существует за счет постоянного и непрерывного обмена веществ. И наш, человеческий организм, — не исключение.

Для того чтобы жить, каждое живое существо должно получать что-то из внешней среды.

Человек должен получать кислород, пищу и воду.

С водой проще. Вода — это довольно простое вещество. Она поступает в желудочно-кишечный тракт и всасывается в кровь без изменений.

Нефрологи Москвы

Нефрологи Московской области

Подробная информация о клинике и каждом докторе, фото, рейтинг, отзывы, быстрая и удобная запись на прием.

Кислород тоже вещество простое. С воздухом он попадает в легкие и всасывается в кровь тоже без предварительного изменения.

Эта переработка, начиная от физического измельчения и заканчивая химическим преобразованием больших и сложных молекул в маленькие и простые, происходит в желудочно-кишечном тракте.

Или в пищеварительном тракте. Меткое название, не правда ли? Пища поступает в этот тракт и постепенно переходит из одного его отдела в другой. В процессе этого путешествия из полученных веществ готовится, «варится» пища для всего организма.

В желудочно-кишечном тракте происходит и второй этап обмена веществ: всасывание.

Всасывание полученных веществ в кровь.

Далее на сцену выходит сама кровь и система органов кровообращения. Именно органы кровообращения обеспечивают постоянную циркуляцию крови в организме.

Невыделительные

Почки – многофункциональный орган. Помимо подробно описанной выделительной функции орган исполняет множество задач: метаболическая регуляция, инкреторная функция почек, защитная, участие в поддержании гомеостаза.

Можно ознакомиться, какие функции выполняют почки, для успешной регуляции всех перечисленных процессов:

  • участие в регуляции водного и ионного баланса путем изменения количества и качества состава выводимой жидкости;
  • обеспечение стабильности осмотического давления в жидких средах с помощью влияния на число удаляемых осмотически активных веществ;
  • воздействие на баланс кислот и оснований;
  • влияние на обмен органических веществ: белков, углеводов, липидов и других благодаря выведению и синтезу;
  • действие на систему кровообращения и циркуляторное равновесие;
  • участие в кроветворении посредством синтеза эритропоэтина;
  • влияние на оптимальную работу системы свертывания крови (синтез гуморальных регуляторов).

Перечислены все основные функции почек, которые в следующих разделах будут разобраны более детально. Первая их них – обменная.

Функции почек

Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме множество различных функций.

Функция
Выделительная Почки удаляют из организма избыток воды, органических и неорганических веществ, продукты азотного обмена.
Регуляция водного баланса Позволяет контролировать объём крови, лимфы и внутриклеточной жидкости за счёт изменения объёма выводимой с мочой воды.
Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей (осморегуляция) Происходит за счёт изменения количества выводимых осмотически активных веществ.
Регуляция ионного состава жидкостей Обусловлена возможностью избирательного изменения интенсивности экскреции различных ионов с мочой. Влияет также и на кислотноосновное состояние путём экскреции водородных ионов.
Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ Гормоны, витамины, ферменты.
Регуляция Регуляция артериального давления путём изменения объёма циркулирующей в организме крови.
Регуляция эритропоэза Выделяющийся гормон эритропоэтин влияет на активность деления стволовых клеток красного костного мозга, изменяя тем самым количество форменный элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) в крови.
Образование гуморальных факторов Свёртывание крови (тромбобластина, тромбоксана), а также участие в обмене физиологического антикоагулянта гепарина.
Метаболистическая Принимают участие в обмене белков, липидов и углеводов.
Защитная Обеспечивают выделение из организма различных токсичных соединений.

Образование мочи

Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. В основе мочеобразования лежат два процесса — фильтрация и реабсорбция.

Фильтрация происходит в капсулах. Диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей, поэтому давление крови в капиллярах клубочка достаточно высокое (70–80 мм рт.ст.). благодаря такому высокому давлению плазма крови вместе с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами проталкивается сквозь тонкую стенку капилляра и внутреннюю стенку капсулы. При этом профильтровываются все вещества с относительно малым диаметром молекул. Вещества с крупными молекулами (белки), а также форменные элементы крови остаются в крови. Таким образом, в результате фильтрации образуется первичная моча, в состав которой входят все компоненты плазмы крови (соли, аминокислоты, глюкоза и другие вещества) за исключением белков и жиров. Концентрация этих веществ в первичной моче такая же, как ив плазме крови.

