Экскреторная функция

Экскреторная функция — это процесс удаления продуктов обмена веществ и токсинов, который поддерживает гомеостаз и здоровье. В статье рассмотрим механизмы экскреции, их роль в организме и влияние нарушений на здоровье. Понимание этой функции поможет осознать важность нормальной работы органов выделительной системы и предотвратить заболевания.

Строение почки

Почки представляют собой парный орган, расположенный в брюшной полости. Вес каждой почки составляет около 300 граммов. В этих органах имеется множество артерий и сосудов, через которые ежеминутно проходит значительное количество крови. Почки защищены сверху двумя оболочками: серозной и соединительной. Основная структура почки состоит из нефронов, которые представляют собой тонкие трубочки.

Эксперты в области медицины и биологии подчеркивают важность экскреторной функции для поддержания гомеостаза в организме. Эта функция отвечает за выведение продуктов обмена веществ, токсинов и лишней жидкости, что критически важно для здоровья. Специалисты отмечают, что нарушения в работе экскреторной системы могут привести к серьезным заболеваниям, таким как почечная недостаточность или отеки. Они также акцентируют внимание на роли почек, печени и кожи в этом процессе. Поддержание нормальной экскреторной функции возможно благодаря правильному питанию, достаточному потреблению жидкости и регулярной физической активности. Эксперты рекомендуют проводить профилактические обследования, чтобы своевременно выявлять и устранять возможные проблемы.

Экскреторная функция почек: Секреция, Фильтрация, Реабсорция, нарушение и снижение

Функции почек

Почки выполняют такие функции:

1. защитную;

2. экскреторную;

3. инкреторную;

4. гомеостатическую;

5. метаболическую.

Экскреторная функция почек — самая главная и важная функция этого органа: выведение чужеродных и вредных веществ из организма человека.

Работа почек заключается в регулировании:

• кислотно-основного баланса;
• водно-солевого баланса;
• уровня артериального давления;
• эритропоэза;
• метаболизма углеводов, белков и липидов;
• процессов свертывания крови (гемостаза).

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов, связанных с экскреторной функцией:

1. Роль почек: Почки играют ключевую роль в экскреторной функции организма, фильтруя кровь и удаляя из нее отходы, такие как мочевина и креатинин. Они также регулируют уровень воды и электролитов, что важно для поддержания гомеостаза.

2. Мочеобразование: Процесс мочеобразования включает три основных этапа: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию. В результате этого процесса организм может эффективно избавляться от токсинов и лишних веществ, сохраняя при этом необходимые для жизни элементы.

3. Экскреция у других организмов: У различных животных экскреторные системы могут значительно отличаться. Например, у насекомых и некоторых рептилий отходы выводятся в виде кристаллов мочевой кислоты, что позволяет экономить воду, в то время как млекопитающие выводят мочу, содержащую воду и растворенные в ней вещества.

Почки человека и их выделительная экскреторной функция

Нефрон

Нефрон представляет собой ключевую структурно-функциональную единицу почек, играющую важную роль в образовании мочи. В человеческом организме насчитывается около 1,2 миллиона нефронов.

Работа нефронов осуществляется поочередно: в один момент активны одни нефроны, в то время как другие находятся в состоянии покоя, и наоборот. Такой режим функционирования почек обеспечивает их надежность благодаря наличию функционального дублирования. Нефрон состоит из различных отделов, расположенных в корковом и мозговом веществе почек.

Мальпигиевое тельце

В корковом веществе находится мальпигиевое тельце (сосудистый клубочек). Оно имеет до 50 капилярных петель, которые связанные между собой при помощи мезангия. Тельца покрыты с наружной стороны капсулой Боумена-Шумлянского. Наружный листок капсулы составляет базальная мембрана. Пространство заполнено фибриллярной структурой, которая формирует решетку диаметром 10 нм.

Функции почки

Собирательные трубки

Собирательные трубочки начинаются от коры почек и направляются к центру мозгового вещества. Эпителиальные и цилиндрические клетки этих трубочек выделяют ионы водорода и содержат карбонгидрату. Собирательные трубочки объединяются в выводные каналы, которые впадают в полость лоханки.

Мочеобразование

Мочеобразование проходит в три этапа:

1. канальцевая секреция;

2. клубочковая фильтрация;

3. канальцевая реабсорбция.

Моча

В среднем, за сутки у человека образуется приблизительно 2 литра мочи, что называется суточным диурезом. Этот показатель напрямую зависит от объема потребляемой жидкости. У здорового человека около 80% всей жидкости выводится с мочой. В течение дня выделяется больше мочи, тогда как ночью объем не превышает половины дневного показателя.

Удельный вес мочи колеблется в пределах 1005-1025 мл. В норме реакция мочи кислая, однако она может изменяться в зависимости от рациона: при употреблении растительной пищи реакция становится щелочной, а при белковой — кислой.

Обычно моча прозрачная, но может содержать небольшой осадок, образующийся в результате центрифугирования. В ее составе присутствует небольшое количество эритроцитов, лейкоцитов и эпителиальных клеток, а также мочевая кислота и углекислый кальций. Кроме того, в моче можно найти витамины в малых дозах, органические кислоты, гормоны, ферменты и неорганические анионы.

Как выводится моча?

В нефронах образовывается моча и она выходит в почечные лоханки. Когда они заполняются, достигается порог раздражения рецепторов, который приводит к раскрытию мочеточника и сокращению мускулатуры. За счет сокращений гладкой мускулатуры в мочевой пузырь попадает моча. Мышцы мочеточников и лоханки почек работают автоматически, по мере поступления мочи в мочеточник.

После того как в мочевом пузыре будет достаточное количество мочи, его стенки начинают растягиваться до определенного момента. Как правило, в мочевом пузыре скапливается около 400 мл мочи. Когда мочевой пузырь полностью наполнен, это вызывает позыв к мочеиспусканию, с помощью рефлекторного акта и раздражения рецепторов.

В процессе мочеиспускания принимают участие структуры, находящиеся в головном мозге и спинальные структуры. Благодаря этому и осуществляется процесс задержки и начала мочеиспускания и происходит сенсорно-эмоциональная реакция.

В выделении мочи работают эфферентные импульсы спинального центра. Они проходят по нервным волокнам к мочеиспускательному каналу мочевого пузыря и вызывают сокращение его стенок, а также расслабление сфинктеров (мочеиспускательный канал и мочевой пузырь).

Экскреторная функция

При возникновении почечной недостаточности или уремии для поддержания нормального функционирования организма требуется искусственное очищение крови от продуктов обмена веществ. Этот процесс называется почечным гемодиализом.

Невыделительные функции

К невыделительным функциям относят гомеостаз. Он обеспечивает поддержания уровня метаболизма. С мочой почками фильтруются пептиды имеющие малую молекулярную массу. В кровь возвращаются аминокислоты.

Почки способны к выработке глюкозы, поэтому при голодании около половины глюкозы в организме вырабатывается почками. Почка — основной орган в окислительном катаболизме изонитолов, они синтезируют глюкуроновую кислоту, простагландины и фосфолипиды.

Нарушение секреторно-экскреторной функции

К нарушениям секреторно-экскреторной функции почек относятся следующие патологические состояния:

• уменьшение реабсорбции;
• сбои в фильтрации;
• нарушения работы почек.

Нарушение экскреторно-секреторной функции почек возникает из-за дисфункции канальцевой реабсорбции и клубочковой фильтрации. На уровень клубочковой фильтрации оказывают влияние различные факторы:
1) сердечная недостаточность — это может проявляться в виде коллапса или шока; критическим считается уровень, при котором почечный кровоток падает до 50 мл/мин.
2) патогенные факторы: сюда входят сахарный диабет, гломерулонефрит, некроз, амилоидоз и другие заболевания.

Объем клубочковой фильтрации может увеличиваться при повышении давления и тонуса клубочковых артериол под воздействием катехоламинов. Увеличение клубочковой фильтрации приводит к повышению проницаемости мембран и снижению тонуса артериол.

