De belangrijkste uitscheidingsorganen bij de mens. menselijk uitscheidingssysteem

Organen van het uitscheidingssysteem erbij betrekken nier, die urine vormen, en urinewegen- urineleiders, blaas en urethra.

nieren

nieren- de belangrijkste organen van het uitscheidingssysteem; hun belangrijkste functie is het handhaven van homeostase in het lichaam, waaronder: 1) verwijdering van metabolische eindproducten en vreemde stoffen uit het lichaam; 2) regulering van het water-zoutmetabolisme en het zuur-base-evenwicht; 3) regulering van de bloeddruk; 4) regulatie van erytropoëse; 5) regulatie van calcium- en fosforgehaltes in het lichaam.

De nieren zijn omgeven door vetweefsel (vetcapsule) en bedekt met dun vezelige capsule uit dicht vezelig bindweefsel dat gladde spiercellen bevat. Elke nier bestaat uit een uitwendige schors en binnen liggen merg(Afb. 244).

Cortex van de nier (renale cortex) bevindt zich in een doorlopende laag onder de capsule van het orgel, van het naar de medulla ertussen nier piramides verstuurd nier pijlers(Bertijn). De corticale substantie wordt vertegenwoordigd door gebieden die bevatten nierlichaampjes en gedraaid Nierbuisjes(vormen corticaal labyrint) die afwisselen met hersenstralen(zie Fig. 244), met directe niertubuli en verzamelkanalen (zie hieronder).

medulla van de nier bestaat uit 10-18 kegelvormig nierpiramides, waarvan de basis doordringt tot in de cortex hersenstralen. De toppen van de piramides (renale papillen) veranderd in kleine kopjes, waarvan urine na twee of drie binnenkomt grote kopjes V nierbekken - verwijd bovenste deel van de ureter, tevoorschijn komend uit nier poort. Piramide met een deel van de cortex dat het bedekt nierkwab, en de hersenstraal met de corticale substantie eromheen - renale (corticale) lobulus(zie afb. 244).

Nefron is een structurele en functionele eenheid van de nier; in elke nier zijn er 1-4 miljoen nefronen (met aanzienlijke individuele fluctuaties). De samenstelling van het nefron (Fig. 245) omvat twee delen die verschillen in hun morfologische en functionele kenmerken - nierlichaampje En niertubulus, die uit verschillende afdelingen bestaat (zie hieronder).

nierlichaampje zorgt voor een proces van selectieve filtratie van bloed, wat resulteert in de vorming van primaire urine. Het heeft een afgeronde vorm en bestaat uit een vat glomerulus, gecoat met een tweelaags glomerulaire capsule(Shumlyansky-Bowman) (Afb. 247). Het nierlichaampje heeft er twee polen: vasculair(in het gebied waar de afferente en efferente arteriolen zich bevinden) en urine-(aan de oorsprong van de niertubulus).

glomerulus gevormd door 20-40 capillaire lussen, waartussen zich een speciaal bindweefsel bevindt - mesangium.

Glomerulair capillair netwerk gevormd gefenestreerde endotheelcellen liggend op het basismembraan, wat in de meeste gebieden gebruikelijk is bij de cellen van het viscerale blad van de capsule (Fig. 248 en 249). Poriën in het cytoplasma van endotheelcellen bezetten 20-50% van hun oppervlak; sommige zijn gesloten door diafragma's - dunne eiwit-polysaccharidefilms.

Mesangium omvat mesangiale cellen (mesangiocyten) en de intercellulaire substantie die zich daartussen bevindt - mesangiale matrix. Het mesangium van de glomerulus gaat over in perivasculair eilandje van mesangium (extraglomerulair mesangium)(zie afb. 247).

Mesangiale cellen - processen, met een dichte kern, goed ontwikkelde organellen, een groot aantal filamenten (inclusief contractiele). Ze zijn met elkaar verbonden door desmosomen en gap junctions. Mesangiale cellen spelen de rol van elementen die de glomerulaire capillairen ondersteunen, samentrekken, de bloedstroom in de glomerulus reguleren, fagocytische eigenschappen hebben (absorberen macromoleculen die zich ophopen tijdens filtratie, nemen deel aan de vernieuwing van het basismembraan), produceren mesangiale matrix, cytokines en prostaglandinen.

Mesangiale matrix bestaat uit een basische amorfe substantie en bevat geen vezels. Het heeft het uiterlijk van een driedimensionaal netwerk, de samenstelling is vergelijkbaar met het materiaal van het basismembraan - het omvat glycosaminoglycanen, glycoproteïnen (fibronectine, laminine, fibrilline), perlecan proteoglycaan, type IV, V en VI collagenen, het mist collageen type I en III vormende vezels.

glomerulus-capsule gevormd door twee capsulebladeren (pariëtaal en visceraal, gescheiden spleetachtig capsule holte(zie afb. 247).

pariëtaal blad vertegenwoordigd door een enkellaags plaveiselepitheel, dat overgaat in de vis-

het cerale vel in het gebied van de vasculaire pool van het lichaam en in het epitheel van het proximale gedeelte - in het gebied van de urinepool.

visceraal vel, die de haarvaten van de glomerulus bedekken, gevormd door grote procesepitheelcellen - podocyten(zie afb. 247-249). Van hun lichaam, dat goed ontwikkelde organellen bevat en uitsteekt in de holte van de capsule, lang en breed primaire processen (cytotrabeculae), vertakkend naar secundair, wat tertiair kan geven. Alle processen vormen talrijke uitlopers (qi topodie), die met elkaar interdigitaliseren op het oppervlak van de haarvaten, de ruimtes ertussen (filtratiesleuven) gesloten dun gegroefde diafragma's met dwarsstrepen (vergelijkbaar met een "rits") en een verdichte longitudinale gloeidraad in het midden (zie Fig. 248 en 249).

basale membraan - zeer dik, gemeenschappelijk voor het endotheel van haarvaten en podocyten, treedt op als gevolg van de versmelting van de basale membranen van endotheelcellen en podocyten. Het wordt gevormd door drie verslagen(lagen): buiten en binnen transparant(schaars) en centraal gespannen(zie afb. 248 en 249).