Образовавшаяся в результате фильтрации в капсулах первичная моча поступает в канальцы. По мере её прохождения по канальцам эпителиальные клетки их стенок отбирают обратно, возвращают в кровь значительное количество воды и необходимые организму вещества. Этот процесс называется реабсорбцией. В отличие от фильтрации он протекает за счёт активной деятельности клеток канальцевого эпителия с затратами энергии и поглощением кислорода. Некоторые вещества (глюкоза, аминокислоты) реабсорбируют полностью, так что во вторичной моче, которая поступает в мочевой пузырь, их нет. Другие вещества (минеральные соли) всасываются из канальцев в кровь в необходимых организму количествах, а остальное количество выводится наружу.

Большая суммарная поверхность почечных канальцев (до 40–50 м2) и активная деятельность их клеток способствуют тому, что из 150 литров суточной первичной мочи образуется только 1,5–2,0 литра вторичной (конечной). У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется 60–120 мл вторичной. Это значит, что 98–99% её всасывается обратно. Вторичная моча отличается от первичной отсутствием сахара, аминокислот и повышенной концентрацией мочевины (почти в 70 раз).

Непрерывно образующаяся моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь (резервуар мочи), из которого по мочеиспускательному каналу периодически выводится из организма.

Строение и работа почек

Почки — парный орган бобовидной формы — расположены на внутренней поверхности задней стенки брюшной полости на уровне поясницы. К почкам подходят почечные артерии и нервы, а отходят от них мочеточники и вены. Вещество почки состоит из двух слоёв: наружный (корковый) более тёмный, и внутренний (мозговой) светлый.

Мозговое вещество представлено многочисленными извитыми канальцами, идущими от капсул нефронов и возвращающимися в кору почек. Светлый внутренний слой состоит из собирательных трубок, образующих пирамидки, обращённые вершинами внутрь и заканчивающиеся отверстиями. По извитым почечным канальцами, густо оплетёнными капиллярами, из капсулы проходит первичная моча. Из первичной мочи в капилляры возвращается (реабсорбируется) часть воды, глюкоза. Оставшаяся более концентрированная вторичная моча поступает в пирамидки.

Почечная лоханка имеет форму воронки, широкой стороной обращённой к пирамидкам, узкой — к воротам почки. К ней примыкают две большие чаши. По трубочкам пирамидок, через сосочки, вторичная моча просачивается сначала в малые чашечки (их 8-9 штук), затем в две большие чашечки, а из них в почечную лоханку, где собирается и проводится в мочеточник.

Ворота почки — вогнутая сторона почки, от которой отходит мочеточник. Здесь же в почку входит почечная артерия и отсюда же выходит почечная вена. По мочеточнику вторичная моча постоянно стекает в мочевой пузырь. По почечной артерии непрерывно приносится кровь, подлежащая очистке от конечных продуктов жизнедеятельности. После прохождения через сосудистую систему почки кровь из артериальной становится венозной и выносится в почечную вену.

Мочеточники. Парные трубки 30–35 см длиной, состоят из гладкой мускулатуры, выстланы эпителием, снаружи покрыты соединительной тканью. Соединяют почечную лоханку с мочевым пузырём.

Мочевой пузырь. Мешок, стенки которого состоят из гладкой мускулатуры, выстланной переходным эпителием. У мочевого пузыря выделяют верхушку, тело и дно. В области дна к нему под острым углом подходят мочеточники. От дна же — шейки — начинается мочеиспускательный канал. Стенка мочевого пузыря состоит из трёх слоёв: слизистой оболочки, мышечного слоя и соединительнотканной оболочки. Слизистая оболочка выстлана переходным эпителием, способным собираться в складки и растягиваться. В области шейки мочевого пузыря имеется сфинктер (мышечный сжиматель). Функция мочевого пузыря заключается в накапливании мочи и при сокращении стенок выделять мочу наружу через (3 — 3,5 часа).

Мочеиспускательный канал. Трубка, стенки которой состоят из гладкой мускулатуры, выстланной эпителием (многорядным и цилиндрическим). У выходного отверстия канала имеется сфинктер. Выводит мочу во внешнюю среду.

Каждая почка состоит из огромного количества (около миллиона) сложных образований — нефронов. Нефрон — функциональная единица почки. Капсулы расположены в корковом слое почки, тогда как канальцы — преимущественно в мозговом. Капсула нефрона напоминает шар, верхняя часть которого вдавлена в нижнюю, так что между его стенками образуется щель — полость капсулы.

От неё отходит тоненькая и длинная извитая трубочка — каналец. Стенки канальца, как и каждая из двух стенок капсулы, образованы одним слоем эпителиальных клеток.

