Физиология человека

1. Функции почек

В процессе обмена веществ образуются продукты распада. Часть этих продуктов используется организмом, другие удаляются из него.

Через легкие из организма выводятся углекислый газ, вода и некоторые летучие вещества.

Кишечник выделяет некоторые соли в составе кала, потовые железы — воду, соли, ряд органических веществ.

Основная роль в выделительных процессах принадлежит почкам, которые выводят из организма лишнюю воду, соли, аммиак, мочевину, мочевую кислоту. Через почки удаляются из организма многие чужеродные и ядовитые вещества, образующиеся в организме или принятые в виде лекарств.

Почки способствуют поддержанию постоянства состава внутренней среды организма. Излишек воды или солей в крови способен вызвать изменение осмотического давления, что опасно для жизнедеятельности клеток нашего тела. Почки выводят из организма излишек воды и минеральных солей, восстанавливая постоянство осмотических свойств крови.

Почки поддерживают постоянную реакцию крови. При накоплении в крови кислых или щелочных продуктов обмена через почки увеличивается выделение излишков соответствующих солей.

При питании мясной пищей в организме образуется много кислых продуктов обмена, соответственно и моча становится более кислой. При употреблении растительной пищи реакция мочи сдвигается в щелочную сторону.

В поддержании постоянства реакции крови очень важную роль играет способность почек синтезировать аммиак, который связывает кислые продукты, замещая в них ионы натрия и калия. При этом образуются аммонийные соли, которые выводятся в составе мочи, а ионы натрия и калия сохраняются для нужд организма.

2. Строение почек

В почках происходит процесс образования мочи из веществ, приносимых кровью. Строение почки сложное. В ней различают наружный, более темный, корковый слой и внутренний, мозговой слой (цвет. табл. IV). Структурная и функциональная единица почки — нефрон (почечное тельце) (рис. 61). В каждой почке насчитывается около 1 млн. микроскопических нефронов.

Почечное тельце начинается в корковом веществе почки небольшой капсулой, имеющей форму двустенной чаши, внутри которой находится клубочек кровеносных капилляров. Между стенками капсулы имеется полость, от которой начинается мочевой каналец. Он извивается и затем переходит в мозговой слой. Это извитой почечный каналец первого порядка.

В мозговом слое почки каналец выпрямляется, образует петлю и возвращается в корковый слой. Здесь мочевой каналец вновь извивается, образуя извитой почечный каналец второго порядка. Извитой каналец второго порядка впадает в выводкой проток — собирательную трубку. Собирательные трубки, сливаясь, образуют общие выводные протоки. Эти протоки проходят через мозговой слой почки к верхушкам сосочков, которые выступают в полость почечной лоханки. Моча из почечных лоханок поступает в мочеточники, которые соединены с мочевым пузырем.

Рис. 61. Схема строения почечного тельца: 1 — клубочек; 2 — извитой почечный каналец первого порядка; 3 — нисходящая часть петли; 4 — восходящая часть петли; 5 — извитой почечный каналец второго порядка; 6 — собирательные трубки

Общая длина канальцев одного почечного тельца достигает 35 — 50 мм. В почках имеется примерно 130 км трубок, по которым проходит жидкость.

3. Кровоснабжение почек

Почки обильно снабжаются кровью. Артериола, подходящая к капсуле почечного тельца, — приносящий сосуд — в капсуле распадается на 50 капиллярных петель, образующих клубочек (рис. 62). Капилляры клубочка собираются вновь в артериолу, называемую выносящим сосудом, по которому кровь оттекает от клубочка. Характерно, что просвет выносящего сосуда уже просвета приносящего сосуда, что создает благоприятные условия для образования мочи.

Рис. 62. Схема строения клубочка: 1 — приносящий сосуд; 2 — выносящий сосуд; 3 — капилляры клубочка; 4 — полость капсулы; 5 — извитой почечный каналец; 6 — капсула

Выносящий сосуд, выйдя из клубочка капилляров, вновь разветвляется на капилляры и густо оплетает капиллярной сетью извитые почечные канальцы первого и второго порядка. Таким образом, в почке мы встречаемся с такой особенностью кровообращения, когда артериальная кровь проходит через двойную сеть капилляров: вначале через капилляры клубочка, затем через капилляры, оплетающие извитые почечные канальцы. Капилляры собираются в мелкие вены, которые, укрупняясь, образуют почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену.

