Выделительная система

Удаление продуктов жизнедеятельности необходимо человеку для того, чтобы избежать отравления. Выделительная система — это совокупность органов, выводящих из организма избыток воды, соли, продукты обмена веществ, различные яды (попавшие в организм извне или образовавшиеся в нем). В ее состав входят мочевыделительная (мочевая) система, часть кишечника, и потовые железы на поверхности кожи. Легкие тоже участвуют в выделении — они удаляют из крови углекислоту. Но в основном продукты обмена выводятся с мочой, сравнительно небольшая часть — с каловыми массами, а также с выдыхаемым воздухом и потом.

Мочевая система — одна из главных выделительных систем организма. В нее включены две почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал

Мочевыделительная система

Главная система выделения — мочевыделительная, или мочевая, состоит из почек, мочеточника и мочевого пузыря. Почки отвечают за вывод из крови азотосодержащих соединений, основным компонентом которых является мочевина, а также поддерживают водный и солевой балансы в организме.

Мочевой пузырь — это мешочек воронкообразной формы, напоминающий перевернутую пирамиду

Каждую минуту почки получают около 1 литра крови. Когда эта кровь попадает в фильтр на конце одного из почечных канальцев, то разделяется: плазма поступает в каналец, а остальная часть остается в кровотоке. Отфильтрованная жидкость проходит через длинный почечный каналец, затем большая часть воды, солей и других ценных веществ всасывается обратно в кровь. Остатки воды, мочевины и других отходов в виде мочи поступает по двум трубочкам в мочевой пузырь.

Почки вырабатывают мочу круглосуточно. Водный баланс регулируется антидиуретическим гормоном, а солевой — альдостероном. Желчный пузырь также участвует в экскрекции, так как обеспечивает выход продуктов жизнедеятельности из печени.

Почки и их работа

Почки — это парный бобовидный орган, который расположен у задней стенки брюшной полости. Приблизительные размеры почки: 11,5-12,5 см в длину, 5-6 см в ширину и 3-4 см в толщину Масса почек составляет 120-200 г, обычно левая почка несколько больше правой. Из каждой почки выходят мочеточники, ведущие к мочевому пузырю. Почки содержат тысячи нефронов — мельчайших фильтрующих элементов. В каждом нефроне есть фильтр (клубочек, состоящий из тонких капилляров), и каналец, в котором из крови всасывается вода и необходимые питательные вещества. Водный раствор из крови свободно проходит через стенки клубочка в коллекторную систему канальцев на другой стороне. В этой сети может содержаться до 25% всей крови организма. Отверстия в стенках капилляров не пропускают крупные молекулы. Однако при воспалении они эту функцию не выполняют, и белок попадает в мочу Поэтому белок, обнаруженный при анализе мочи — признак инфекции и нарушения работы почек.

Почки вырабатывают ренин, уровень которого зависит от содержания солей, регулируемых альдостероном. При низком давлении ренин вызывает синтез гормона ангиотензина, который сужает артериолы и приводит к выбросу альдостерона и удержанию солей. Оба эти фактора повышают давление крови

Реабсорбция и диурез

Каждый клубочек в нефроне окружен капсулой Боумена (началом канальца). Здесь почти вся отфильтрованная вода и соли реабсорбируются (всасываются обратно), поэтому моча получается концентрированная. Этот процесс (диурез) регулируется антидиуретическим гормоном гипофиза. Пока гормон находится в крови, каналец реабсорбирует много воды, при снижении его уровня проницаемость канальца уменьшается и большая часть воды уходит в мочу. В некоторых случаях (например, при несахарном диабете), этот гормон может отсутствовать, и тогда больной не может удерживать воду, теряет ее в огромных количествах с мочой и вынужден восполнять ее беспрерывным питьем.

Почечная артерия, несущая к почке кровь, разделяется на дуговидные артерии, а затем на вносящие артериолы, которые заканчиваются клубочками. Вода, соли и различные вещества проходят через стенки клубочка и поступают в почечные канальцы. Затем наступает выборочная реабсорбция: необходимые организму вещества всасываются в выносящие артериолы. После этого кровь выходит из почки через почечную вену; продукты выделения покидают организм с мочой

Мочевой пузырь и моча

Мочевой пузырь — это полый мышечный орган с толстыми стенками, который располагается в нижней части тазовой области между лобковыми костями и прямой кишкой, он напоминает перевернутую пирамиду. На основании этой пирамиды у мужчин лежит тонкий кишечник, а у женщин — матка.

У взрослого мужчины длина уретры составляет около 20 см. В ее состав входят 3 части: предстательная (2,5 см), перепончатая (1£ см), губчатая (более 15 см). У женщин мочеиспускательный канал значительно короче (около 1 см), и окружен слизистыми железками

Почки почти беспрерывно посылают в мочевой пузырь небольшие количества мочи по мочеточникам. Моча выходит из организма через уретру (мочеиспускательный канал). В месте выхода уретры из мочевого пузыря имеется сфинктер — круговая мышца, которая сокращается, чтобы закрыть проход. Во время мочеиспускания сфинктер расслабляется, а мышцы мочевого пузыря сокращаются, чтобы выпустить мочу.

Состав и свойства мочи

Каждый день через почки проходит около 1200 литров крови, при этом образуется примерно 110 литров фильтрата. Но почти весь он реабсорбируется и мочи остается около 1 литра. Всё, что можно найти в моче, присутствует и в крови, отличия только в концентрации. Запах же мочи на воздухе вызван ее разложением под действием бактерий.

Как осуществляется контроль над мочеиспусканием

Обычно мочевой пузырь взрослого человека в состоянии удерживать 0,25 л мочи без ощущения дискомфорта. Опорожнение (мочеиспускание) человек осуществляет, если в мочевом пузыре накопится приблизительно 0,5 л. Когда стенки пузыря растягиваются, в спинной мозг поступает сигнал, и человек чувствует позыв к мочеиспусканию. У маленьких детей опорожнение наступает автоматическое под действием рефлекса. Но их приучают к горшку, и этот рефлекс постепенно подавляется контролем головного мозга.

Роль кишечника в процессе выделения

Кишечник не выбрасывает продукты обмена веществ клеток тела, он лишь избавляется от остатков пищи. Некоторые вещества в толстом кишечнике переходят из крови в просвет кишки и выводятся с калом. Поскольку веществ этих немного, кишечник хотя и причисляется к органам выделения, имеет небольшое значение.

Процесс выделения в кишечнике начинается с толстой кишки, куда переработанная пища поступает из тонкого кишечника. Во время прохождения по толстой кишке переваренная пища постепенно уплотняется, так как жидкость всасывается в кровь через стенки кишки.

Толстая кишка

Толстая кишка — это нижняя часть кишечника. Она подразделяется на 4 части: слепая кишка, ободочная кишка, прямая кишка и заднепроходный канал.

Строение толстой кишки и ее отделов

В слепой кишке происходит всасывание воды, выделенной в тонкую кишку во время всего процесса пищеварения.

Ободочная кишка является наибольшей частью толстой кишки. Ее длина составляет примерно 1,3 м. Восходящая ободочная кишка поднимается прямо вверх в правой части брюшной полости. Прямо под печенью ободочная кишка поворачивает налево, пересекает брюшную полость под желудком и уходит в тазовую область, где продолжается как прямая кишка. Функция ободочной кишки состоит в продвижении плотной массы к заднепроходному отверстию при помощи перистальтики и всасывании солей и воды, получаемых из тонкой кишки.

Ободочная кишка предрасположена к воспалениям — острому или язвенному колиту. Острый колит часто происходит из-за инфекции и быстро излечивается. Хронический (язвенный) колит намного серьезнее. Он может давать осложнения и требует продолжительного лечения

Прямая кишка

Основной функцией заднепроходного канала прямой кишки является накопление каловой массы. Прямая кишка, как и весь кишечник, состоит из мышечной трубки, выстланной эпителием. В эпителии есть железы, вырабатывающие слизь, которая облегчает продвижение каловых масс. Мышечная часть прямой кишки сокращается при дефекации (испражнении), но в остальное время она имеет свойство растягиваться. Именно способность к увеличению в размере и позволяет прямой кишке служить резервуаром для каловых масс.

Заднепроходный канал

Заднепроходный канал — это короткая (около 10 см) узкая трубка, окруженная кольцом мышц, которые соединяют прямую кишку с выходом наружу. Основной функцией заднепроходного канала является удержание каловых масс. При его окончании имеется отверстие, через которое выходят продукты жизнедеятельности человеческого организма — фекалии.

Строение прямой кишки и заднепроходного канала

Формирование фекалий

Фекалии обычно состоят на 75% из жидкости (в основном слизи) и на 25% из твердых веществ (бактерий, непереработанных жиров и белков, непереваренных остатков пищи). Цвет фекалий зависит от желчных пигментов — стеркобилина и билирубина, которые помогают также обеззараживать и дезодорировать кал. Запах фекалий в основном зависит от деятельности бактерий, образующих азотистые соединения, а также сероводород.

Мозг управляет работой кишечника. Он посылает внешним круговым мышцам импульс оставаться сжатыми, пока не наступит подходящее время для дефекации

Каловая масса, продвигаясь по кишечнику, постепенно уплотняется, так как вода всасывается организмом, и плотная масса проталкивается в прямую кишку. На конце заднепроходного канала есть 2 сфинктера — внутренний сжиматель заднего прохода и сжиматель заднего прохода. Оба сфинктера держат канал закрытым, пока не поступит определенное количество каловых масс. После этого внутренний сжиматель непроизвольно расслабляется, а внешний сжиматель работает произвольно и остается сжатым, пока не наступает подходящий момент для испражнения.

Потоотделение

В жару человек теряет много воды и солей через пот, который, однако, не играет существенной роли в очищении организма. Это продукт потовых и апокринных желез кожи, и единственной его функцией является терморегуляция.

Нормальной температурой тела человека считается 36,6 °С. Если внешняя температура поднимается слишком высоко, внутренняя температура регулируется путем потоотделения. По мере испарения пота понижается и температура тела. Но если человек не потеет целый день, то избыток воды и солей выводится почками.

Вещества, подлежащие выделению через кожу, поступают с кровью в потовые железы. Там образуется пот и затем испаряется

Пот обычно испаряется с кожи прежде, чем человек успевает его заметить. Происходит так называемое «неощутимое потоотделение». Человеку становится прохладнее, потому что для испарения жидкости клетки кожи расходуют энергию. Однако если пот начинает струиться по коже, это означает, что система уже едва справляется.

Тепловой удар и перегрев

Пот содержит множество солей, и при сильном потоотделении во время жары необходимо восстанавливать не только воду, но и соль. Иначе может произойти тепловой удар, а это приводит к нарушению мозгового кровообращения и даже к летальному исходу. Перегрев случается также при реакции организма на инфекцию, точнее, на бактериальные и вирусные токсины, при этом повышается температура тела.