Основные функции
Мочевыводящая система включает такие органы мочевыделительной системы, как:
- почки;
- мочеточники;
- мочевой пузырь;
- мочеиспускательный канал.
Строение мочевыделительной системы человека – это органы, производящие, накапливающие и выводящие мочу. Почки и мочеточники являются составляющими верхних мочевыводящих путей (ВМП), а мочевой пузырь и мочеиспускательный канал – нижних частей мочевыделительной системы.
Каждый из этих органов имеет свои задачи. Почки фильтруют кровь, очищая ее от вредных веществ и вырабатывая мочу. Система органов мочевыделения, в которую входят мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал, образуют мочевыводящие пути, действующие как система канализации. Мочевыводящие пути осуществляют вывод урины из почек, накапливая ее и потом удаляя во время мочеиспускания.
Строение и функции мочевыделительной системы направлены на эффективную фильтрацию крови и удаление из неё отходов. Помимо этого, мочевыделительная система и кожа, а также легкие и внутренние органы поддерживают гомеостаз воды, ионов, щелочи и кислоты, давления крови, кальция, эритроцитов. Поддержание гомеостаза – это важное значение мочевыделительной системы.
Развитие мочевыделительной системы с точки зрения анатомии неразрывно связано с половой системой. Вот почему про мочевыделительную систему человека нередко говорят как про мочеполовую.
Общая характеристика выделительной системы
❖ Необходимость выделительных процессов в организме:
■ некоторые из веществ, образующихся в процессе обмена из пищи, не используются организмом (конечные продукты обмена), и их накопление во внутренней среде организма привело бы к его отравлению;
■ необходимо удалять из организма попадавшие в него токсичные чужеродные вещества (ксенобиотики) — никотин, алкоголь, многие лекарственные препараты, яды и др.
Выделительные процессы — процессы, обеспечивающие удаление из организма конечных продуктов обмена веществ и ксенобиотиков и тем самым способствующие поддержанию постоянства внутренней среды организма и оптимальных условий для жизнедеятельности клеток (см. также «Выделительная система«).
♦ Органы, обеспечивающие процессы выделения у человека:
■ мочевыделительная система (играет основную роль в выделительных процессах) выводит из организма жидкие продукты обмена и ксенобиотики;
■ потовые железы выводят из организма воду и растворы минеральных веществ;
■ легкие выделяют в атмосферу газообразные продукты обмена — углекислоту и водяные пары, а также пары алкоголя при опьянении, пары эфира после наркоза и.т.д.;
■кишечник участвует в выведении из организма твердых продуктов обмена — солей тяжелых металлов, продуктов распада гемоглобина и др. (см также «Нервная система«).
Анатомия мочевыделительной системы
Строение мочевыводящих путей начинается с почек. Так называют парный орган в форме бобов, расположенный в задней части брюшной полости. Задачей почек является фильтрация отходов, избытка ионов и химических элементов в процессе выработки мочи.
Левая почка немного выше, чем правая, поскольку печень с правой стороны занимает больше места. Находятся почки сзади брюшины и касаются мускулов спины. Они окружены слоем адипозной ткани, которая удерживает их на месте и защищает от травм.
Мочеточники являют собой две трубки длиной 25-30 см, по которым урина из почек вытекает в мочевой пузырь. Они идут по правой и левой стороне вдоль хребта. Под действием силы тяжести и перистальтики гладких мышц стенок мочеточников, урина продвигается к мочевому пузырю. В конце мочеточники отклоняются от вертикальной линии и поворачивают вперед по направлению к мочевому пузырю. В месте входа в него они запечатываются клапанами, которые не дают возможности моче оттекать назад в почки.
Мочевой пузырь являет собой полый орган, служащий временным вместилищем мочи. Он расположен по средней линии тела в нижнем конце полости таза. В процессе мочеотделения урина медленно затекает в мочевой пузырь по мочеточникам. По мере заполнения пузыря его стенки растягиваются (они способны вместить от 600 до 800 мм мочи).
Мочеиспускательный канал – это трубка, через которую моча выходит из мочевого пузыря. Этот процесс контролируется внутренним и внешним сфинктерами мочеиспускательного канала. На этом этапе мочевыделительная система женщины отличается. Внутренний сфинктер у мужчин состоит из гладких мышц, тогда как в мочевой системе женщины их нет. Поэтому открывается непроизвольно, когда мочевой пузырь достигает определенной степени растяжения.