Почечная артерия, войдя в почку, делится на большое количество веточек. Тонкий сосуд, называющийся переносящей артерией, заходит во вдавленную часть капсулы, образуя там клубочек капилляров. Капилляры собираются в сосуд, который выходит из капсулы, — выносящую артерию. Последняя подходит к извилистому канальцу и снова распадается на капилляры, оплетающие его. Эти капилляры собираются в вены, которые, сливаясь, образуют почечную вену и выносят кровь из почки.

Пищеварительная система

У всех многоклеточных основная часть пищеварительного канала развивается из энтодермы. Она обеспечивает поступление в организм питательных веществ, их переработку, всасывание продуктов пищеварения и вывод из организма непереваренных остатков пищи.

Существует, как правило, несколько видов пищеварения. Процессы пищеварения начинаются в полости кишечника – внеклеточное или полостное пищеварение, завершаются в клетках его эпителия – внутриклеточное пищеварение. Пристенное или мембранное, пищеварение обеспечивают ферменты, содержащиеся на поверхности эпителиальных клеток кишечника. Только внутриклеточное пищеварение характерно для простейших и некоторых многоклеточных животных (губок).

Многие беспозвоночные животные имеют внеорганизменное или внешнее пищеварение. При этом они вводят в тела других организмов свои пищеварительные ферменты (некоторые круглые черви, пауки, некоторые клопы, тли, цикады) или другие субстраты (личинки мух, которые живут в гниющей органике). Через определенное время всасывают полупереваренные или переваренные вещества.

Типы пищеварительной системы животных

Схемы строения пищеварительных систем представителей разных групп животных

Выделяют два типа строения пищеварительной системы животных: замкнутую или мешковидную и сквозную. Пищеварительную систему утрачивают некоторые паразитические организмы (ленточные черви). Они всасывают питательные вещества из организма хозяина через покровы тела.

Замкнутая или мешковидная пищеварительная система состоит из ротового отверстия и замкнутого кишечника. При этом непереваренные остатки пищи удаляются через ротовую полость. Замкнутая пищеварительная система характерна для кишечнополостных, плоских червей.

Сквозная пищеварительная система начинается ротовым отверстием, а заканчивается анальным. У большинства животных представлена именно такая пищеварительная система. Непереваренные остатки пищи выводятся наружу через анальное отверстие. Пищеварительная система низших хордовых (ланцетник, рыбы) представлена слабо дифференцированной трубкой. У рыб и амфибий относительно большая печень, чем у других позвоночных. У рыб плохо выражен желудок. Желудок выделяется уже у амфибий. С выходом на сушу появляются слюнные железы. Конечный отдел пищеварительной системы открывается в клоаку. У пресмыкающих появляется первая дифференциация зубов. У змей часть слюнных желез превращается в ядовитые. На границе тонкого и толстого кишечника появляются зачатки слепой кишки. В связи с приспособлением к полету изменяется пищеварительная система птиц. У них исчезают челюсти и зубы. У птиц хорошо развит зоб, желудок состоит из двух частей (железистой и мускулистой), есть два отростка слепой кишки. Наиболее развитой и дифференцированной является пищеварительная система млекопитающих. Особенности строения обусловлены характером пищи.

Половая система

Половая система млекопитающих

Половая система формируется в мезодерме. Представлена у животных половыми железами, производящими половые клетки, и протоками, через которые они выводятся. Основная функция половой системы – размножение, которое обеспечивает беспрерывную последовательность поколений.

У низших беспозвоночных – губок и большинства кишечнополостных – характерно отсутствие половых органов, выводных протоков. Половые клетки формируются среди экто- или энтодермальных клеток. Сквозь разрывы стенок тела они выходят наружу. Мужские и женские половые клетки образуются на одном организме. У плоских червей формируется сложная система выводных протоков. Половые клетки образуются в трубчатых или гроздевидных половых железах в одном организме. У круглых червей и членистоногих появляется разделение полов. Усложняется строение половой системы. Женские половые клетки имеют большое количество питательных веществ и защитных оболочек. Кольчатые черви преимущественно гермафродиты.

Хордовые – разнополые. У низших хордовых строение половой системы сходно, половой диморфизм почти не выражен. У рыб яичник преимущественно непарный, семенники – парные, оплодотворение – внешнее. У хвостатых амфибий оплодотворение внутреннее, у бесхвостых – внешнее.

У всех высших позвоночных оплодотворение внутреннее. У пресмыкающихся левый яичник развит меньше правого. У птиц развивается только левый яичник. У самцов млекопитающих развивается сложная система дополнительных желез. Семенники некоторых видов находятся в брюшной полости, но у большинства видов они выходят наружу и лежат в мошонке.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий