Выделительная система. Покровная система. Терморегуляция

В результате процессов обмена веществ в тканях организма образуются продукты распада: углекислый газ, соли азота, фосфора, вода и другие вещества. Пары воды и углекислый газ удаляются из организма лёгкими. Жидкие продукты распада (соли, растворённые в воде, мочевина, мочевая кислота), избыток которых вреден для организма, выводятся органами мочевыделения.

К органам мочевыделения относят: почки, мочевые пути — мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Основная функция органов выделения — поддержание постоянства внутренней среды организма, и прежде всего плазмы крови.

Основными органами выделения являются почки — главные органы выделительной системы. Через почки выводят азотсодержащие продукты распада белков, избыток воды, некоторые соли и другие вещества.

Они представлены парными бобовидными органами, расположенными у задней стенки брюшной полости на уровне первого и второго поясничных позвонков.

Основная функция почек ― это фильтрация крови. Во время фильтрования из неё выводятся все отработанные продукты обмена, в том числе излишки воды и натрия.

Тем самым почки отвечают за поддержание постоянства внутренней среды организма — гомеостаз.

Почки регулируют водно-солевой обмен и кислотно-щелочное состояние. Также образуют ряд гормонально-активных веществ.

Участвуют в регулировке артериального давления, выработке клеток крови — эритроцитов и многих других процессах.

Масса почки человека в среднем составляет сто двадцать-двести граммов. А её длина ― примерно двенадцать сантиметров.  По форме почки напоминают бобы.  Наружная часть почки выпуклая, а внутренняя, обращённая к позвоночнику, — вогнутая.

Снаружи каждая почка покрыта оболочками из соединительной и жировой ткани. Жировая ткань защищает орган от переохлаждения и сотрясения.

Почка состоит из двух слоёв: наружного — коркового и внутреннего — мозгового.

Во внутренней части почки имеется углубление — почечные ворота — это участок вогнутого края почки, через который в неё проходят почечная артерия, нервы почечного сплетения, выходят почечная вена и лимфатические сосуды, где и залегает почечная лоханка.

Почечная лоханка переходит непосредственно в мочеточник. Правый и левый мочеточники впадают в мочевой пузырь.

В каждой почке у человека насчитывается около миллиона нефронов. Они являются структурными единицами почки и обеспечивают её работу, то есть процесс фильтрации.

Нефроны состоят из кровеносных сосудов, извилистых и прямых канальцев, переходящих в петли, а также собирательных трубочек, раскрывающихся в чашечки — капсулы.

Капсулы нефрона расположены в корковом слое почки и представляют собой чаши, внутри которых располагается сосудистый клубок. Он образуется путём разветвления приносящей артериолы на капилляры и заканчивается их объединением в выносящую артериолу.

Процесс мочеобразования идёт в два этапа: первый этап происходит в капсуле нефрона, где образуется первичная моча, а второй этап происходит в канальцах и петлях нефрона, где образуется вторичная моча.

Итак, первый этап мочеобразования.

В почечной артериоле, которая расположена в сосудистом клубке, образуется большое давление, необходимое для движения внутренних жидкостей.

За счёт высокого давления вода и небольшие молекулы различных веществ (кроме белков и клеток крови), попадают в капсулу нефрона.

В процессе данного пути образуется раствор, называемый первичной мочой, который образуется путём фильтрации крови.

По своему составу первичная моча очень схожа с плазмой крови, однако она уже лишена белков. Так как белки из-за своего большого размера не могут попасть в просвет капсулы нефрона. 

Первичная моча содержит мочевину, сахара, витамины, минеральные соли, аминокислоты. Большая часть этих веществ должна обратно всосаться в капилляры, так как они необходимы организму. Поэтому первичная моча движется далее по извилистому канальцу, где и наступает второй этап мочеобразования.

Итак, второй этап мочеобразования.

Первичная моча, образовавшаяся в капсуле, переходит в извитой каналец. За которым следует петля, включающая нисходящее и восходящее колено. Где происходит второй этап мочеобразования, то есть всасывание необходимых веществ и воды обратно в кровь. При этом образуется вторичная моча, которая поступает в собирательную трубочку и выводится из организма.

Вторичная моча состоит на девяноста восемь процентов из воды, а оставшееся количество приходится на мочевину, мочевую кислоту, а также некоторые минеральные соли.