Открытие внутреннего сфинктера мочеиспускательного канала человек ощущает как желание опорожнить мочевой пузырь. Внешний уретральный сфинктер состоит из скелетных мышц и имеет одинаковое строение как у мужчины, так и женщины, управляется произвольно. Человек открывает его усилием воли, – и при этом происходит процесс мочеиспускания. При желании в ходе этого процесса человек может произвольно закрыть этот сфинктер. Тогда мочеиспускание прекратится.
Мочеточники
Мочеточники представляют собой пару трубок, которые несут мочу от почек до мочевого пузыря. Мочеточники примерно от 25 до 30 см. в длину и простераются на левой и правой сторонах тела параллельно позвоночнику. Сила перистальтики мышечной ткани в мочеточниках и сила тяжести и позволяет двигаться моче в сторону мочевого пузыря. Концы мочеточников слегка расширяются в мочевом пузыре и запечатаны в точке входа в мочевой пузырь со стороны клапанов. Эти клапаны предотвращают вытекание мочи снова в почки.
Как происходит фильтрация
Одной из основных задач, которую исполняет мочевая система – это фильтрация крови. Каждая почка содержит миллион нефронов. Так называют функциональную единицу, где происходит фильтрация крови и вырабатывание мочи. Артериолы в почках доставляют кровь в структуры, состоящие из капилляров, которые окружены капсулами. Они называются почечными клубочками.
Когда кровь протекает через клубочки, большая часть плазмы проходит через капилляры в капсулу. После фильтрации жидкая часть крови из капсулы протекает через некоторое количество трубок, что расположены возле фильтрующих клеток и окружены капиллярами. Эти клетки выборочно всасывают воду и вещества из отфильтрованной жидкости и возвращают их обратно в капилляры.
Одновременно с этим процессом отходы обмена веществ, присутствующие в крови, выделяются в отфильтрованную часть крови, которая в конце этого процесса превращается в мочу, что содержит лишь воду, отходы метаболизма и избыток ионов. В то же время кровь, которая выходит из капилляров, всасывается обратно в кровеносную систему вместе с питательными веществами, водой, ионами, которые необходимы для функционирования организма.
Строение и Функции почек
Строение почек. Каждая почка имеет форму боба длиной около 10 см, обращенного вогнутой стороной к пояснице. Она состоит из внешнего темного слоя, образованного корковым веществом, внутреннего светлого мозгового вещества и покрыта капсулой, к которой снаружи прилежит слой жировой клетчатки. На верхнем полюсе почки расположен надпочечник (железа внутренней секреции). Корковое вещество в виде столбиков входит в мозговое вещество и делит его на 15-20 почечных пирамид, вершины которых направлены внутрь почки. От вершины каждой из пирамид мозгового вещества отходит мочевыводящий каналец, впадающий в небольшую полость внутри почки — почечную лоханку, в которой собирается моча. С вогнутой стороны почки к почечной лоханке примыкает глубокая выемка — ворота почки, через которую в почку входит почечная артерия и выходят почечная вена и мочеточник (мочеточник берет начало в почечной лоханке).
По почечной артерии в почку поступает неочищенная кровь, по почечной вене очищенная от жидких продуктов распада кровь из почки поступает в крозсноскую систему, по мочеточнику удаляемые вещества в виде мочи поступают з мочевой пузырь.
Структурно-функциональной единицей почки, осуществляющей всю совокупность процессов образования мочи, является иефрон. Одна почка человека содержит около миллиона нефронов.
Нефрон состоит из небольшого почечного тельца (находится в корковом веществе) и ^ разветвленной системы канальцев. Почечное тельце образовано капсулой в виде двустенной чаши, внутри которой находится клубок кровеносных капилляров (мальпигиев клубочек). Между стенками капсулы имеется полость, от которой начинается длинный извитой каналец нефрона первого порядка, проходящий через корковое вещество почки в мозговое вещество. Стенка канальца состоит из одного слоя плоских эпителиальных клеток.
