План урока:

Строение почки

Строение мочевыводящих путей

Нефрон и образование мочи

Другие функции почек

Регуляция водного баланса

Почки и сахарный диабет

Болезни выделительной системы

Основные органы выделения – это почки, мочеточники и мочевой пузырь. Мочеточники и мочевой пузырь относят к мочевыводящим путям.

Другие органы тоже обладают функцией выделения, например, лёгкие и кожа. Но они удаляют из организма лишь небольшое количество переработанных веществ, если почки работают нормально. У людей с хронической почечной недостаточностью почки работают плохо. Кожа берёт на себя часть выделительной функции и со временем становится сухой и жёлтой.

Организм способен жить с одной почкой. Однако так сложилось в ходе эволюции, что у человека есть две почки. Это повышает надёжность выделительной системы: если с одним органом что-то случится, второй будет обеспечивать жизнь организма дальше.

Выделительная система у мужчины и женщины

Строение почки

Почки расположены по бокам позвоночника на уровне последнего грудного и двух верхних поясничных позвонков. Правая почка лежит на 1 – 1,5 см ниже левой. Однако встречаются другие варианты.

Почка имеет бобовидную форму. Её вогнутый край называют воротами почки. Из него выходят почечные артерии, вена, нервы, лимфатические сосуды и мочеточник. Снаружи почка покрыта оболочками из соединительной и жировой тканей.

Строение почки

У некоторых людей почки со временем опускается к малому тазу. Как правило, это люди худые люди высокого роста, например, стройные молодые женщины. Когда человек лежит, почка находится в нормальном положении, но когда он садится или встаёт, почка смещается вниз. Если девушка, которая никогда стройной не была, резко худеет, почки у неё могут «поползти» вниз.

Дело в том, что у почки нет сильной фиксации. Её удерживают на месте мышцы, на которых она лежит, внутрибрюшное давление и почечные сосуды.

В почке выделяют корковое и мозговое вещество. Корковое вещество лежит снаружи, его толщина около 7 – 10 мм. Под корковым веществом находится мозговое вещество. Оно состоит из пирамид, основание которых обращено к корковому веществу, а верхушка – к воротам почки. Пирамиды отделены друг от друга участками (столбами) коркового вещества. Из верхушек пирамид вытекает моча.Моча поступает в мочевыводящие пути – чашки и лоханку.

Кровоснабжение почки очень мощное. Это связано с тем, что кровь, которая поступает в почку, почкой же и очищается. Почка фильтрует всю кровь организма.

Клетки постоянно избавляются от лишних или токсичных отходов своей жизнедеятельности. Например, в результате обмена белков образуется ядовитый аммиак. Печень включает его в безопасное соединение – мочевину. А мочевина выводится почками.

Строение мочевыводящих путей

Как говорилось выше, из почки моча поступает в мочевыводящие пути – чашки, лоханку, мочеточники и мочевой пузырь.

Мочевыводящие пути имеют сходное строение:

• Наружный слой образован соединительной тканью.
• Средний слой состоит из гладких мышц, которые сокращаются и тем самым задерживают или проталкивают мочу.
• Внутренний слой – это слизистая оболочка, покрытая особым переходным эпителием. В ней также находятся маленькие железы, вырабатывающие слизь и участки лимфоидной ткани.

Лоханка продолжается в мочеточник – длинную трубку. Правый и левый мочеточники переходят в мочевой пузырь. Мочевой пузырь – это вместилище для скопления мочи. Он способен удерживать до 500 – 700 мл мочи. Моча выделяется постоянно, у взрослого человека мочевой пузырь заполняется за 2 – 4 часа.

Из мочевого пузыря моча изливается наружу через мочеиспускательный канал. Мышечная оболочка в области перехода мочевого пузыря в мочеиспускательный канал очень развита, она образует сфинктер мочевого пузыря.

Движение мочи 

Мочеиспускательный канал – это длинная узкая трубка. У мужчин он длинный (18 см) и узкий, а у женщин он короткий (3 см) и широкий. Это одна из причин, почему, у женщин чаще возникает цистит – воспаление мочевого пузыря. Обычно цистит вызывается болезнетворными бактериями, которые легко попадают в мочевой пузырь через короткий и широкий мочеиспускательный канал.