Секреторно-экскреторная функция почек также может нарушаться в результате активных или пассивных реабсорбций. Механизм реабсорбции может быть подавлен из-за генетических энзимопатий, что в свою очередь приводит к ацидозу. Различные интоксикации, воспалительные процессы, аллергические реакции и дистрофии также способствуют нарушению реабсорбции. Это может привести к снижению всасывания мочевины, аминокислот, мочевой кислоты и других веществ, что происходит из-за нарушений в работе проксимальных канальцев.

При патологических процессах в петле Генле затрудняется всасывание воды, кальция, калия, натрия и магния. В некоторых случаях секреторно-экскреторная функция может изменяться при различных заболеваниях почек:

• изменения в диурезе;
• изменения в мочеиспускании;
• изменения в составе мочи.

К изменениям диуреза относятся полиурия, олигурия и анурия. Олигурия характеризуется выделением мочи менее 300-500 мл в сутки. Полиурия — это выделение мочи в объеме свыше нормы, превышающем 2000-2500 мл в сутки. Анурия — это полное прекращение выделения мочи из организма.

К изменениям мочеиспускания относятся никтурия, поллакиурия и оллакиурия.

Биохимические процессы в почках

Эти процессы можно поделить на три группы:

1. Процессы образования мочи,

2. Выделение некоторых веществ,

3. Регулирование продукции веществ нужных для поддержания водно-солевого и кислотно-щелочного баланса.

В связи с этими процессами почки выполняют следующие функции:

• Экскреторная функция (выведение веществ из организма),
• Гомеостатическая функция (поддержание баланса организма),
• Метаболическая функция (участие в обменных процессах и синтез веществ).

Все эти функции тесно взаимосвязаны, и сбой в одной из них может привести к нарушению остальных.

Экскреторная функция почек

Эта функция связана с образованием мочи и ее выведением из организма. Когда кровь проходит через почки, из компонентов плазмы формируется моча. Почки способны регулировать ее состав в зависимости от состояния организма и его потребностей.

С помощью мочи почки удаляют из организма:

• Продукты азотистого обмена: мочевую кислоту, мочевину, креатинин,
• Избыточные вещества, такие как вода, органические кислоты, гормоны,
• Чуждые вещества, включая лекарства и никотин.

Основные биохимические процессы, которые обеспечивают выполнение почками их экскреторной функции, — это ультрафильтрация. Кровь через почечные сосуды попадает в полость почечных клубочков, где проходит через три слоя фильтров. В результате этого образуется первичная моча. Ее объем достаточно велик, и в ней все еще содержатся необходимые организму вещества. Затем она поступает на дальнейшую переработку в проксимальные канальцы, где происходит реабсорбция.

Реабсорбция — это процесс, при котором вещества перемещаются из канальца обратно в кровь, то есть возвращаются из первичной мочи. В среднем у человека в почках за сутки образуется до 180 литров первичной мочи, а выводится всего 1-1,5 литра вторичной мочи. Именно в этом объеме выводимой мочи содержится всё, что необходимо удалить из организма. Реабсорбции подвергаются такие вещества, как белки, аминокислоты, витамины, глюкоза и некоторые микроэлементы, электролиты. В первую очередь обратно всасывается вода, а вместе с ней возвращаются и растворенные вещества. Благодаря сложной системе фильтрации в здоровом организме в мочу не должны попадать белки и глюкоза, и их обнаружение в лабораторных анализах свидетельствует о наличии проблем, требующих выяснения причин и лечения.

Гомеостатическая функция почек

Благодаря этой функции почки поддерживают в организме водно-солевой и кислотно-щелочной баланс.