На границе коркового вещества этот каналец выпрямляется, сужается и глубоко проникает в мозговое вещество. Затем, повернувшись на 180°, он следует в обратном направлении, образуя петлю Генле. После этого каналец вновь входит в корковое вещество, где расширяется и приобретает изгибы, переходя в каналец второго порядка, и впадает в собирательную трубочку. Общая длина канальцев одного нефрона составляет 50-55 мм, а общая фильтрующая поверхность одной почки — до 3 м2.
Собирательная трубочка (или собирательный проток) представляет собой канал, в который впадают канальцы второго порядка нескольких десятков нефронов. Собирательные трубочки направляются в почечную лоханку.
Ток крови в почке. Почечная артерия, войдя в ворота почки, ветвится на мелкие артериолы. Каждая из артериол заходит в одну из капсул, где образует капиллярный клубочек, состоящий из примерно 50 первичных капилляров. Затем эти капилляры объединяются, переходя в выносящую артериолу, которая выходит из капсулы и вновь разветвляется на вторичные капилляры, густо оплетающие извитые канальцы первого порядка, петлю Генле и канальцы второго порядка. Из капилляров кровь поступает в мелкие венулы, которые сливаются в почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену. Кровоток через каждую почку составляет около 0,6 л (10-12% объема всей крови) в минуту.
Масса почки человека составляет около 150 г.
❖ Функции почек:
■ фильтрующая: выведение из организма избытка воды и минеральных солей, а также продуктов обмена (мочевины, мочевой кислоты и др.), чужеродных и ядовитых веществ, образующихся в организме или принятых в виде лекарств, при курении и т.п.;
■ гомеостатическая: участие в процессах регуляции кислотно-щелочной реакции крови (при увеличении в крови концентрации кислых или щелочных продуктов обмена увеличивается скорость выведения соответствующих солей из организма через почки), постоянства ионного состава крови (происходит с участием аммиака, который замещает в кислых продуктах обмена ионы натрия Na+ и калия К+, сохраняя их для нужд организма), постоянства объема крови, лимфы и тканевой жидкости в организме (волюморегуляция) а также осмотического давления крови (осморегуляция);
■ синтезирующая: синтез и выделение в кровь некоторых биологически активных веществ (фермента ренина, участвующего в биохимических реакциях расщепления белков плазмы, а также гормонов эритропоэтина, стимулирующего кроветворение, ангиотензина и др.); в почках неактивный витамин D3 превращается в физиологически активную форму;
■ регуляторная: участие в регуляции артериального давления крови (здесь посредником является ренин, при участии которого из определенных белков плазмы в почках образуются гормоны ангиотензины, повышающие артериальное давление);
■ метаболическая: ткани почек могут синтезировать глюкозу (процесс глюконеогенеза); при длительном голодании около половины образующейся в организме глюкозы синтезируется в почках.
Скопление и выделение отходов метаболизма
Выработанная почками крина по мочеточникам переходит в мочевой пузырь, где собирается до того момента, пока тело не будет готово опорожниться. Когда объем заполняющей пузырь жидкости достигает 150-400 мм, его стенки начинают растягиваться, а рецепторы, реагирующие на это растяжение, отправляют сигналы в головной и спинной мозг.
Оттуда идет сигнал, направленный расслабить внутренний сфинктер мочеиспускательного канала, а также ощущение потребности освободить мочевой пузырь. Процесс мочеиспускания может быть отложен усилием воли до тех пор, пока мочевой пузырь не раздуется до максимальных размеров. В этом случае по мере его растяжения количество нервных сигналов увеличится, что приведет к большему дискомфорту и сильному желанию опорожниться.
Процесс мочеиспускания является выпуском мочи из мочевого пузыря через мочеиспускательный канал. При этом моча выводится за пределы организма.
Мочеиспускание начинается, когда мускулы сфинктеров мочеиспускательного канала расслабляются, а моча выходит через отверстие наружу. Одновременно с расслаблением сфинктеров гладкая мускулатура стенок мочевого пузыря начинает сокращаться, чтобы вытеснить мочу наружу.
Особенности гомеостаза
Физиология мочевыводящей системы проявляется в том, что почки поддерживают гомеостаз при помощи нескольких механизмов. При этом они контролируют выделение различных химических веществ в организме.
