Міністерство освіти і науки України
Вінницький державний педагогічний університет ім. М. Коцюбинського
Інститут історії, етнології і права
Тема:
Система виділення, функції нирок
Виконав
Студент групи 1-В (ІІЕП)
Вінниця
2007
План
1. Біологічне значення процесів виділення
2. Будова нирок
3. Утворення сечі нирками
4. Виведення сечі
5. Регуляція діяльності нирок
6. Нічне нетримання сечі
1. Біологічне значення процесів виділення
Кінцеві продукти метаболізму шкідливі для клітин організму. В процесі розщеплення білків, нуклеїнових кислот та інших азотистих сполук утворюються особливо токсичні речовини: аміак, сечовина, сечова кислота, креатин. Аміак пригнічує активність ферментів, в результаті чого порушуються структура і функція клітин. Велика концентрація вуглекислого газу призводить до порушення лужнокислотної рівноваги. В кінцевих продуктах дисиміляції знаходиться більша кількість молекул, ніж у початковому субстраті, а це призводить до суттєвого збільшення осмотичного тиску. Для підтримання хімічного гомеостазу необхідно постійно виводити із організму кінцеві продукти дисиміляції. Цю функцію виконують органи виділення. До органів виділення відносять нирки, легені, травний канал шкіру.
Нирки не тільки виводять кінцеві продукти облишу, а й регулюють вміст води і солей в організмі. Через шкіру виводиться багато продуктів обміну, але значно менше, ніж через нирки. Через легені виділяються вуглекислий газ, деякі летючі речовини і незначна кількість води. Травний канал виводить продукти розпаду гемоглобіну, хлориди, частково кальцій.
2. Будова нирок
Нирки (їх дві — права і ліва) мають форму бобу; зовнішній край нирки опуклий, внутрішній — угнутий. Вони червонобуррго кольору, масою близько 120 г.
Розташовані нирки в поперековій області по обох боках хребта на рівні XII грудного, І і II поперекових хребців. Права нирка лежить на 2...3 см нижче лівої. До верхнього кінця кожної нирки прилягає надниркова залоза.
На угнутому, внутрішньому, краєві нирки е глибока вирізка. Це ворота нирки. Сюди входить артерія, а виходять ниркова вена і сечовід.
Речовина нирки вкрита щільною, яка легко знімається, фіброзною капсулою. Зовні нирки знаходиться шар жирової клітковини — жирова капсула.
В нирках відбувається процес утворення сечі із речовин, що їх приносить кров. Будова нирки складна. В ній розрізняють зовнішній, темніший, кірковий шар і внутрішній, мозковий, шар.
Кіркова речовина нирки займає всю периферію нирки, у вигляді стовпчиків входить у мозкову речовину і поділяє її на 15...20 поперечних пірамід, основи яких повернені назовні, до кіркової речовини, а верхівки — до ниркової миски.
Кіркова речовина нирки червоно-бурого кольору, товщина її 5...7 мм, мозкова речовина нирки світліша.
Структурна і функціональна одиниця нирки — тільце цирки (нефрон). У кожній нирці нараховують близько 1 млн. мікроскопічних тілець.
Тільце нирки починається в кірковій речовині невеликою капсулою, що має форму двостінної чаші, всередині якої знаходиться клубочок кровоносних капілярів. Між стінками капсули є порожнина, від якої починається нирковий канадець. Він звивається і потім переходить у мозковий шар. Це звивистий нирковий канадець.
В мозковому шарі нирки каналець випрямляється, утворює петлю і повертається у кірковий шар. Тут сечовий каналець знову закручується і потім впадає у вивідну протоку — збірну ниркову трубочку. Збірні ниркові трубочки, зливаючись, утворюють загальні вивідні протоки. Ці протоки проходять через мозковий шар нирки до верхівок пірамід.