Filtratie barrière in de glomerulus is een verzameling structuren waardoor bloed wordt gefilterd om primaire urine te vormen. De doorlaatbaarheid van een filtratiebarrière voor een bepaalde stof wordt bepaald door de massa, lading en configuratie van de moleculen. De samenstelling van de barrière omvat (zie afb. 248 en 249): (1) cytoplasma van gefenestreerde endotheliocyten glomerulaire capillairen; (2) drielaags basaalmembraan;(3) sleuven diafragma's, het sluiten van filtratieopeningen (tussen de cytopodia van de podocyt).

nierbuisje omvat proximale tubulus, dunne tubulus van de nefronlus, distale tubulus.

proximale tubulus zorgt voor verplichte reabsorptie in de tubulaire capillairen van de meeste (80-85%) van het volume van primaire urine met de omgekeerde absorptie van water en voedingsstoffen en de ophoping van eindproducten van metabolisme in de urine. Het scheidt ook bepaalde stoffen af in de urine. De proximale tubulus bevat proximale ingewikkelde buisje(bevindt zich in de cortex, heeft de grootste lengte en wordt meestal gedetecteerd op plakjes van de cortex) en proximale rechte tubulus(aflopend dik deel van de lus); het begint bij de urinaire pool van het glomerulaire kapsel en gaat abrupt over in een dun segment van de nefronlus (zie Fig. 245 en 247). Het lijkt op een dikke buis enkellaags kubusvormig epitheel. Cytoplasma

cellen - gevacuoliseerd, korrelig, oxyfiel gekleurd en bevat goed ontwikkelde organellen en talrijke pinocytische blaasjes die macromoleculen transporteren. Op het apicale oppervlak van epitheelcellen bevindt zich een borstelrand, waardoor het oppervlak 20-30 keer groter wordt. Het bestaat uit enkele duizenden lange (3-6 micron) microvilli. In het basale deel van de cellen vormt het cytoplasma verweven processen (basaal labyrint), waarbinnen langwerpige mitochondriën zich loodrecht op het basaalmembraan bevinden, waardoor een beeld ontstaat op lichtoptisch niveau "basale strepen"(zie afb. 3, 246, 250).

Dunne tubulus van de nefronlus samen met het vet (distale rechte tubulus) zorgt voor concentratie van urine. Het is een smalle U-vormige buis, bestaande uit dun dalend segment(V nefronen met een korte lus - corticaal), en ook (in nefronen met een lange lus - juxtamedullair)- dun oplopend segment(zie afb. 245). De dunne tubulus wordt gevormd door plaveiselepitheelcellen (iets dikker dan het endotheel van nabijgelegen capillairen) met slecht ontwikkelde organellen en een klein aantal korte microvilli. Het genucleëerde deel van de cel steekt uit in het lumen (zie Fig. 246 en 251).

Distale tubulus neemt deel aan de selectieve reabsorptie van stoffen, voert het transport van elektrolyten uit het lumen uit. Het bevat distale rechte tubulus(oplopend dik deel van de lus), distale ingewikkelde tubulus En verbindende tubulus(zie afb. 245). De distale tubulus is korter en dunner dan de proximale en heeft een breder lumen; het is bekleed met een enkele laag kubisch epitheel, waarvan de cellen een licht cytoplasma hebben, ontwikkelde interdigitaties op het laterale oppervlak en een basaal labyrint (zie Fig. 3, 246 en 250). Er is geen penseelrand; pinocytische blaasjes en lysosomen zijn er maar weinig. De distale rectale tubulus keert terug naar het nierlichaampje van hetzelfde nefron en verandert in het gebied van zijn vasculaire pool, waardoor harde plek- Deel juxtaglomerulair complex(zie hieronder).

verzamelbuizen(zie Fig. 244-246, 250 en 251) maken geen deel uit van het nefron, maar zijn er functioneel nauw mee verwant. Ze zijn betrokken bij het handhaven van de water- en elektrolytenbalans in het lichaam en veranderen hun doorlaatbaarheid voor water en ionen onder invloed van aldosteron en antidiuretisch hormoon. Ze bevinden zich in de cortex (corticale verzamelbuizen) en merg (hersenverzamelkanalen) een vertakt systeem vormen. Bekleed met kubusvormige epi-

telium in de cortex en oppervlakkige secties van de medulla en zuilvormig - in de diepe secties (zie Fig. 33, 244, 246, 250 en 251). Het epitheel bevat twee soorten cellen: (1) hoofdcellen(licht) - numeriek overheersend, gekenmerkt door slecht ontwikkelde organellen en een convex apicaal oppervlak met een lange enkele cilium; (2) geïntercaleerde cellen(donker) - met dicht hyaloplasma, een groot aantal mitochondriën, meerdere microplooien op het apicale oppervlak. De grootste van de cerebrale verzamelkanalen (diameter - 200-300 micron), bekend als papillaire kanalen(Bellini), doe open papillaire openingen op nierpapil V rooster zone. Ze worden gevormd door hoge zuilvormige cellen met convexe apicale polen.

Soorten nefronen geïsoleerd op basis van de kenmerken van hun topografie, structuur, functie en bloedtoevoer (zie Fig. 245):

1)corticaal (met een korte lus) vormen 80-85% van de nefronen; hun nierlichamen bevinden zich in de cortex en relatief korte lussen (die geen dun stijgend segment bevatten) dringen niet door in de medulla of eindigen in de buitenste laag.

2)juxtamedullair (met een lange lus) vormen 15-20% van de nefronen; hun nierlichamen liggen nabij de cortico-medullaire grens en zijn groter dan bij corticale nefronen. De lus is lang (voornamelijk vanwege het dunne deel met een lang stijgend segment), dringt diep door in de medulla (tot aan de top van de piramides), waardoor een hypertone omgeving ontstaat in het interstitium, wat nodig is voor het concentreren van urine.