Длительное переохлаждение ослабляет защитные механизмы тканей мочевого пузыря, из-за чего болезнетворные бактерии активно размножаются и вызывают воспаление слизистой оболочки мочевого пузыря. Проявляется это очень неприятными симптомами – боль в паховой области, частое и болезненное мочеиспускание. Длительное переохлаждение наступает при купании в прохладной реке, сидении на сквозняке, прогулке в тонких колготках в холодную погоду.

Мочеиспускательный канал окружён скелетной (произвольной) мышечной тканью. Она образует сфинктер мочевого пузыря, который расслабляется, когда человек сознательно опорожняет мочевой пузырь.

Нефрон и образование мочи

Моча образуется в нефроне. Нефрон – это самая маленькая структура, которая отвечает за главную функцию почки – фильтрацию крови и образование мочи. Иначе его называют структурно-функциональной единицей почки.

Нефроны

Строение нефрона

Нефрон состоит из почечного тельца, проксимального и дистального канальцев. К нефрону подходит собирательная трубочка.

Почечное тельце и фильтрация

Почечная артерия делится на всё большее количество мелких ветвей вплоть до приносящей артериолы. Приносящая артериола распадается на капилляры, которые сложены в клубочки. Клубочек капилляров окружён капсулой (капсулой Шумлянского-Боумена). Вместе клубочек и капсула называются почечным тельцем.

В капиллярах происходит фильтрация крови.Почечный фильтр состоит из стенки капилляров и мембраны клеток почки. Он пропускает молекулы, диаметр которых меньше 4 нм, например, очень маленькие молекулы некоторых белков. Если почечный фильтр пропускает крупные молекулы белка, это говорит о повреждении почек. В практической медицине это обозначается выражением «белок в моче».

Почечный фильтр

Жёлтым цветом выделены клетки, которые входят в состав почечного фильтра. Они окружают капилляр, по которому движутся эритроциты.

В капиллярах клубочка в результате фильтрации крови образуется первичная моча. Далее она поступает из капсулы Шумлянского-Боумена в проксимальный каналец. «Проксимальный» означает «ближайший» - ближайший к почечному тельцу. Из проксимального канальца моча поступает в петлю Генле, а затем – в дистальный каналец. «Дистальный» означает «самый отдалённый».

Капилляры клубочка не сразу переходят в венулы. Они снова собираются в выносящую артериолу. Выносящая артериола распадается на капилляры, которые окружают канальцы. Такая структура получила название «чудесная сеть».

Чудесная сеть

Afferent arteriole – приносящая артериола

Efferent arteriole – выносящая артериола

Канальцы, обратное всасывание (реабсорбция) и выделение (секреция)

В канальцах происходят два процесса преобразования первичной мочи во вторичную – реабсорбция и секреция.

Реабсорбция – это обратное всасывание в кровь нужных организму веществ. Обратно всасываются вода, аминокислоты, глюкоза. Всего обратно в кровь всасывается 80% первичной мочи.

Секреция – это выделение в мочу ненужных организму веществ. Выделяются органические кислоты и основания, аммиак в виде иона аммония.

Вся кровь фильтруется и очищается в почках. За сутки образуется около 150 – 200 литров первичной мочи. От почки зависит, сколько воды будет выведено. Если организм получает много воды, он должен избавиться от лишней жидкости. Тогда мочеиспускание будет частым, а количество мочи обильным. Моча станет мало концентрированной, в ней будет много воды и на вид она будет бесцветной, как вода.

Если человек пьёт недостаточно жидкости, сильно потеет или находится в жарком климате, почки выделяют мало воды. Мочеотделение становится редким, количество мочи небольшим. Моча будет сильно концентрированной: ярко-жёлтого цвета с резким запахом.

Другие функции почек

Мы рассмотрели основные функции почек:

• Фильтрация крови.
• Выведение ненужных и токсичных для организма веществ.
• Регуляция баланса воды в организме.