Кожні 2—3 ниркові піраміди своїми вершинами зливаються разом, утворюючи сосочок. На сосочках є численні отвори, якими закінчуються вивідні трубочки, що відкриваються в чашечки. Чашечки є початком сечовидільних шляхів. Малі ниркові чашечки, зливаючись одна з однією, утворюють 2—3 великі ниркові чашки, які в свою чергу переходять у ниркову миску.
Ниркова миска — лійкоподібна, сплющена порожнина з тонкими стінками. Сеча із ниркових мисок надходить у сечоводи,, які сполучені з сечовим міхуром.
Загальна довжина канальців одного тільця нирки .досягає 32...50 мм. У нирках є приблизно 130 км трубочок, по яких проходить рідина. Щодоби у нирках фільтрується близько 170л рідини, яка концентрується приблизно в 1,5 л сечі і виділяється із організму в навколишнє середовище.
3. Утворення сечі нирками
Хімічний аналіз рідини, взятої із капсули клубочка, показує, що вона є фільтратом плазми крові і за своїм хімічним складом близька до неї. В сечі в такій же кількості, як і в плазмі, містяться глюкоза, натрій, калій, хлориди, сульфати, сечовина, сечова кислота та ін. Немає тільки тих сполук, молекулярна маса яких перевищує 70 тис., а діаметр їхніх молекул становить приблизно 10 нм. Це білки і формені елементи крові. На основі цих даних створена фільтраційно-реабсорбційна теорія утворення сечі нирками, яка в наш час є загальновизнаною. Фільтруючою силою є тиск крові в капілярах клубочків (120 гПа). йому протидіють онкотичний тиск плазми крові (40 гПа) і тиск фільтрату в порожнині капсули клубочка (27 гПа). Різниця між величиною тиску крові і сумою протидіючих йому сил — онкотичного тиску колоїдів плазми і гідростатичного тиску фільтрату називається фільтраційним тиском. В даному випадку він дорівнює 53,0 гПа. Якщо сума протидіючих сил не перевищує тиску крові, то фільтрація відбувається нормально. Зниження тиску крові в капілярах клубочків нижче 67,0 гПа або підвищення тиску в середині капсули призводить до припинення фільтрації. Таким чином, роботу по утворенню фільтрату із плазми крові, або так званої первинної сечі, виконує серце. За добу через нирки проходить 1700...1800 л крові, з якої утворюється 180 л первинної сечі. Фільтраційна поверхня, тобто загальна поверхня стінок клубочків, дорівнює 1,5... 2 м2 (що дорівнює площі поверхні тіла).
Механізм канальцевої реабсорбції. В канальцях відбувається зворотне всмоктування (реабсорбція) в кров води і необхідних для організму органічних і мінеральних речовин. Одні речовини (вода, хлориди) всмоктуються пасивно шляхом дифузії, а інші (глюкоза, натрій, амінокислоти) — за допомогою активного транспорту. Процес реабсорбції здійснюється в основному проти концентраційного градієнта, тому потребує використання енергії АТФ. Так, якщо припинити доступ кисню до нирок, то процес реабсорбції припиняється, хоч фільтрація продовжується.
Механізм активного переносу не однаковий для різних речовин. Активний транспорт натрію здійснюється натрієвим насосом, тоді як глюкоза і амінокислоти — особливим, вибірково діючим механізмом. Вода всмоктується за рахунок осмосу.