Interstitium- bindweefselcomponent van de nier, omgeven door dunne lagen nefronen, verzamelkanalen, bloed, lymfevaten en zenuwvezels. Het vervult een ondersteunende functie, is het gebied van interactie tussen de tubuli van de nefron en bloedvaten en is betrokken bij de productie van biologisch actieve stoffen. Het is meer ontwikkeld in de medulla (zie Fig. 251), waar het volume vele malen groter is dan in de corticale substantie. Het wordt gevormd door cellen en intercellulaire substantie, die collageenvezels en fibrillen bevat, evenals de hoofdsubstantie die proteoglycanen en glycoproteïnen bevat. Interstitiumcellen omvatten: fibroblasten, histiocyten, dendritische cellen, lymfocyten en in de medulla - speciaal interstitiële cellen verschillende soorten, waaronder spindelcellen die lipidedruppeltjes bevatten die vasoactieve factoren produceren (prostaglandinen, bradykinine). Volgens sommige gegevens komen peritubulaire interstitiële cellen tot expressie

erytropoëtine is een hormoon dat erytropoëse stimuleert.

Juxtaglomerulair complex- een complexe structurele formatie die de bloeddruk reguleert renine-angiotensine systeem. Het bevindt zich aan de vasculaire pool van de glomerulus en omvat drie elementen (zie Fig. 247):

harde plek - deel van de distale tubulus, gelegen in het interval ertussen brengen En efferente glomerulaire arteriolen aan de vasculaire pool van het nierlichaampje. Bestaat uit gespecialiseerde hoge smalle epitheelcellen, waarvan de kernen dichter liggen dan in andere delen van de tubulus. De basale processen van deze cellen penetreren het discontinue basaalmembraan en komen in contact met juxtaglomerulaire myocyten. De cellen van de macula densa hebben een osmoreceptorfunctie; synthetiseren en vrijgeven van stikstofmonoxide, het reguleren van de vasculaire tonus van de afferente en / of efferente glomerulaire arteriole, waardoor de nierfunctie wordt beïnvloed.

Juxtaglomerulaire myocyten (juxtaglomerulocyten) - gemodificeerde gladde myocyten van het middenmembraan van de afferente (in mindere mate - efferente) glomerulaire arteriole aan de vasculaire pool van de glomerulus. Ze hebben baroreceptoreigenschappen en, wanneer de druk daalt, scheiden ze uit door hen gesynthetiseerd en vervat in grote dichte korrels renin. Renine is een enzym dat splitst angiotensine I uit plasma-eiwit angiotensinogeen. Een ander enzym (in de longen) zet angiotensine I om in angiotensine II, wat de druk verhoogt, waardoor de arteriolen vernauwen en de afscheiding van aldosteron door de glomerulaire zone van de bijnierschors wordt gestimuleerd.

Extraglomerulair mesangium - een opeenhoping van cellen (Gurmagtig-cellen) in een driehoekige ruimte tussen de arteriolen van de glomerulus en een dichte plek, die overgaat in het mesangium van de glomerulus. Celorganellen zijn slecht ontwikkeld en tal van processen vormen een netwerk in contact met macula densa-cellen en juxtaglomerulaire myocyten, waardoor ze, zoals verwacht, signalen van de eerste naar de laatste overbrengen.

Bloedtoevoer naar de nieren zeer intensief, wat nodig is voor de uitvoering van hun functies. Aan de poorten van het orgel nierslagader gedeeld door interlobaal, gaan in de nierkolommen (zie Fig. 245). Op het niveau van de basis van de piramides, takken ervan af boogvormige slagaders(ga langs de cortico-medullaire grens), van waaruit radiaal vertrekken in de corticale substantie interlobulaire slagaders. Deze laatste passeren tussen naburige hersenstralen en geven aanleiding tot afferente glomerulaire arteriolen,

uiteenvallen in glomerulair capillair netwerk(primair). Bloed wordt verzameld uit de vasculaire glomerulus efferente arteriolen; in corticale nefronen vertakken ze zich onmiddellijk in een uitgebreid netwerk van secundaire rond buisvormige (peritubulaire) gefenestreerde haarvaten, en in juxtamedullaire nefronen geven ze lang dun directe arteriolen, gaan naar de medulla en papillen, waar ze een netwerk van peritubulaire gefenestreerde capillairen vormen, en dan, gebogen in de vorm van een lus, terugkeren naar de cortico-medullaire grens in de vorm directe venulen(met gefenestreerd endotheel).

De peritubulaire capillairen van het subcapsulaire gebied verzamelen zich in venulen die bloed naar de interlobulaire aders. Deze laatste zijn opgenomen in boogvormige aderen, verbinden met interlobaire aders, welke vorm nier vene.

urinewegen

urinewegen gedeeltelijk gelokaliseerd in de nieren zelf (nierkelken, klein en groot, bekken), maar voornamelijk daarbuiten (ureters, blaas en urethra). De wanden van al deze delen van de urinewegen (met uitzondering van de laatste) zijn op dezelfde manier gebouwd - hun wanden bevatten drie membranen (Fig. 252 en 253): 1) slijmvlies (met een submucosale basis), 2) gespierd, 3) adventitiaal (in de blaas gedeeltelijk - sereus).

slijmvlies gevormd epitheel En eigen bord.

epitheel - overgangs (urotheel) - zie afb. 40 neemt de dikte en het aantal lagen toe van de kelken tot de blaas en neemt af naarmate de organen worden uitgerekt. Beschikt over ondoordringbaarheid met betrekking tot water en zouten en het vermogen om de vorm te veranderen. De oppervlakkige cellen zijn groot, met polyploïde kernen (of twee-

nucleair), veranderende vorm (rond in de niet-uitgerekte toestand en plat in de uitgerekte toestand), invaginaties van het plasmalemma en spoelvormige blaasjes in het apicale cytoplasma (reserves van het plasmolemma, erin ingebouwd wanneer uitgerekt), een groot aantal microfilamenten. Het epitheel van de blaas in het gebied van de interne opening van de urethra (driehoekige blaas) vormt kleine instulpingen in het bindweefsel - slijmerige klieren.

eigen record gevormd door los vezelig bindweefsel; het is erg dun in de kelken en het bekken, meer uitgesproken in de urineleider en blaas.