За сутки у здорового человека образуется около 1,7 — 2 (одной целой и семи десятых двух литров) вторичной мочи.  А для того чтобы образовался один литр конечной мочи, через почечные канальцы должно пройти до ста двадцати пяти литров первичной мочи (из которой сто двадцать четыре литра всасывается обратно).

По собирательным трубочкам вторичная моча попадает в почечные лоханки и далее по мочеточникам следует в мочевой пузырь.

Мочеточник — это парный орган, представляет собой тонкую длинную трубку диаметром шесть-восемь миллиметров с упругими мышечными стенками, соединяющую почечную лоханку с мочевым пузырём. Мочеточники от правой и левой почки идут к мочевому пузырю.

Мочевой пузырь — это непарный полый мышечный орган, расположенный в области малого таза, выполняющий функцию накопления мочи и выведения её по мочеиспускательному каналу.

Мочевой пузырь состоит из резервуара — места, где происходит накопление мочи, и сфинктеров — мышц, которые не дают выходить моче из мочевого пузыря.

Первые два сфинктера находится на соединении мочеточников и мочевого пузыря. Третий расположен в месте соединения мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, который контролируется человеком самопроизвольно. То есть первые два сфинктера отвечают за наполнение мочевого пузыря, а третий ― за его опорожнение.

Стенки мочевого пузыря состоят из гладкой мышечной ткани, которая растягивается при его наполнении. При максимальном заполнении мочевого пузыря человек ощущает острый позыв к мочеиспусканию.

Всего мочевой пузырь у разных людей может удерживать от трёхсот пятидесяти до восьми ста миллилитров мочи.

Мочеиспускание — это рефлекторный процесс, который контролируется, то есть регулируется, нейрогуморальной системой. В процессе накопления мочи в мочевом пузыре стенки его растягиваются. При этом в центральную нервную систему, а именно в крестцовый отдел спинного мозга, поступает сигнал о том, что стенки мочевого пузыря растянуты, в результате из нервной системы приходит сигнал, заставляющий стенки пузыря сокращаться, а сфинктер расслабляться, и моча под давлением поступает в канал мочеиспускания. Данный процесс находится под контролем высшего отдела головного мозга, в частности лобных долей больших полушарий.

Конечной частью выделительной системы является уретра (мочеиспускательный канал).

Помимо органов мочевыделения, в выведении продуктов обмена участвуют и потовые железы — это кожные железы, выделяющие пот. Потовые железы относятся к железам наружной секреции.

Потовые железы относятся к производным структурам кожи, а вместе с ними волосы, ногти, сальные и молочные железы.

Вспомним, что кожа состоит из 3 слоёв:

1.      Поверхностного — эпидермиса.

2.      Глубокого — собственно кожи, или дермы.

3.      И подкожной жировой клетчатки.

Эпидермис состоит из клеток, которые объединены в слои. Каждый слой эпидермиса выполняет определённые функции.

За счёт самого нижнего слоя, который расположен на границе с дермой, происходит постоянное обновление эпидермиса, так как клетки этого слоя непрерывно делятся.

В этом же слое находятся клетки, которые выделяют красящее вещество − пигмент меланин черно-коричневого или жёлто-красного цвета.

Также в данном слое клеток имеются тактильные клетки, которые определяют чувствительность кожи.  Они являются свободными нервными окончаниями.

Слои клеток, которые лежат выше, отвечают за соединение всех слоёв кожи и поддержание её структуры. Клетки этого слоя имеют отростки — «шипы», с помощью которых происходит взаимосвязь клеток.

Также в этом слое имеются дендритные крупные клетки с разветвлёнными отростками. Основная их функция — иммунная, так как они способны захватывать вредные для организма вещества. 

Следом за ним находится 1‒2 ряда клеток. Здесь расположены структуры, которые препятствуют проникновению воды в подлежащие слои.

Следующий слой клеток содержит предшественник кератина − нерастворимый белок. По мере передвижения клеток из слоя в слой происходит постепенное ороговение кожи. В результате образуется самый верхний слой эпидермиса — роговой слой.

Он образован плоскими роговыми чешуйками, которые обладают высокой механической прочностью. Они постепенно слущиваются с поверхности эпителия.  