З проксимальної частини звивистого канальця в тканинну рідину відбувається вихід води до рівня осмотичного тиску крові. Дальше збільшення концентрації сечі відбувається в петлі нефрона в силу особливої її будови, яка функціонує за принципом зворотно-протитечійної системи. Низхідне і висхідне коліна доторкаються одне до одного і працюють взаємоузгоджено як єдине ціле. Із низхідного коліна петлі в тканинну рідину виходить вода, а із висхідного коліна активно виводяться іони натрію. Іони натрію, що перейшли в тканинну рідину, підвищують осмотичний тиск і притягують молекули води із низхідного коліна петлі. В результаті цього збільшується концентрація сечі в петлі нефрона. Петля нефрона працює як високоефективний механізм, в якому реабсорбується велика кількість води і натрію. Вихід води із первинної сечі в тканинну рідину в низхідному коліні петлі сприяє реабсорбції натрію, а натрій, в свою чергу, — виходу води. У висхідному коліні петлі нефрона натрій всмоктується частково або повністю залежно від потреб організму. Ця ділянка петлі під впливом волокон симпатичної нервової системи здійснює регуляцію натрій-уретичної функції нирок. У звивистих канальцях першого порядку здійснюється так звана облігатна, або обов'язкова, реабсорбція, в результаті якої всмоктується в кров 2/3 первинної сечі. Всмоктування в цій ділянці нефрона є обов'язковим і не регулюється. Реабсорбція, яка здійснюється в петлі нефрона і звивистих канальцях другого порядку, називається факультативною, оскільки інтенсивність її може регулюватись залежно від потреб організму. За добу в нирках із 150… .180 л первинної сечі утворюється 1,5 л вторинної сечі. Втощщна, або кінцева, сеча за своїм складом різко від-рівняється від плазми крові. Канальці нирок виконують також іще і секреторну функцію. Ті речовини, які слабо фільтруються або зовсім не переходять .у первинну сечу (деякі колоїди, органічні кислоти, амінокислоти), виводяться із організму шляхом секреції.
Ниркам належить особлива роль в підтриманні осмотичного гомеостазу. Вони дуже швидко і точно реагують на зміни гідратації тканин організму за допомогою спеціальних саморегулюючих рефлексів, їх осморецептори розташовані в супраоптичному і паравентрикулярному ядрах підзгір'я. Імпульси від осморецепторів через зв'язки підзгір'я з гіпофізом визивають підсилення секреції антидіуретичного гормону, який стимулює зворотне всмоктування води нирками. За допомогою цього фізіологічного процесу організм позбавляється від надлишку солей при малих втратах води, а це веде до вирівнювання осмотичного тиску крові.
При надходженні в організм великої кількості води секреція антидіуретичного гормону знижується, зменшується всмоктування води в кров і нирки виділяють велику кількість рідкої сечі. Крім центральної нервової системи осморецептори розташовані в периферичних органах — печінці, селезінці. Осморегулюючі механізми мають високу чутливість. Зміщення осмотичного тиску всього на 2% призводить до збільшення діурезу в два рази.
Речовини, які реабсорбуються з первинної сечі, при досягненні певної концентрації в крові можуть всмоктуватись не повністю і попадати в кінцеву сечу. Такі речовини називаються пороговими. До них відносяться глюкоза, а з неорганічних речовин солі натрію, калію, кальцію, фосфати та ін. Наприклад, для глюкози пороговою концентрацією є 150...180 мг%.
Непорогові речовини — це такі, які не підлягають зворотному всмоктуванні в кров і повністю виводяться з сечею. До них відносяться кінцеві продукти білкового обміну, а також сульфати і деякі лікарські речовини.
4. Виведення сечі
Сеча збирається в ниркові миски, а звідти по сечоводах надходить в сечовий міхур. Випорожнення міхура відбувається внаслідок скорочення гладеньких м'язів його стінок. Регуляція сечовипускання рефлекторна. Нервовий центр, який зумовлює скорочення і розслаблення сечового міхура, міститься в куприковому відділі спинного мозку. Скелетні м'язи, що беруть участь в акті сечовипускання, одержують імпульси з довгастого мозку. Спинальні і бульбарні центри знаходяться під контролем кори великого мозку. Рецептори, що збуджуються при наповненні сечового міхура сечею, розташовані в його стінках. Як тільки тиск в сечовому міхурі досягне 2,0...2,2 гПа, в рецепторах виникають імпульси, які по черевному нерві надходять у спинний мозок, а по висхідних шляхах доходять до півкуль великого мозку і викликають позив до сечовипускання. Під впливом імпульсів, що проходять по парасимпатичних волокнах, скорочуються м'язи міхура, розслаблюється внутрішній сфінктер, розташований на межі переходу міхура в сечовипускний канал. Зовнішній сфінктер, який конусоподібне охоплює початок сечовипускного каналу, утворений смугастими м'язами і контролюється корою великого мозку. Цим пояснюється довільний характер сечовипускання.