4. Образование мочи

Образование мочи идет в две фазы. Первая фаза — фильтрационная. На этом этапе вещества, приносимые кровью в капилляры клубочка, фильтруются в полость капсулы почечного тельца. В связи с тем, что просвет приносящего сосуда шире, чем выносящего, давление в клубочке капилляров достигает высоких величин (до 70 мм рт. ст.). Высокое давление в капиллярах клубочка обеспечивается еще и тем, что почечные артерии отходят прямо от брюшной аорты и кровь поступает в почки под большим давлением.

Итак, в капиллярах клубочка давление крови достигает 70 мм рт. ст., а давление в полости капсулы низкое (около 30 мм рт. ст.). За счет разности давления происходит фильтрация веществ, находящихся в крови, в полость капсулы почечного тельца.

В полость капсулы из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка, фильтруются вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли и такие органические соединения, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты, свободно проходят через стенки капилляров в полость капсулы. Белки с высоким молекулярным весом не проходят в полость капсулы и остаются в крови.

Жидкость, профильтровавшаяся в просвет капсулы, носит название первичной мочи. По составу она соответствует плазме крови без белков (табл. 20).

Таблица 20. Содержание веществ в плазме крови и моче

В сутки образуется около 150-170 л первичной мочи. Через почки в течение суток проходит 1700 л крови. Таким образом, из каждых 10 л крови, протекающей через капилляры клубочков, образуется около 1 л первичной мочи.

Во вторую фазу образования мочи происходит всасывание воды и некоторых составных частей первичной мочи обратно в кровь. Первичная моча, протекая по извитым канальцам, отдает крови воду, многие соли, глюкозу, аминокислоты и некоторые другие органические вещества. Мочевина, мочевая кислота обратно не всасываются, поэтому их концентрация в моче по ходу канальцев увеличивается.

Помимо обратного всасывания (реабсорбции) в канальцах происходит и активный процесс секреции, т. е. выделения в просвет канальцев некоторых веществ. Благодаря секреторной функции канальцев из организма удаляются вещества, которые по каким-либо причинам не могут профильтроваться из клубочка капилляров в полость капсулы почечного тельца.

В результате обратного всасывания и активной секреции у взрослого человека в мочевых канальцах образуется до 1,5 — 2,5 л вторичной (конечной) мочи в сутки; у детей количество мочи меньше.

5. Регуляция деятельности почек

Деятельность почек регулируется с помощью нервных и гуморальных механизмов. Почки обильно снабжены волокнами симпатической нервной системы и блуждающего нерва.

При раздражении симпатического нерва, подходящего к почкам, суживаются кровеносные сосуды почек, количество притекающей крови уменьшается, давление в клубочках падает, в результате уменьшается мочеобразование.

Резко уменьшается мочеотделение при болевых раздражениях. Это происходит из-за рефлекторного сужения кровеносных сосудов почки при болях.

На деятельность почек влияет и кора больших полушарий головного мозга. Если собаке оперативным путем вывести концы мочеточников наружу, подшить их к коже живота и начать вводить в желудок воду, сочетая это со звуком трубы, то после нескольких таких сочетаний один звук трубы (без введения воды в желудок) будет вызывать обильное отделение мочи. Это условный рефлекс.

Условнорефлекторным путем можно вызвать и задержку отделения мочи. Если раздражать лапу собаки сильным электрическим током, то от боли у нее снижается образование мочи. После многократного нанесения болевых раздражений одно только пребывание собаки в комнате, где ей наносилось болевое раздражение, вызывает снижение мочеобразования.

Количество отделяющейся мочи зависит от потребностей организма в воде.

Если человек испытывает жажду, то осмотическое давление крови вследствие недостатка воды повышается. Это приводит к раздражению осморецепторов, расположенных в кровеносных сосудах. Импульсы от них следуют в центральную нервную систему. Оттуда они направляются в железу внутренней секреции — гипофиз, который увеличивает выработку антидиуретического гормона (АДГ). Этот гормон, поступая в кровь, приносится к извитым канальцам почек и вызывает усиление обратного всасывания воды в извитых почечных канальцах второго порядка. Объем конечной мочи уменьшается, в организме удерживается вода, и осмотическое давление крови выравнивается.

6. Искусственная почка