Организм получает питательные вещества из окружающей среды, перерабатывает их в процессе метаболизма и выделяет конечные продукты обмена наружу. Органы выделения должны избирательно извлекать эти конечные продукты, сохраняя вещества, необходимые организму. Углекислый газ выделяется через легкие, вода и соли – потовыми железами и почками, непереваренные остатки пищи и продукты распада – через кишечник.
Выделение веществ осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом, легкими, кожей и слизистыми оболочками, слюнными железами. Все это вместе составляет выделительную систему организма, между отдельными частями которой существует тесная взаимосвязь. Например, при избыточном потоотделении, высокой температуре снижается объем мочи; при уменьшении выведения азотистых соединений с мочой увеличивается их выведение через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожу.
В течение суток человек потребляет более 2 л воды (примерно 1,5 л в жидком виде и около 0,7 л с твердой пищей). Еще примерно 0,4 л воды образуется в сутки в организме в ходе реакций катаболизма («метаболитная вода»). Выводится вода из организма через легкие (около 0,5 л), кожу (около 0,5 л), немного с калом (0,3 – 0,4 л) и в основном – через почки (1,5 – 2 л).
Почки находятся рядом с брюшной аортой, поэтому через них проходит большой объем крови (20 – 25 % всего минутного объема кровотока), благодаря чему почки способны эффективно очищать кровь от токсичных продуктов метаболизма.
Функции почек:
1) экскреторная, заключающаяся в образовании мочи и включающая процессы фильтрации, реабсорбции и секреции;
2) инкреторная, заключающаяся в синтезе и выделении в кровь биологически активных веществ;
3) гомеостатическая, заключающаяся в поддержании водного, солевого и кислотно-щелочного баланса, регуляции артериального давления;
4) метаболическая, заключающаяся в некоторых особенностях метаболизма, в первую очередь белков и глюкозы в почках;
Структура нефрона. Нефрон является структурно-функциональной единицей почки (рисунок 1.). В каждой почке содержится примерно 1 млн. нефронов. Он начинается с почечного тельца, представляющего собой заключенный в капсулу Шумлянского-Боумена сосудистый клубочек (20 – 50 капиллярных петель), который образуется путем разветвления приносящей артериолы на капилляры и заканчивается их объединением в выносящую артериолу. Диаметр приносящей артериолы почти в 1,5 раза больше, чем выносящей, что обеспечивает высокий уровень гидростатического давления крови в капиллярах клубочка. Капсула Шумлянского-Боумена переходит в проксимальный извитой каналец, за которым следует петля Генле, включающая нисходящее и восходящее колено, имеющие в своем составе тонкую и широкую части. Последняя переходит в дистальный извитой каналец, впадающий в собирательную трубку, которая открывается на вершине сосочка мозгового вещества в малой почечной чашке. Выносящая артериола выходит из клубочка и распадается на множество капилляров, оплетающих всю канальцевую систему и собирающихся затем в почечную венулу и далее в вену.
Рисунок 1. Строение нефрона:
1 – капсула Шумлянского-Боумена, 2 – сосудистый клубочек, 3 – проксимальный извитой каналец, 4 и 5 – соответственно широкая и узкая части нисходящего колена петли Генле, 6 и 7 – узкая и широкая части восходящего колена петли Генле, 8 – дистальный извитой каналец, 9 – собирательная трубка, 10 – приносящая артериола, 11 – выносящая артериола, 12 – юкстагломерулярный аппарат
Таким образом, особенностью кровообращения почек является наличие двойной сети капилляров, т.е в почках артериолы делятся на капилляры дважды. Первый раз – между приносящей и выносящей артериолами, образуя сосудистый клубочек, и второй раз – между выносящей артериолой и венулой, образуя сеть капилляров вокруг извитых канальцев, в которых происходит обратное поступление воды и различных ионов из первичной мочи назад в кровь.
В треугольном пространстве между приносящей и выносящей артериолами и прилегающим к ним дистальным канальцем находятся специальные клетки, образующие юкстагломерулярный аппарат почек, в котором образуются гормоны ренин, эритропоэтин и др.