Но процессы в почках не ограничиваются выделением, почки выполняют и другие жизненно важные функции:

• В крови должна строго поддерживаться определённая концентрация ионов водорода (показатель pH). Если он сильно изменится, то белки крови и тканей уже не справятся со своими задачами. Например, будут сбои в биохимических реакциях и транспорте молекул. Почка выводит избыток ионов водорода.
• Почка выделяет эритропоэтин – вещество, которое нужно для созревания эритроцитов в костном мозге. Некоторые болезни почек сопровождаются анемией.
• Почка участвует в регуляции артериального давления (об этом будет сказано ниже).
• Почка – это место обмена витамина D.
• Почка участвует в обмене белков и углеводов. Например, в почке и печени проходит процесс синтеза глюкозы – глюконеогенез.
• Почка участвует в регуляции содержания натрия, калия и других ионов в крови.

Другими словами, почка участвует в поддержании гомеостаза – постоянства состава внутренней среды.

Регуляция водного баланса

За сутки человек потребляет около 2 литров воды в жидком виде, 700 мл воды в составе твёрдой пищи. И ещё 300 мл воды образуется в самом организме в результате биохимических реакций. В течение суток около 2 л воды выводят почки, 900 мл воды выделяется с выдыхаемым воздухом и испарением с кожи, 100 мл выводится с калом.

Выведение или задержка воды регулируется гормонами: антидиуретическим гормоном (АДГ или вазопрессин) и альдостероном.

АДГ вырабатывается гипоталамусом. Гипоталамус – это участок мозга и высший центр эндокринной системы. Он регулирует работу эндокринной системы, вегетативной нервной системы, температуру тела, содержание жидкости в организме, а также участвует в формировании чувства голода и жажды. АДГ выводится из гипоталамуса в гипофиз, из которого и выделяется в кровь.

Благодаря АДГ из собирательной трубочки нефрона в кровь всасывается вода, моча концентрируется. «Диурез» означает «мочевыделение», а «антидиуретический» - «препятствующий мочевыделению». Если АДГ мало, моча будет содержать много воды.

Вода всасывается из собирательной трубочки под действием антидиуретического гормона (АДГ, ADH)

Если АДГ нет или почки его не воспринимают, развивается болезнь несахарный диабет. Тогда человек теряет в день по 15 – 20 литров воды и постоянно хочет пить. Слово «диабет» переводится как «мочеизнурение».

Альдостерон вырабатывается корой надпочечников. Он способствует обратному всасыванию воды и натрия в дистальном канальце и собирательной трубочке, а значит, задержке воды в организме.

Почки и артериальное давление

Почки не только фильтруют мочу, но и влияют на другие системы организма. Например, они участвуют в регуляции артериального давления. Кровь в почку поступает по крупным почечным артериям и под определённым давлением. Если оно упадёт ниже 80 мм рт. ст., то фильтрация крови в почке остановится.

Некоторые нефроны не столько фильтруют кровь, сколько улавливают давление поступающей в них крови. Если оно падает, то они выделяют вещество ренин. Ренин запускает каскад превращений, которые приводят к выделению альдостерона и ангиотензина II, которые повышают артериальное давление. Этот каскад реакций называется ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС).

Одна из самых распространённых болезней человечества – гипертоническая болезнь. В основе гипертонической болезни лежит стойкое повышение артериального давления выше 140/90 мм рт.ст. на протяжении длительного времени. Существует несколько механизмов повышения артериального давления при гипертонической болезни. И один из них – это ренин-ангиотензин-альдостероновая система.

В работе РААС участвует ангиотензинпревращающий фермент (АПФ). Лекарства, которые снижают активность АПФ (ингибиторы АПФ), на рубеже XX и XXI веков произвели революцию в лечении артериальной гипертензии. Первый ингибитор АПФ был выделен из яда змеи, которая называется обыкновенная жарара́ка. Через несколько лет на основе этого компонента змеиного яда создали несколько препаратов, эффективно снижающих артериальное давление.

Лечить гипертоническую болезнь нужно обязательно, потому что повышенное артериальное давление разрушает мелкие и крупные сосуды, а значит, и кровоснабжение всех органов.

Почки и сахарный диабет

Один из симптомов сахарного диабета – это появление глюкозы в моче.На самом деле, и у здорового человека есть немного глюкозы в моче. Но её настолько мало, что она не обнаруживается методами, которые используются в практической медицине. У человека, больного сахарным диабетом, уровень глюкозы в крови постоянно повышен. В мочу проникает больше глюкозы, поэтому её обнаруживают в клинической лаборатории. Глюкоза «тянет» за собой воду, поэтому учащённое мочеиспускание и жажда – одни из симптомов сахарного диабета.