Почки могут управлять выделением в мочу ионов калия, натрия, кальция, магния, фосфатов и хлоридов. Если уровень этих ионов будет превышать нормальную концентрацию, почки могут увеличить их выделение из тела, чтобы поддержать нормальный уровень электролитов в крови. И, наоборот, почки могут сохранять эти ионы, если их содержание в крови ниже нормального. При этом во время фильтрации крови эти ионы вновь всасываются в плазму.
Также почки следят за тем, чтобы уровень ионов водорода (Н+) и ионов бикарбоната (НСО3-) находился в равновесии. Ионы водорода (Н+) вырабатываются как естественный побочный продукт обмена пищевых белков, что накапливаются в крови на протяжении определенного времени. Почки отправляют избыток ионов водорода в мочу для удаления из тела. Кроме того, почки резервируют ионы бикарбоната (НСО3-), на случай, если понадобятся для компенсации положительных ионов водорода.
Для роста и развития клеток тела необходимы изотонические жидкости, чтобы поддерживать баланс электролитов. Почки поддерживают осмотический баланс, контролируя количество воды, которая отфильтровывается и удаляется из организма с мочой. Если человек употребляет большое количество- воды, почки прекращают процесс обратного всасывания воды. При этом избыток воды выводится с мочой.
Если ткани организма обезвожены, почки стараются возвратить в кровь как можно большее количество во время фильтрации. Из-за этого моча получается очень концентрированная, с большим количеством ионов и отходов обмена веществ. Изменения в выделении воды контролируются антидиуретическим гормоном, который вырабатывается в гипоталамусе и передней части гипофиза, чтобы задержать воду в организме при ее недостатке.
Также почки следят за уровнем давления крови, которое необходимо для поддержания гомеостаза. Когда оно поднимается, почки его снижают, уменьшая количество крови в кровеносной системе. Также они могут уменьшить объем крови, сокращая обратное всасывание воды в кровь и вырабатывая водянистую, разведенную мочу. Если давление крови становится слишком низким, почки вырабатывают фермент ренин, который сжимает сосуды кровеносной системы и вырабатывают концентрированную мочу. При этом больше воды остается в составе крови.
Моча, ее состав и образование
Моча — жидкий продукт выделения, образующийся в почках и удаляемый из организма; представляет собой прозрачный, желтоватого цвета раствор отфильтрованных из крови веществ; содержит в среднем 98% воды, 1,5% солей (в основном NaCl), около 2,5% органических веществ (в основном мочевины и мочевой кислоты), а также билирубин (экскретируемый печенью продукт распада гемоглобина) и чужеродные вещества.
■ Состав мочи зависит от состояния организма.
■ Объем мочи, выделяемой за сутки, может колебаться в широких пределах и зависит от состояния организма; у здорового взрослого человека он составляет около 1,5 л.
■ Желтоватый цвет мочи обусловлен цветом продуктов распада гемоглобина.
■ После принятия пиши, богатой углеводами, и тяжелой физической работы в моче может появиться небольшое количество глюкозы, отсутствующей в норме.
■ При заболевании сахарным диабетом в моче постоянно присутствует глюкоза.
■ При почечных заболеваниях в моче обнаруживается белок.
Мочевина (формула О=C(NH2)2) — конечный продукт обмена белков; образуется (примерно 25-30 г в сутки) из двуокиси углерода и аммиака в печени; выводится с мочой и потом.
Мочевая кислота — один из продуктов распада пуринов, являющихся составными частями нуклеиновых кислот. Выводится из организма с мочой и экскрементами.
■ При подагре мочевая кислота и ее кислые соли откладываются в суставах и мышцах, при некоторых нарушениях обмена веществ они могут образовывать камни в почках и мочевом пузыре.
Образование мочи. Процесс мочеобразования подразделяется на два этапа: на первом этапе из плазмы крови образуется первичная моча, на втором этапе — вторичная (см. «Выделительная система«).