Submucosa afwezig in kelken en bekken; heeft geen scherpe rand met zijn eigen plaat (daarom wordt het bestaan ervan niet door iedereen herkend), maar (vooral in de blaas) wordt het gevormd door een losser weefsel met een hoog gehalte aan elastische vezels in vergelijking met zijn eigen plaat, wat bijdraagt aan de vorming van mucosale plooien. Kan geïsoleerde lymfoïde knobbeltjes bevatten.

Spiermembraan bevat twee of drie onscherp afgebakende lagen gevormd door bundels gladde spiercellen omgeven door uitgesproken lagen bindweefsel. Het begint in kleine kopjes in de vorm van twee dunne lagen - intern longitudinaal En buitenste cirkel. In het bekken en het bovenste deel van de urineleider bevinden zich dezelfde lagen, maar hun dikte neemt toe. In het onderste derde deel van de urineleider en in de blaas worden de twee beschreven lagen toegevoegd buitenste longitudinale laag. In de blaas is de interne opening van de urethra omgeven door een cirkelvormige spierlaag (interne blaassfincter).

adventitia schede- uitwendig, gevormd door vezelig bindweefsel; op het bovenoppervlak van de blaas wordt vervangen sereus membraan.

ORGANISATIES VAN HET UITVOERENDE SYSTEEM

Rijst. 244. Nier (algemeen beeld)

1 - vezelachtige capsule; 2 - cortex: 2.1 - nierlichaampje, 2.2 - proximale tubulus, 2.3 - distale tubulus; 3 - hersenstraal; 4 - corticale lobulus; 5 - interlobulaire vaten; 6 - subcapsulaire ader; 7 - medulla: 7.1 - verzamelkanaal, 7.2 - dunne tubulus van de nefronlus; 8 - boogvormige vaten: 8.1 - boogvormige slagader, 8.2 - boogvormige ader

Rijst. 245. Schema van de structuur van nefronen, verzamelkanalen en bloedcirculatie in de nier

I - juxtamedullaire nefron; II - corticale nefron

1 - vezelachtige capsule; 2 - corticale substantie; 3 - merg: 3.1 - buitenste merg, 3.1.1 - buitenste strook, 3.1.2 - binnenste strook, 3.2 - binnenste merg; 4 - nierlichaam; 5 - proximale tubulus; 6 - dunne tubulus van de nefronlus; 7 - distale tubulus; 8 - verzamelkanaal; 9 - interlobaire slagader en ader; 10 - boogslagader en ader; 11 - interlobulaire slagader en ader; 12 - afferente glomerulaire arteriole; 13 - (primair) glomerulair capillair netwerk; 14 - efferente glomerulaire arteriole; 15 - peritubulaire (secundaire) capillaire netwerk; 16 - directe arteriole; 17 - directe ader

De ultrastructurele organisatie van epitheelcellen van verschillende delen van het nefron en het verzamelkanaal, gemarkeerd met de letters A, B, C, D, wordt getoond in Fig. 246

Rijst. 246. Ultrastructurele organisatie van epitheelcellen van verschillende delen van het nefron en het verzamelkanaal

Tekenen met EMF

A - kubische microvillous (grens) epitheliocyt van de proximale tubulus: 1 - microvillous (borstel) grens, 2 - basaal labyrint; B - kubische epitheliocyt uit de distale tubulus: 1 - basaal labyrint; B - plaveiselepitheelcel uit de dunne tubulus van de nefronlus; G - de belangrijkste epitheliocyt van het verzamelkanaal

De opstelling van cellen in de corresponderende afdelingen van het nefron en het verzamelkanaal wordt getoond door pijlen in Fig. 245

Rijst. 247. Nierlichaampje en juxtaglomerulair apparaat

Kleuring: CHIC-reactie en hematoxyline

1 - vasculaire pool van het nierlichaampje; 2 - buisvormige (urine) pool van het nierlichaampje; 3 - afferente arteriole: 3.1 - juxtaglomerulaire cellen; 4 - efferente arteriole; 5 - haarvaten van de vasculaire glomerulus; 6 - buitenste (pariëtale) vel van de glomerulaire capsule (Shumlyansky-Bowman); 7 - binnenste (viscerale) laag van de capsule, gevormd door podocyten; 8 - holte van de glomerulaire capsule; 9 - mesangium; 10 - cellen van extraglomerulair mesangium; 11 - distale tubulus van de nefron: 11.1 - dichte plek; 12 - proximale tubulus

Rijst. 248. Ultrastructuur van de filtratiebarrière in de nierglomerulus

Tekenen met EMF

1 - podocytenprocessen: 1.1 - cytotrabecula, 1.2 - cytopodia; 2 - filtratiesleuven; 3 - basaalmembraan (drielaags); 4 - gefenestreerde endotheelcel: 4.1 - poriën in het cytoplasma van de endotheelcel; 5 - capillair lumen; 6 - erytrocyt; 7 - filtratiebarrière

Rijst. 249. Ultrastructuur van de filtratiebarrière in de nierglomerulus

A - tekenen met EMF; B - sectie van de barrière in 3D-reconstructie

1 - podocyt: 1.1 - cytotrabecula, 1.2 - cytopodia; 2 - filtratiesleuven: 2.1 - sleufdiafragma's; 3 - basaalmembraan (drielaags); 4 - gefenestreerde endotheelcel: 4.1 - poriën in het cytoplasma van de endotheelcel; 5 - lumen van de capillaire glomerulus; 6 - erytrocyt; 7 - filtratiebarrière

De blauwe pijl geeft de transportrichting aan van stoffen uit het bloed naar de primaire urine tijdens ultrafiltratie.