«Лишняя» глюкоза в крови запускает повреждение сосудов и нервов, страдают ткани почки. Сахарный диабет часто сопровождается повышением артериального давления, которое тоже повреждает сосуды, почки и многие другие органы.

Болезни выделительной системы

Существуют самые разные болезни почек и мочевыводящих путей. Выделительной системой занимаются два специалиста – уролог и нефролог. Уролог – это хирург, который проводит операции и сложные процедуры на органах выделительной системы. Нефролог – это терапевт, который использует лекарственные средства (таблетки, инъекции и капельницы) в своей работе.

Но также в лечении болезней почек принимают участие другие специалисты: терапевт, эндокринолог (выше шла речь о сахарном диабете) и даже реаниматолог, если существует угроза для жизни.

У некоторых людей изначально есть аномалии развития почек. Например, кто-то рождается с одной почкой, а у кого-то может быть удвоенная почка или присутствовать третья добавочная почка.

Ряд болезней выделительной системы вызывается болезнетворными микроорганизмами, чаще бактериями. Выше говорилось о цистите – воспалении мочевого пузыря. Очень опасен острый пиелонефрит – воспаление почки и почечной лоханки. Его лечением тоже занимается уролог. Симптомы пиелонефрита – высокая температура, часто с ознобом, боль в пояснице, мутная моча.

Иногда выделительная система поражается микобактерией туберкулёза. Большинство людей воспринимают туберкулёз как болезнь лёгких, но это не совсем так. Возможен и туберкулёз почек. Основной врач при туберкулёзе – фтизиатр.

Есть ещё одна группа заболеваний – нефриты и гломерулонефриты. Это поражение тканей почек под действием вирусов, бактерий, ядов, собственной иммунной системы. Обычно лечением этих болезней занимается нефролог.

К сожалению, в почке и мочевыводящих путях могут развиваться злокачественные опухоли. Точные причины перерождения нормальных клеток в злокачественные до конца не изучены. В лечении онкологических заболеваний почек принимают участие онкологи, химиотерапевты и урологи.

Особое место занимает мочекаменная болезнь, когда образуются камни в мочевыводящих путях. Почечные камни – это выпавшие в осадок соли, которые образованы ионами кальция (реже натрия и аммония) с фосфорной кислотой и органическими кислотами: щавелевой (оксалатные камни), мочевой (уратные камни), цистином (цистиновые камни). Обычно камни имеют смешанную природу: они состоят сразу из нескольких солей.

В уроке по пищеварительной системе говорилось о белке, который препятствует образованию камней в поджелудочной железе. Выяснилось, что и в выделительной системе есть свой белок, препятствующий образованию камней. Это белок Тамма–Хорсфалла или уромодулин. Возможно, у людей с мочекаменной болезнью этот белок имеет какие-то дефекты.

Основное проявление мочекаменной болезни – экстремально сильная боль в пояснице, боку или животе и появление крови в моче. Это состояние называют почечной коликой. Когда камень выходит из лоханки, он становится препятствием току мочи в мочеточнике или мочевом пузыре. Капсула почки растягивается и становится источником боли.

Мощный источник поражения почек – алкоголь, ацетальдегид (образуется при переработке алкоголя в организме). Они могут повредить почки при однократном употреблении спиртных напитков. Кроме этого, при алкоголизме образуются и другие вещества, которые повреждают выделительную систему. У алкоголиков почки и мочевыводящие пути уязвимы перед болезнетворными микроорганизмами и больше подвержены мочекаменной болезни.

При заболеваниях почек и других болезнях (сахарный диабет) развивается хроническая болезнь почек, которая приводит к хронической почечной недостаточности (ХПН). ХПН заключается в том, что со временем гибнет всё больше и больше нефронов. Оставшихся нефронов не хватает для того, чтобы очищать кровь.Кончается это тем, что человеку пересаживают донорскую почку. В ожидании трансплантации почки раз в 3 дня он проходит процедуру гемодиализа. Гемодиализ – это искусственное очищение крови с помощью аппарата «искусственная почка».