Первый этап — клубочковая фильтрация. Диаметр приносящей артериолы мальпигиева клубочка в два раза больше диаметра выносящей артериолы, поэтому выход крови из клубочка оказывается затруднен, и в его капиллярах создается более высокое (в 2-3 раза) кровяное давление, чем в других капиллярах тела. Под влиянием высокого давления плазма крови переходит из капилляров клубочка в полость соседнего канальца нефрона, при этом тонкие стенки капилляров клубочка и капсулы нефрона выполняют функцию фильтров, пропуская плазму и растворенные в ней небольшие молекулы низкомолекулярных соединений (глюкозы, аминокислот, витаминов и др.), но задерживая форменные элементы крови и крупные молекулы белков.
Полученный фильтрат, состоящий из плазмы крови, лишенной белков, — это первичная моча; ежесуточно ее образуется около 150-160 л.
Второй этап — канальцевая реабсорбция (или обратное всасывание). На этом этапе из первичной мочи, продвигающейся по извилистому канальцу нефрона, обратно в кровь капилляров, оплетающих густой сетью каналец, всасываются необходимые организму вещества (глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы натрия и кальция и др.) и большая часть (99%) воды. В результате в канальце остается небольшое количество воды, насыщенной конечными продуктами обмена и веществами, ненужными организму или теми, которые он не в состоянии сохранить (например, глюкозой при сахарном диабете).
Реабсорбция требует больших затрат энергии: энергопотребление почек составляет примерно 9% энергопотребления всего организма, в то время как масса почки составляет лишь 4% массы тела.
Канальцевая реабсорбция сопровождается канальцевым синтезом (образованием из молекул аммиака удерживаемых мочой азотоводородных ионов) и избирательной канальцевой секрецией — выделением в просвет канальца нефрона ксенобиотиков, ионов калия, протонов и др. (происходит за счет активного транспорта;).
В результате процессов канальцевой реабсорбции, секреции и синтеза из первичной мочи образуется вторичная моча; ежесуточно ее образуется около 1,5 л.
Конечная вторичная моча, образовавшаяся в канальце нефрона, по собирательной трубочке стекает в почечную лоханку, а оттуда по мочеточнику поступает в мочевой пузырь.
Выработка гормонов
Почки вырабатывают и взаимодействуют с несколькими гормонами, которые контролируют различные системы организма. Одним из них является кальцитриол. Это активная форма витамина Д в организме человека. Его вырабатывают почки из молекул прекурсоров, возникающих в коже после воздействия на нее ультрафиолетовой радиации солнечного излучения.
Кальцитриол работает совместно с паратиреоидным гормоном, повышая количество ионов кальция в крови. Когда их уровень падает ниже порогового уровня, паращитовидные железы начинают вырабатывать паратиреоидный гормон, который стимулирует почки к выработке кальцитриола. Действие кальцитриола проявляется в том, что тонкий кишечник всасывает кальций из пищи и переводит его в кровеносную систему. Кроме того, этот гормон стимулирует остеокласты в костных тканях скелетной системы к расщеплению костной матрицы, при котором происходит выброс ионов кальция в кровь.
Еще один гормон, который вырабатывают почки – эритропоэтин. Он нужен организму для стимуляции выработки эритроцитов, которые отвечают за перенос тканям кислорода. При этом почки следят за состоянием крови, протекающим через их капилляры, в том числе за способностью эритроцитов переносить кислород.
Если развивается гипоксия, то есть содержание кислорода в крови падает ниже нормы, эпителиальный слой капилляров начинает производить эритропоэтин и вбрасывает его в кровь. Посредством кровеносной системы этот гормон достигает красного костного мозга, в котором он стимулирует скорость производства эритроцитов. Благодаря этому гипоксическое состояние заканчивается.
Еще одно вещество, ренин, не является гормоном в строгом смысле слова. Это фермент, который почки вырабатывают для увеличения объема и давления крови. Обычно это происходит как реакция на понижение артериального давления ниже определенного уровня, потерю крови или обезвоживание организма, например, при усиленном кожном потоотделении.
Важность диагностики
Таким образом, очевидно, что любые сбои в работе мочевыделительной системы могут привести к серьезным неполадкам в организме. Патологии мочевыводящих путей существуют самые различные. Одни могут протекать бессимптомно, другие – сопровождаться различными симптомами, среди которых – боль в животе при мочеиспускании и различные выделения в моче.
