Строение и функции мочевыделительной системы

Мочевыделительная система человека – это орган, где происходит фильтрация крови, вывод отходов из организма, выработка некоторых гормонов и ферментов. Каково строение, схема, особенности мочевыделительной системы изучается в школе на уроках анатомии, более детально – в медицинском учебном заведении.

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.

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.

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.

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.

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.