Rijst. 250. Nier. Gebied van de cortex

Kleuring: CHIC-reactie en hematoxyline

1 - nierlichaampje: 1.1 - vasculaire glomerulus, 1.2 - glomerulaire capsule, 1.2.1 - buitenblad, 1.2.2 - binnenblad, 1.3 - capsuleholte; 2 - proximale tubulus van het nefron: 2.1 - kubische epitheliocyten, 2.1.1 - basale strepen, 2.1.2 - microvillous (borstel) rand; 3 - distale tubulus: 3.1 - basale strepen, 3.2 - dichte plek; 4 - verzamelkanaal

Rijst. 251. Nier. Gebied van de medulla

Kleuring: CHIC-reactie en hematoxyline

1 - verzamelkanaal; 2 - dunne tubulus van de nefronlus; 3 - distale tubulus (recht deel); 4 - interstitium van bindweefsel; 5 - bloedvat

Rijst. 252. Ureter

Kleuring: hematoxyline-eosine

1 - slijmvlies: 1.1 - overgangsepitheel, 1.2 - lamina propria; 2 - spiermembraan: 2.1 - binnenste longitudinale laag, 2.2 - buitenste cirkelvormige laag; 3 - adventitia-schaal

Rijst. 253. Blaas (onderkant)

Kleuring: hematoxyline-eosine

1 - slijmvlies: 1.1 - overgangsepitheel, 1.2 - lamina propria; 2 - submucosale basis; 3 - gespierde vacht: 3.1 - binnenste longitudinale laag, 3.2 - middelste cirkelvormige laag, 3.3 - buitenste longitudinale laag, 3.4 - bindweefsellagen; 4 - sereus membraan

Excretie is de verwijdering uit het lichaam van gifstoffen die zijn gevormd als gevolg van de stofwisseling. Dit proces is een noodzakelijke voorwaarde voor het handhaven van de constantheid van zijn interne omgeving - homeostase. De namen van de uitscheidingsorganen van dieren zijn gevarieerd - gespecialiseerde tubuli, metanephridia. Een persoon heeft een heel mechanisme om dit proces uit te voeren.

Uitscheidingsstelsel

Metabolische processen zijn behoorlijk complex en vinden plaats op alle niveaus - van moleculair tot organisch. Daarom is er een heel systeem nodig voor de implementatie ervan. Menselijke uitscheidingsorganen verwijderen verschillende stoffen.

Overtollig water wordt uit het lichaam verwijderd via de longen, huid, darmen en nieren. Zouten van zware metalen scheiden de lever en darmen af.

De longen zijn ademhalingsorganen, waarvan de essentie de opname van zuurstof in het lichaam is en de verwijdering van koolstofdioxide daaruit. Dit proces is van mondiaal belang. Planten gebruiken immers de koolstofdioxide die dieren uitstoten voor fotosynthese. In de aanwezigheid van water en licht in de groene delen van de plant, die het pigment chlorofyl bevatten, vormen ze koolhydraatglucose en zuurstof. Dit is de kringloop van de materie in de natuur. Overtollig water wordt ook continu via de longen afgevoerd.

De darmen brengen onverteerde voedselresten naar buiten, en daarmee schadelijke stofwisselingsproducten die vergiftiging van het lichaam kunnen veroorzaken.

De spijsverteringsklier, de lever, is een echte filter voor het menselijk lichaam. Het verwijdert giftige stoffen uit het bloed. De lever scheidt een speciaal enzym af - gal, dat gifstoffen onschadelijk maakt en uit het lichaam verwijdert, inclusief de gifstoffen van alcohol, drugs en drugs.

De rol van de huid bij uitscheidingsprocessen

Alle uitscheidingsorganen zijn onvervangbaar. Immers, als hun werking verstoord is, hopen giftige stoffen - gifstoffen - zich op in het lichaam. Van bijzonder belang bij de uitvoering van dit proces is het grootste menselijke orgaan - de huid. Een van de belangrijkste functies is de implementatie van thermoregulatie. Tijdens intensief werk genereert het lichaam veel warmte. Ophoping kan oververhitting veroorzaken.

De huid reguleert de intensiteit van de warmteoverdracht en houdt alleen de benodigde hoeveelheid vast. Samen met zweet worden naast water ook minerale zouten, ureum en ammoniak uit het lichaam verwijderd.

Hoe vindt warmteoverdracht plaats?

De mens is een warmbloedig wezen. Dit betekent dat de temperatuur van zijn lichaam niet afhankelijk is van de klimatologische omstandigheden waarin hij leeft of zich tijdelijk bevindt. Organische stoffen die met voedsel worden geleverd: eiwitten, vetten, koolhydraten - worden in het spijsverteringskanaal afgebroken tot hun bestanddelen. Ze worden monomeren genoemd. Tijdens dit proces komt een grote hoeveelheid thermische energie vrij. Aangezien de omgevingstemperatuur meestal onder de lichaamstemperatuur ligt (36,6 graden), geeft het lichaam volgens de wetten van de natuurkunde overtollige warmte af aan de omgeving, d.w.z. in de richting waar het kleiner is. Dit handhaaft het temperatuurevenwicht. Het proces van het afgeven en opwekken van warmte door het lichaam wordt thermoregulatie genoemd.

Wanneer zweet iemand het meest? Als het buiten warm is. En in het koude seizoen komt er praktisch geen zweet vrij. Dit komt omdat het niet gunstig is voor het lichaam om warmte te verliezen als er toch niet veel van is.