Наиболее частыми причинами патологии являются инфекции мочевыделительной системы. Особенно ранима в этом отношении мочевыделительная система у детей. Анатомия и физиология мочевыделительной системы у детей доказывает ее подверженность заболеваниям, что усугубляется недостаточным развитием иммунитета. При этом почки даже у здорового ребенка работают гораздо хуже, чем у взрослого.
Чтобы не допустить развития серьезных последствий, врачи рекомендуют сдавать общий анализ мочи раз в полгода. Это позволит вовремя обнаружить патологии в мочевыделительной системе и заняться лечением.
Возможные инфекции
Всевозможные бактерии мочеполовой системы у женщин вызывают воспалительные процессы как гинекологического, так и урологического характера. Все они являются опасными для репродуктивного здоровья и влекут за собой развитие хронических заболеваний, проблем с мочеиспусканием, а также повышается риск внематочной беременности и диагностирования бесплодия.
Причинами развития заболеваний данной системы могут быть:
- Болезни ЖКТ.
- Вирусные и бактериальные, а также грибковые инфекции.
- Переохлаждение, частые стрессовые состояния.
- Нарушения в функционировании щитовидной железы, сахарный диабет.
К основным болезням женской мочеполовой системы относят:
Цистит
Это заболевание мочевого пузыря, характеризующееся такими симптомами, как: боль и жжение при мочеиспускании, а также в пояснице, мутная моча, плохое самочувствие. Возникает цистит из–за кишечной палочки, которая попадает во влагалище из анального отверстия. Возможно заражение после незащищённого секса с уже заболевшим партнером.
Микоплазмоз
Болезнь поражает мочевыводящий канал, влагалище и шейку матки по причине слабого иммунитета женщины, передается половым путем и проявляется в виде различных симптомов: опоясывающая боль живота и поясницы, зуд и жжение наружных половых органов, боль при занятии сексом, слизистые выделения.
Уреаплазмоз
Возникает вследствие незащищенного полового акта и проявляется болью при занятии сексом, выделениями, имеющими неприятный запах, сильными болями внизу живота. В лечении обычно нуждаются оба партнера.
Молочница
Одно из самых распространенных заболеваний женской мочеполовой системы, характеризующееся жжением и зудом наружных половых органов, творожистыми выделениями с кислым запахом. Молочница чаще всего является симптомом более серьезного заболевания этой области.
Хламидиоз
Это серьезное заболевание, которое сложно диагностируется и лечится. Человек заражается от полового партнера при незащищенном сексе.
Симптомы: боль, охватывающая все органы мочеполовой системы, выделения с гноем и слизью, имеющие неприятный запах, повышение температуры и общая слабость.
Вагинит
Вагинит, или кольпит, проявляется в виде воспаления слизистой оболочки влагалища и выражается такой симптоматикой, как: жжение и зуд, выделения со странным цветом и резким запахом, а также частое мочеиспускание. Само заболевание быстро лечится, но, если своевременно не приступить к лечению, оно может перерасти в более серьезную форму.
Эрозия шейки матки
Довольно распространенное гинекологическое заболевание, представляющее собой розовое или красное пятно на шейке матки, протекает бессимптомно. Но, при халатном отношении к нему, увеличивается риск онкологического заболевания. Возникает эрозия как последствие перенесенной болезни этой области или может быть врожденной (псевдоэрозия).
Эндометрит
Это воспаление внутреннего слизистого слоя матки из–за попадания туда бактерий и инфекций вследствие проведения внутриматочных манипуляций, таких как аборт, роды и других.
Вирус папилломы человека
Серьезное заболевание, влекущее последствия для женского организма и протекающее бессимптомно. Проявляется наличием папиллом на половых органах.
Сифилис
Заражение этой болезнью происходит в ходе незащищенного полового акта и проявляется различными симптомами на разных ее стадиях. Так, на первых стадиях на половых органах и шейке матки образуются язвочки, лимфоузлы увеличиваются, повышается температура тела, беспокоят сильные головные боли. На последующих стадиях симптомы и последствия намного опаснее. Необходимо незамедлительное лечение обоим партнерам.
Перечисленные заболевания являются основными в огромном спектре болезней мочеполовой системы, и чтобы в дальнейшем не принимать неизмеримое количество медикаментов для лечения, нужно заранее позаботиться о своем здоровье и предпринять профилактические меры.