Основа регулирования водно-солевого баланса — это количество поступающей жидкости и солей, количество выводимой мочи (то есть жидкости с растворенными в ней солями). При избытке натрия и калия повышается осмотическое давление, из-за этого раздражаются осмотические рецепторы, и у человека возникает жажда. Объем выводимой жидкости при этом сокращается, а концентрация мочи увеличивается. При избытке жидкости увеличивается объем крови, и концентрация солей уменьшается, осмотическое давление падает. Это сигнал для почек работать активнее, чтобы вывести излишки воды и восстановить баланс. Процесс поддержания нормального кислотно-щелочного баланса (pH) осуществляют буферные системы крови и почки. Изменение этого баланса в ту или другую сторону приводит к изменению работы почек. Процесс регулировки этого показателя состоит из двух частей.

Во-первых, это изменение состава мочи. Так, при увеличении кислотной составляющей крови увеличивается и кислотность мочи. Повышение содержания щелочных веществ ведет к образованию мочи щелочного характера.

Во-вторых, при изменении кислотно-щелочного баланса почки выделяют вещества, которые нейтрализуют излишки веществ, приводящие к дисбалансу. Например, при повышении кислотности увеличивается секреция Н+, ферментов глутаминазы и глутаматдегидрогеназы, пируваткарбоксилазы.

Метаболическая функция почек

Почки играют ключевую роль в регулировании обмена фосфора и кальция, и любые нарушения в их работе могут негативно сказаться на опорно-двигательном аппарате. Этот обмен осуществляется благодаря образованию активной формы витамина D3, который сначала синтезируется в коже, затем проходит гидроксилирование в печени и, наконец, окончательно активируется в почках.

Кроме того, почки производят гормон гликопротеин, известный как эритропоэтин. Он воздействует на стволовые клетки костного мозга, способствуя образованию эритроцитов. Интенсивность этого процесса зависит от уровня кислорода, поступающего в почки: при его недостатке выработка эритропоэтина усиливается, что приводит к увеличению количества эритроцитов и, соответственно, улучшению кислородного обеспечения организма.

Еще одной важной функцией почек является работа ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. Фермент ренин регулирует тонус сосудов и преобразует ангиотензиноген в ангиотензин II через несколько этапов. Ангиотензин II сужает сосуды и активирует выработку альдостерона корой надпочечников. Альдостерон, в свою очередь, способствует реабсорбции натрия и воды, что увеличивает объем крови и повышает артериальное давление.

Таким образом, уровень ангиотензина II и альдостерона напрямую влияет на кровяное давление. Этот процесс имеет циклический характер: выработка ренина зависит от кровоснабжения почек. При низком давлении поступление крови в почки уменьшается, что приводит к увеличению выработки ренина, а значит, и ангиотензина II и альдостерона, что способствует повышению давления. При высоком давлении, наоборот, выработка ренина снижается, что приводит к его снижению.

Поскольку почки участвуют во множестве процессов в организме, любые проблемы с их функционированием неизбежно отражаются на состоянии различных систем, органов и тканей.

Кроме мочевыделительной системы, экскреторная функция также характерна для следующих органов:

• Кожа — выделение осуществляется через сальные и потовые железы. Суточный объем пота варьируется от 300 до 1000 мл, что зависит от температуры окружающей среды и физической активности;
• Печень — через продукцию желчи из организма выводятся билирубин, его производные, а также ионы кальция и фосфора;
• Легкие и верхние дыхательные пути — в процессе газообмена происходит выведение летучих соединений (таких как углекислый газ, ацетон или аммиак) и продуктов обмена легочной ткани.

В пищеварительной системе экскреция осуществляется различными железами, которые выделяют продукты обмена (например, мочевую кислоту, креатинин, желчные пигменты), соли тяжелых металлов и компоненты лекарственных средств.

Экскреторная функция почек и желудка

Экскреторная функция желудка играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного и электролитного баланса. Вместе с соляной кислотой в желудочную полость выводится ряд экскретов (карбамид, мочевая и карбоновая кислоты), а также элементов, введенных парентеральным путем — морфин, йод, некоторые красители.

Замечено, что выделение указанных метаболитов повышено при заболеваниях дыхательных путей, органов пищеварения и почек.