Het zenuwstelsel beïnvloedt ook het proces van thermoregulatie. Als de handpalmen bijvoorbeeld zweten tijdens een examen, betekent dit dat in een staat van opwinding de vaten uitzetten en de warmteoverdracht toeneemt.

De structuur van het urinestelsel

Een belangrijke rol in de processen van uitscheiding van metabole producten wordt gespeeld door het systeem van urineorganen. Het bestaat uit gepaarde nieren, urineleiders, blaas, die naar buiten opent door de urethra. Onderstaande figuur (schema "Uitscheidingsorganen") illustreert de locatie van deze organen.

De nieren zijn het belangrijkste uitscheidingsorgaan

Menselijke uitscheidingsorganen beginnen met gepaarde boonvormige organen. Ze bevinden zich in de buikholte aan beide zijden van de wervelkolom, waarnaar ze door de concave zijde zijn gedraaid.

Buiten is elk van hen bedekt met een schaal. Via een speciale uitsparing, de nierpoort genaamd, komen bloedvaten, zenuwvezels en urineleiders het orgaan binnen.

De binnenste laag wordt gevormd door twee soorten stoffen: corticaal (donker) en medulla (licht). Urine wordt gevormd in de nier, die wordt opgevangen in een speciale container - het bekken, dat daaruit in de urineleider komt.

Het nefron is de basiseenheid van de nier.

Met name de nier bestaat uit elementaire structurele eenheden. Het is in hen dat metabolische processen op cellulair niveau plaatsvinden. Elke nier bestaat uit een miljoen nefronen - structurele en functionele eenheden.

Elk van hen wordt gevormd door een nierlichaampje, dat op zijn beurt is omgeven door een bekercapsule met een wirwar van bloedvaten. Hier wordt in eerste instantie urine opgevangen. Ingewikkelde tubuli van de eerste en tweede tubuli vertrekken uit elke capsule en openen zich met verzamelkanalen.

Mechanisme van urinevorming

Urine wordt door twee processen uit het bloed gevormd: filtratie en reabsorptie. De eerste van deze processen vindt plaats in de nefronlichamen. Door filtratie komen alle componenten uit het bloedplasma vrij, behalve eiwitten. Deze stof mag dus niet in de urine aanwezig zijn. En de aanwezigheid ervan duidt op een schending van metabole processen. Als gevolg van filtratie wordt een vloeistof gevormd, die primaire urine wordt genoemd. De hoeveelheid is 150 liter per dag.

Dan komt de volgende fase - reabsorptie. De essentie ervan ligt in het feit dat alle voor het lichaam nuttige stoffen uit de primaire urine in het bloed worden opgenomen: minerale zouten, aminozuren, glucose, een grote hoeveelheid water. Als gevolg hiervan wordt secundaire urine gevormd - 1,5 liter per dag. In deze stof mag een gezond persoon geen glucosemonosaccharide hebben.

Secundaire urine is 96% water. Het bevat ook natrium-, kalium- en chloride-ionen, ureum en urinezuur.

reflexkarakter van urineren

Van elke nefron komt secundaire urine het nierbekken binnen, van waaruit het via de urineleider in de blaas terechtkomt. Het is een gespierd ongepaard orgaan. Het volume van de blaas neemt toe met de leeftijd en bereikt bij een volwassene 0,75 liter. Uiterlijk opent de blaas zich met de urethra. Bij de uitgang wordt het begrensd door twee sluitspieren - cirkelvormige spieren.

Om de aandrang om te plassen te laten ontstaan, moet ongeveer 0,3 liter vocht zich in de blaas ophopen. Wanneer dit gebeurt, raken de wandreceptoren geïrriteerd. Spieren trekken samen en sluitspieren ontspannen. Plassen gebeurt vrijwillig, d.w.z. een volwassene kan dit proces beheersen. Plassen wordt gereguleerd door het zenuwstelsel, het centrum bevindt zich in het sacrale ruggenmerg.

Functies van de uitscheidingsorganen

De nieren spelen een belangrijke rol in het proces van uitscheiding van eindproducten van het metabolisme uit het lichaam, reguleren het water-zoutmetabolisme en handhaven de constantheid van de vloeibare omgeving van het lichaam.

De uitscheidingsorganen reinigen het lichaam van gifstoffen en handhaven een stabiel niveau van stoffen die nodig zijn voor de normale volledige werking van het menselijk lichaam.

Tijdens het leven van het lichaam in de weefsels, de afbraak van eiwitten, vetten en koolhydraten met het vrijkomen van energie. Het menselijke uitscheidingssysteem bevrijdt het lichaam van de eindproducten van verval - water, koolstofdioxide, ammoniak, ureum, urinezuur, fosfaatzouten en andere verbindingen.

Vanuit de weefsels gaan deze dissimilatieproducten over in het bloed, worden door het bloed naar de uitscheidingsorganen gebracht en worden daardoor uit het lichaam uitgescheiden. Bij de uitscheiding van deze stoffen zijn de longen, de huid, het spijsverteringsstelsel en de urinewegen betrokken.

De meeste vervalproducten worden via de urinewegen uitgescheiden. Dit systeem omvat de nieren, urineleiders, blaas en urethra.

Menselijke nierfuncties

Vanwege hun activiteit in het menselijk lichaam zijn de nieren betrokken bij:

Bij het constant houden van het volume van lichaamsvloeistoffen, hun osmotische druk en ionische samenstelling;
regulering van het zuur-base-evenwicht;
afgifte van producten van stikstofmetabolisme en vreemde stoffen;
besparing of uitscheiding van verschillende organische stoffen (glucose, aminozuren, enz.) afhankelijk van de samenstelling van de interne omgeving;
metabolisme van koolhydraten en eiwitten;
afscheiding van biologisch actieve stoffen (hormoon renine);
hematopoëse.

De nieren hebben een breed scala aan functionele aanpassingen aan de behoeften van het lichaam om de homeostase te behouden, omdat ze de kwalitatieve samenstelling van urine, het volume, de osmotische druk en de pH aanzienlijk kunnen variëren.