В акті сечовипускання беруть участь м'язи живота. При скороченні1 їх підвищується внутрішньочеревний тиск, а разом з ним і тиск в середині міхура. Все це прискорює випорожнення міхура. Сечовипускання перестає бути довільним і здійснюється рефлекторно тільки тоді, коли тиск в сечовому міхурі перевищує 2,5, гПа.
5. Регуляція діяльності нирок
Процес сечоутворення регулюється автономною нервовою системою як прямими впливами, так і через залози внутрішньої секреції. У взаємодії автономної нервової системи із залозами внутрішньої секреції основна роль належить антидіуретичному гормону гіпофіза.
Ізольована нирка, а також пересаджена в іншу частину тіла після встановлення кровопостачання функціонує нормально. Антидіуретичний гормон гіпофіза збільшує зворотне всмоктування води в петлі нефрона і одночасно зменшує реабсорбцію натрію і калію із сечі в канальцях. Це призводить до підвищення концентрації їх у вторинній сечі.
На діурез впливає також адреналін. Звужуючи вихідні судини капсули клубочка, він підвищує фільтраційний тиск і, як наслідок, збільшує утворення первинної сечі. Але при значному надходженні адреналіну в кров під час емоційних напружень звужуються і вхідні судини. Тиск в клубочках при цьому падає і сечоутворення зменшується.
На діяльність нирок впливають гормони кіркового шару надниркових залоз, щитовидної залози, деякі харчові і лікарські речовини. Таким чином, основну роль у підтриманні сталості водно-сольового складу крові і обміні позаклітинної рідини відіграють гормони. Автономна нервова система змінює тільки діаметр судин нирок і не впливає на процеси реабсорбції. Центральна нервова система впливає на діяльність нирок умовнорефлекторним шляхом.
6. Нічне нетримання сечі
Випускання сечі — процес рефлекторний. Сеча, яка надходить у сечовий міхур, спричинює підвищення тиску в ньому, що подразнює рецептори, які містяться у стінці міхура. Виникає збудження, яке доходить до центра сечовипускання в нижній частині спинного мозку. Звідси імпульси надходять до мускулатури міхура, примушуючи її скорочуватися; сфінктер при цьому розслаблюється, і сеча витікає із міхура в сечовипускний канал. Це мимовільне випускання сечі. Воно спостерігається у немовлят.
Старші діти, як і дорослі, можуть довільно затримувати і викликати сечовипускання. Це пов'язане із встановленням кіркової, умовнорефлекторної регуляції сечовипускання. Звичайно до дворічного віку у дітей сформовуються умовнорефлекторні механізми затримання сечовипускання не тільки вдень, а й вночі.
Проте у 5...10% дітей у віці до 13. ..14 років спостерігається нічне нетримання сечі — енурез. Це своєрідне захворювання дитини. Таку дитину треба не соромити, не залякувати, а лікувати.
Нічному нетриманню сечі сприяє вживання перед сном великої кількості рідини (чай, кава, молоко). Дітям, які хворіють, на енурез, не треба на ніч давати багато рідкої їжі, слід виключити із раціону гострі страви. В деяких випадках енурез розвивається через шкірні захворювання, при наявності глистів. Необхідно привчати дітей тримати в чистоті зовнішні сечостатеві органи, обмивати їх теплою водою з милом вранці і ввечері, перед сном.
10