Основополагающее место в выделительных процессах занимает экскреторная функция почек, которая направлена на удаление вредных и чужеродных веществ — шлаков, продуктов азотистого обмена и избыточного количества жидкости.

В норме суточный объем мочи составляет примерно 2 л, большая часть которой выводится днем (на ночь приходится меньше половины от дневной нормы).

Если снижена экскреторная функция почек, у человека развивается уремия, вызванная избыточной аккумуляцией органических веществ и токсинов. Помимо общей интоксикации организма, болезнь сопровождается дистрофией тканей, гормональными расстройствами и дисфункцией всех органов и систем жизнедеятельности.

К этиологическим факторам данной патологии относят:

• нарушение почечной гемодинамики;
• отравления ядами различного происхождения, токсинами или лекарственная интоксикация;
• аутоиммунные патологии, заболевания сердечно-сосудистой и эндокринной систем;
• обструкция мочевых путей;
• гломерулонефрит, пиелонефрит;
• врожденные аномалии почек;
• инфекционные поражения различной этиологии.

Проведение лечебных мероприятий — компетенция врача-гастроэнтеролога. Любое самолечение недопустимо, поскольку правильно диагностировать причину можно лишь на основании специальных исследований. При отсутствии специализированной помощи повышается риск развития осложнений, наиболее серьезное из которых — корковые некроз почек

Инкреторная функция почек

В почках образуются биологически активные соединения. Гранулярные клетки юкстагломерулярного аппарата выделяют ренин в кровь при снижении артериального давления в почках, уменьшении уровня натрия в организме, а также при изменении положения тела с горизонтального на вертикальное. Выброс ренина в кровь варьируется в зависимости от концентрации ионов Na+ и Cl— в области плотного пятна дистального канальца, что обеспечивает контроль за электролитным балансом и клубочково-канальцевой функцией. Ренин, синтезируемый в гранулярных клетках юкстагломерулярного аппарата, представляет собой протеолитический фермент. В плазме крови он отщепляет от ангиотензиногена, который в основном находится во фракции α2-глобулина, неактивный пептид из 10 аминокислот — ангиотензин-I. Под воздействием ангиотензинпревращающего фермента в плазме крови от ангиотензина-I отщепляются две аминокислоты, в результате чего он превращается в активное сосудосуживающее вещество — ангиотензин-II. Этот компонент повышает артериальное давление, сужая артериальные сосуды, усиливает секрецию альдостерона, увеличивает чувство жажды и регулирует реабсорбцию натрия в дистальных отделах канальцев и собирательных трубках. Все эти эффекты способствуют нормализации объема крови и артериального давления.

В почках также синтезируется активатор плазминогена — урокиназа. В мозговом веществе почек образуются простагландины, которые играют важную роль в регуляции почечного и общего кровотока, увеличивают выделение натрия с мочой и снижают чувствительность клеток канальцев к антидиуретическому гормону (АДГ). Клетки почек извлекают из плазмы крови прогормон витамин D3, вырабатываемый печенью, и преобразуют его в активные формы витамина D3. Этот стероид способствует образованию кальцийсвязывающего белка в кишечнике, помогает высвобождению кальция из костей и регулирует его реабсорбцию в почечных канальцах. Почки также являются местом синтеза эритропоэтина, который стимулирует образование эритроцитов в костном мозге. Кроме того, в почках вырабатывается брадикинин, обладающий сильным вазодилатирующим действием.

Регуляция водно-электролитного баланса

Регуляция водно-электролитного баланса является одной из ключевых функций экскреторной системы организма. Этот процесс включает в себя поддержание оптимального уровня воды и электролитов, таких как натрий, калий, кальций и магний, что критически важно для нормального функционирования клеток и тканей.

Основным органом, отвечающим за регуляцию водно-электролитного баланса, являются почки. Они фильтруют кровь, удаляя из нее излишки воды и растворенных веществ, а также реабсорбируют необходимые компоненты обратно в кровоток. Этот процесс осуществляется через сложные механизмы, включая клубочковую фильтрацию, канальцевую реабсорбцию и секрецию.