De rechter en linker nier, elk ongeveer 150 g, bevinden zich in de buikruimte aan de zijkanten van de wervelkolom ter hoogte van de lendenwervels. Buiten zijn de nieren bedekt met een dicht membraan. Aan de binnenste concave kant bevinden zich de "poorten" van de nier, waardoor de urineleider, nierslagaders en -aders, lymfevaten en zenuwen passeren. Op het gedeelte van de nier is te zien dat deze uit twee lagen bestaat:

De buitenste laag, donkerder, is de cortex;
intern - medulla.

De structuur van de menselijke nier. De structuur van het nefron

De nier heeft een complexe structuur en bestaat uit ongeveer 1 miljoen structurele en functionele eenheden - nefronen, waartussen de ruimte is gevuld met bindweefsel.

Nefronen- dit zijn complexe microscopische formaties die beginnen met een dubbelwandige glomerulaire capsule (Shumlyansky-Bowman's capsule), waarbinnen zich het nierlichaampje (Malpighian corpuscle) bevindt. Tussen de lagen van de capsule bevindt zich een holte die overgaat in de ingewikkelde (primaire) urinebuis. Het bereikt de grens van de corticale en medulla van de nier. Aan de rand wordt de tubulus smaller en recht.

In de medulla van de nier vormt het een lus en keert terug naar de corticale laag van de nier. Hier wordt het weer ingewikkeld (secundair) en mondt uit in het verzamelkanaal. De verzamelkanalen, die samenvloeien, vormen de gemeenschappelijke uitscheidingskanalen, die door de medulla van de nier gaan naar de toppen van de papillen die uitsteken in de holte van het bekken. Het bekken gaat over in de urineleider.

Urine vorming

Hoe wordt urine gevormd in de nefronen? In vereenvoudigde vorm gaat dit als volgt.

Primaire urine

Wanneer bloed door de haarvaten van de glomeruli gaat, worden water en daarin opgeloste stoffen uit het plasma door de wand van het capillair in de holte van de capsule gefilterd, met uitzondering van macromoleculaire verbindingen en bloedcellen. Daarom komen eiwitten met een hoog molecuulgewicht niet in het filtraat. Maar hier komen stofwisselingsproducten als ureum, urinezuur, ionen van anorganische stoffen, glucose en aminozuren. Deze gefilterde vloeistof wordt genoemd primaire urine.

Filtratie wordt uitgevoerd vanwege de hoge druk in de haarvaten van de glomeruli - 60-70 mm Hg. Art., wat twee of meer keer hoger is dan in de haarvaten van andere weefsels. Het wordt gecreëerd vanwege de verschillende afmetingen van de openingen van de afferente (brede) en efferente (smalle) vaten.

Gedurende de dag wordt een enorme hoeveelheid primaire urine gevormd - 150-180 l. Een dergelijke intensieve filtratie is mogelijk dankzij:

Een grote hoeveelheid bloed die gedurende de dag door de nieren stroomt - 1500-1800l;
groot oppervlak van de wanden van de haarvaten van de glomeruli - 1,5 m 2;
hoge bloeddruk in hen, die een filterkracht creëert, en andere factoren.

Vanuit het kapsel van de glomerulus komt de primaire urine de primaire tubulus binnen, die dicht is gevlochten met secundaire vertakte bloedcapillairen. In dit deel van de tubulus wordt het grootste deel van het water en een aantal stoffen opgenomen (opnieuw opgenomen) in het bloed: glucose, aminozuren, laagmoleculaire eiwitten, vitamines, natrium-, kalium-, calcium-, chloorionen.

Secundaire urine

Dat deel van de primaire urine dat achterblijft aan het einde van de doorgang door de tubuli wordt genoemd ondergeschikt.

Bijgevolg zijn er in de secundaire urine, tijdens een normale nierfunctie, geen eiwitten en suiker. Hun uiterlijk daar duidt op een schending van de nieren, hoewel bij overmatige consumptie van enkelvoudige koolhydraten (meer dan 100 g per dag), suikers in de urine kunnen verschijnen, zelfs met gezonde nieren.

Secundaire urine wordt een beetje gevormd - ongeveer 1,5 liter per dag. De rest van de primaire urinevloeistof van een totale hoeveelheid van 150-180 liter wordt via de cellen van de wanden van de urineleiders in het bloed opgenomen. Hun totale oppervlakte is 40-50m 2 .

De nieren doen non-stop veel werk. Daarom verbruiken ze met een relatief kleine omvang veel zuurstof en voedingsstoffen, wat wijst op een groot energieverbruik tijdens de vorming van urine. Ze verbruiken dus 8-10% van alle zuurstof die door een persoon in rust wordt opgenomen. In de nieren wordt per massa-eenheid meer energie verbruikt dan in enig ander orgaan.

Urine wordt opgevangen in de blaas. Terwijl het zich ophoopt, rekken de muren uit. Dit gaat gepaard met irritatie van de zenuwuiteinden in de wanden van de blaas. Signalen komen het centrale zenuwstelsel binnen en de persoon voelt de drang om te plassen. Het wordt uitgevoerd via de urethra en staat onder controle van het zenuwstelsel.

Selectie waarde. Als gevolg van biologische oxidatie worden in de weefsels afbraakproducten gevormd: koolstofdioxide, water, zouten van stikstof, fosfor en enkele andere stoffen. Waterdamp en koolstofdioxide worden door de longen uit het lichaam verwijderd. Vloeibare afbraakproducten die stikstof, zwavel, fosfor en enkele andere atomen bevatten, worden door de nieren en gedeeltelijk door de zweetklieren uit het lichaam uitgescheiden. Een teveel aan deze stoffen is schadelijk voor het lichaam, hun gehalte in het bloedplasma kan slechts binnen kleine grenzen fluctueren.