Таким образом происходит непрерывный процесс, где клетки нижних слоёв эпидермиса непрерывно делятся. А клетки вышележащих слоёв постепенно передвигаются к поверхности кожи и достигают её уже омертвевшими, ороговевшими. На их место приходят новые клетки нижних слоёв.

Под эпидермисом располагается дерма−собственно кожа, которая придаёт коже прочность и содержит её производные.

Дерма состоит из соединительной ткани. В ней находится большое количество гладкомышечных волокон, а также волокна белков коллагена и эластина, благодаря которым кажа человека пластична и упруга.

Также здесь расположены мельчайшие кровеносные капилляры, которые приносят с кровью питательные вещества, кислород и уносят продукты обмена.

Многочисленные нервные окончания — рецепторы, которые реагируют на изменение температуры, а также на прикосновение и боль.

На границе с подкожной клетчаткой имеются потовые железы.

Далее за дермой следует третий слой кожи — подкожная жировая клетчатка. Она состоит из рыхлой соединительной и жировой ткани. Жировые отложения зависят от состояния питания человека. Они не только защищают от переохлаждения, но и являются запасаемой энергией.

Почти всю поверхность тела человек покрывают волосы — производные кожи — эластичные роговые нити.

Различают три вида волос: длинные, щетинистые, пушковые.

А также типы волос: прямые, волнистые, вьющиеся (кучерявые).

Волос развивается из корня, который оканчивается расширением — волосяной луковицей, отсюда и происходит его рост.  Корень волоса охвачен волосяным мешочком, или волосяным фолликулом. В области волосяного фолликула имеется сальная железа, которая выделяет небольшое количество кожного сала, необходимого для смазывания волос и кожи.

Также корень волоса окружает мышца, которая поднимает волос при изменении температуры или эмоционального состояния. Так называемые «мурашки по коже».

Кутикула волоса состоит из клеток, содержащих твёрдый белок кератин.  Они образуют роговые чешуйки, которые накладываются черепицеобразно.

В луковице волоса находятся клетки — меланоциты, отвечающие за пигментацию волоса.

Ногти также являются производными кожи. Ногти — это ороговевшие кожные образования.

В ногте выделяют корень − нижнюю часть ногтя, которая погружена в кожу. Тело — видимую часть ногтя и свободный край.

Ногтевая пластинка состоит из плотно прилегающих друг к другу роговых чешуек. Их рост происходит за счёт росткового слоя, который находится под ногтевой пластинкой.

Поговорим о терморегуляции. Вспомним, что терморегуляция — это способность живых организмов поддерживать температуру тела в определённых границах ― как в условиях жары, так и холода. 

Температура тела здорового человека изменяется в течение дня от 35,5 до 37,4 градуса.

Температура различных областей тела человека разная. Чем глубже расположен орган, тем выше его температура. Органы, в которых происходит наибольший обмен веществ, теплее, к ним относят, например, сердце и печень. 

У здорового человека температура тела остаётся на постоянном уровне за счёт двух процессов, которые непрерывно взаимодействуют друг с другом. Один из них — это теплообразование, то есть образование тепла в организме, а второй теплоотдача, выделение тепла из организма во внешнюю среду.

Температура тела остаётся постоянной, если теплообразование работает с той же силой, что и теплоотдача.

За эти процессы отвечают щитовидная железа и гипоталамус.

При этом рецепторы, то есть сложные образования, которые состоят из нервных окончаний кожи, реагируют на изменение температуры. Они передают информацию в виде импульса в центральную нервную систему. Затем информация доходит до гипоталамуса. Он заставляет вырабатывать гипофиз гормон, который регулирует работу щитовидной железы. Она вырабатывает ещё один гормон, отвечающий за интенсивность обмена веществ. Он начинает либо ускоряться, либо замедляться.

За счёт обменных процессов, которые происходят в организме, образуется энергия в виде тепла.  Такой процесс называют химической терморегуляцией.  Благодаря физической терморегуляции тепло выделяется во внешнюю среду.

Физическая теплоотдача происходит несколькими способами:

·        Путём теплоизлучения, отдачи тепла в виде инфракрасных волн.  

·        Конвекции — переноса тепла, движения и перемещения нагретого воздуха.

·        Теплопроведения — кондукции, отдачи тепла веществам, которые соприкасаются с поверхностью тела.

·        Также теплоотдача происходит путём испарения воды с поверхности кожи и лёгких.