Клубочковая фильтрация происходит в почечных клубочках, где кровь проходит через полупроницаемую мембрану, позволяя воде и малым молекулам проходить, в то время как крупные молекулы, такие как белки, остаются в крови. Образовавшаяся первичная моча затем проходит через почечные канальцы, где происходит реабсорбция необходимых веществ. Например, в проксимальных канальцах реабсорбируется до 65% фильтрованного натрия и воды, что помогает поддерживать осмотическое равновесие.

Регуляция уровня натрия и воды в организме осуществляется под воздействием различных гормонов. Одним из ключевых гормонов является альдостерон, который вырабатывается надпочечниками и способствует увеличению реабсорбции натрия в почках. Это, в свою очередь, приводит к задержке воды и повышению объема крови. Другим важным гормоном является антидиуретический гормон (АДГ), который регулирует проницаемость собирательных трубочек для воды, способствуя ее реабсорбции и уменьшению объема мочи.

Кроме того, важную роль в регуляции водно-электролитного баланса играют механизмы, связанные с осморегуляцией. Осморецепторы, расположенные в гипоталамусе, реагируют на изменения осмолярности крови и регулируют секрецию АДГ. При повышении осмолярности (например, при обезвоживании) уровень АДГ увеличивается, что приводит к повышенной реабсорбции воды и уменьшению мочеобразования.

Также стоит отметить, что водно-электролитный баланс может быть нарушен в результате различных факторов, таких как заболевания, диеты, физическая активность и климатические условия. Например, при интенсивных физических нагрузках или в жаркую погоду организм теряет много воды и электролитов через пот, что может привести к дегидратации и нарушению функций органов. В таких случаях важно восполнять потерю жидкости и электролитов, чтобы избежать серьезных последствий для здоровья.

Таким образом, регуляция водно-электролитного баланса является сложным и многоуровневым процессом, который обеспечивает стабильность внутренней среды организма и его адаптацию к различным условиям. Понимание этих механизмов имеет важное значение для диагностики и лечения заболеваний, связанных с нарушением водно-электролитного обмена.

Вопрос-ответ

В чем заключается экскреторная функция крови?

Экскреторная (выделительная) — транспорт ненужных продуктов обмена веществ к легким и почкам для их экскреции (выведения) из организма. Терморегулирующая — регулирует температуру тела. Регуляторная — связывает между собой различные органы и системы, перенося сигнальные вещества (гормоны), которые в них образуются.

Какова экскреторная функция печени?

Экскреторная (выделительная) функция печени, заключающаяся в образовании и выделении желчи в кишечник. Печень участвует также в пигментном обмене. Детоксицирующая функция печени состоит в обезвреживании токсических продуктов, образующихся в кишечнике под действием микробной флоры.

Какова экскреторная функция кожи?

Экскреторная (выделительная) функция. Как известно, строение кожи предполагает поры, через которые из организма выводятся избытки воды, продукты обмена, токсины и излишки солей.

Какие бывают функции почек?

Обеспечение удаления излишков жидкости, органических, неорганических и токсичных веществ, продуктов азотистого обмена, нормализация водно-солевого баланса, стабилизация кровяного давления и уровня pH, выработка гормонов, витамина D и другие важные для организма процессы.

Советы

СОВЕТ №1

Регулярно следите за своим водным балансом. Употребление достаточного количества воды помогает поддерживать нормальную работу почек и способствует эффективному выведению токсинов из организма.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на свой рацион. Включение в питание продуктов, богатых клетчаткой, таких как фрукты, овощи и цельнозерновые продукты, способствует нормализации работы кишечника и улучшает экскреторную функцию.

СОВЕТ №3

Избегайте чрезмерного употребления соли и сахара. Высокое содержание этих веществ в рационе может негативно сказаться на работе почек и других органов, отвечающих за экскрецию.

СОВЕТ №4

Регулярно проходите медицинские обследования. Это поможет выявить возможные проблемы с экскреторной функцией на ранних стадиях и своевременно принять меры для их устранения.