De belangrijkste functie van de uitscheidingsorganen is het handhaven van de constantheid van de interne omgeving van het lichaam, en vooral het bloedplasma.

Urineorganen- Dit nieren, urinewegen – urineleiders, blaas En urinebuis(Figuur 24). Het bloed komt via de nierslagaders naar de nieren. In de nieren wordt het ontdaan van onnodige stoffen en keert het via de nieraders terug naar de bloedbaan. Afvalstoffen worden door de nieren uitgefilterd en komen in de vorm van urine via de urineleiders in de blaas terecht. De uitgang ervan naar de urethra wordt afgesloten door een sluitspier - een cirkelvormige spier die alleen ontspant op het moment van urineren. In dit geval trekken de wanden van de blaas samen en duwen de urine naar buiten.

De structuur en functie van de nieren. De nier is een gepaard boonvormig orgaan (Figuur 25). Het concave deel is naar de wervelkolom gericht en wordt genoemd nier poort. Een krachtige nierslagader die ongezuiverd bloed vervoert, komt de poorten van elke nier binnen, en gepaarde nieraders en de urineleider komen eruit. De aderen voeren het bloed, gezuiverd van vloeibare vervalproducten, naar de vena cava inferior en de urineleider voert de te verwijderen substanties naar de blaas. Elke nier heeft een uitwendige schors en intern niermerg. Deze laatste bestaat uit nier piramides. Hun basis grenst aan de corticale substantie van de nier en de toppen zijn naar toe gericht nierbekken Een reservoir waar urine wordt opgevangen voordat het de urineleider binnengaat.

Afbeelding 24 – Urinewegen: Figuur 25 – De structuur van de nier:

1 - nieren; 2 - urineleiders; 1- corticale substantie;

3 - blaas; 2 - merg;

4 - urinebuis; 3 - nierbekken;

bloedvaten: 4 - urineleider;

5 - nierslagader; 5 - nierader;

6 - nierader 6 - nierslagader;

7 - nierpiramide

Nefronen. In elke nier zijn er ongeveer een miljoen microscopische eenheden waarin bloedplasma wordt gefilterd. Ze heten nefronen. Het nefron bestaat uit een capsule die overgaat in een dunne en lange ingewikkelde tubulus. De nefroncapsule lijkt op een glas met twee wanden. De opening ertussen communiceert met de tubulus.

Bloedfiltratie vindt plaats in de capsule: een deel van het bloedplasma gaat door de wand van het bloedvat naar de gleuf van de capsule. Gevormde elementen en eiwitten blijven in arteriolen. Water, vervalproducten - ureum, zouten van urinezuur, fosforzuur en oxaalzuur, carbonaten, evenals voedingsstoffen - glucose, aminozuren, vitamines, komen de nefrontubulus binnen. Al deze stoffen zijn primaire urine, die qua samenstelling weinig verschilt van bloedplasma. Primaire urine beweegt langs de tubulus, hier worden alle stoffen die het lichaam nodig heeft weer in het bloed opgenomen, inclusief het meeste water. Wat achterblijft in de tubulus is wat het lichaam niet nodig heeft. Dit alles vormt ondergeschikt, of laatste, urine. Vanuit de ingewikkelde tubuli komt urine binnen verzamelbuizen, die zich verenigen en urine naar het nierbekken transporteren.

De niercapsules en een deel van de gekronkelde tubuli bevinden zich in de corticale substantie van de nier. De rest zit in de medulla van de nier. Daar lopen de ingewikkelde tubuli leeg in de verzamelkanalen, die de uiteindelijke urine naar de toppen van de nierpiramides voeren. Elk van hen heeft verschillende gaatjes waardoor urine het nierbekken binnenkomt.

Om 1 liter uiteindelijke urine te vormen, moet tot 125 liter primaire urine door de niertubuli gaan (124 liter wordt opnieuw geabsorbeerd). Urine is een geconcentreerde oplossing van zouten van urinezuur, oxaalzuur, fosforzuur en andere zuren, evenals ureum.

Preventie van nierziekten. Overtreding van de nieren leidt tot een verandering in de samenstelling van de interne omgeving van het lichaam, en dit brengt aanzienlijke stofwisselingsstoornissen en orgaanfunctie met zich mee. Daarom is nierziekte levensbedreigend.

Wanneer de niercapsules beschadigd zijn, komen eiwitten en bloedcellen de tubuli binnen. Ze kunnen niet opnieuw in het bloed worden opgenomen en worden uitgescheiden in de urine. Als de tubuli beschadigd zijn, wordt de reabsorptie van stoffen die nodig zijn voor het lichaam verstoord en worden ze in overmaat uit het lichaam uitgescheiden, en hun tekort treedt op in het bloed. Vertraagde waterfiltratie leidt tot oedeem.

Er moet aan worden herinnerd dat al het bloed in het lichaam herhaaldelijk door de nieren gaat. Daarom werken alle schadelijke stoffen, zelfs als ze in een kleine hoeveelheid in het bloed zitten, op de nefroncellen en verstoren ze hun werk. Dergelijke stoffen omvatten alcohol, stoffen in gekruid en gekruid voedsel (bijvoorbeeld azijn, peper, mosterd), overtollig zout.

Omdat al het bloed van het lichaam door de nefronen gaat, kunnen pathogene micro-organismen ook de nieren binnendringen - carieuze tanden, van de amandelen bij chronische tonsillitis. De infectie kan zich ook verspreiden via de urinewegen - van de urethra naar de blaas en vervolgens via de urineleiders - naar de nieren. Dit wordt mogelijk gemaakt door het negeren van de regels voor persoonlijke hygiëne en het koelen van het onderlichaam.

Stofwisselingsstoornissen of overmatige consumptie van voedsel dat zouten van oxaalzuur, urinezuur en fosforzuur bevat, evenals urineretentie kunnen leiden tot het verschijnen van stenen in het nierbekken of de blaas, wat urolithiasis kan veroorzaken.

………………………………………………………………………………………