Решение задачи по физиологии выделения

Хорошо, давайте разберем вопросы из практического занятия по физиологии выделения. Практическое занятие № 15 (8 часов) ФИЗИОЛОГИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦЕЛЬ: изучить особенности расположения и функционирования потовых желёз, провести исследование потоотделения по Минору. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ 1. Структуры и функции выделительной системы организма человека. Выделительная система человека состоит из нескольких органов, каждый из которых выполняет свою функцию: * Почки: основные органы выделения, фильтруют кровь, образуют мочу, регулируют водно-солевой баланс, кислотно-щелочное равновесие, артериальное давление, участвуют в кроветворении. * Мочеточники: трубки, по которым моча из почек поступает в мочевой пузырь. * Мочевой пузырь: резервуар для сбора мочи. * Мочеиспускательный канал (уретра): выводит мочу из организма. * Кожа (потовые железы): выделяет пот, содержащий воду, соли, мочевину, участвует в терморегуляции. * Легкие: выделяют углекислый газ и воду в виде пара. * Желудочно-кишечный тракт: выводит непереваренные остатки пищи, а также некоторые метаболиты и токсины с калом. 2. Выделение воды из организма. Вода выделяется из организма несколькими путями: * Почки: с мочой (основной путь). * Кожа: с потом. * Легкие: с выдыхаемым воздухом (в виде пара). * Кишечник: с калом. 3. Выделение из организма липидов. Липиды (жиры) в основном не выделяются из организма в неизменном виде. Они расщепляются и используются для получения энергии или синтеза других веществ. Избыток липидов может откладываться в жировых депо. Некоторые продукты метаболизма липидов могут выводиться с желчью через кишечник. 4. Строение, иннервация и функции потовых желез разного типа. Существуют два основных типа потовых желез: * Экриновые потовые железы: * Строение: простые трубчатые железы, расположенные по всему телу, особенно много на ладонях, подошвах, лбу. Состоят из секреторного отдела (клубочка) и выводного протока. * Иннервация: симпатическая нервная система, холинергические волокна (то есть медиатором является ацетилхолин, а не норадреналин, как обычно для симпатики). * Функции: терморегуляция (охлаждение тела за счет испарения пота), выделение воды, солей, мочевины, молочной кислоты. * Апокриновые потовые железы: * Строение: более крупные железы, расположенные в подмышечных впадинах, паховой области, вокруг сосков, в области промежности. Их протоки открываются в волосяные фолликулы. * Иннервация: симпатическая нервная система, адренергические волокна (медиатор норадреналин). * Функции: выделение более густого, богатого органическими веществами секрета, который разлагается бактериями, вызывая характерный запах тела. Активируются в период полового созревания, их функция связана с эмоциональным состоянием. 5. Функции легких как органа выделения. Легкие выделяют из организма: * Углекислый газ (\(CO_2\)): конечный продукт клеточного дыхания. * Воду: в виде пара. * Некоторые летучие вещества: например, пары алкоголя, ацетон при кетоацидозе. 6. Мочевина: синтез, функции, внутрипочечный кругооборот. * Синтез: Мочевина синтезируется в печени в ходе орнитинового цикла (цикла мочевины) из аммиака (\(NH_3\)), который образуется при дезаминировании аминокислот. Аммиак токсичен, и его превращение в мочевину является способом детоксикации. * Функции: Мочевина является основным конечным продуктом белкового обмена, выводится почками. Она также играет важную роль в создании осмотического градиента в почках, необходимого для концентрирования мочи. * Внутрипочечный кругооборот: Мочевина свободно фильтруется в клубочках. В проксимальных канальцах часть мочевины реабсорбируется. В петле Генле и собирательных трубках происходит сложный процесс реабсорбции и секреции мочевины, который способствует поддержанию высокого осмотического давления в мозговом слое почки. Это позволяет реабсорбировать воду и концентрировать мочу. 7. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система: функции в почках. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) играет ключевую роль в регуляции артериального давления, водно-солевого баланса и объема крови. * В почках: * При снижении артериального давления или объема крови юкстагломерулярные клетки почек выделяют фермент ренин. * Ренин превращает ангиотензиноген (белок плазмы крови) в ангиотензин I. * Ангиотензин I превращается в ангиотензин II под действием ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), который находится в основном в легких. * Ангиотензин II вызывает сужение кровеносных сосудов (повышая АД), стимулирует секрецию альдостерона надпочечниками (что приводит к реабсорбции натрия и воды в почках и увеличению объема крови) и стимулирует секрецию антидиуретического гормона (АДГ) гипофизом (увеличивая реабсорбцию воды в почках). * Таким образом, РААС через почки регулирует объем циркулирующей крови и артериальное давление. 8. Гормоны в контроле фильтрации, кровообращения и объема диуреза в почках. Несколько гормонов влияют на функцию почек: * Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин): вырабатывается гипоталамусом, выделяется задней долей гипофиза. Увеличивает проницаемость собирательных трубок и дистальных канальцев для воды, что приводит к реабсорбции воды и уменьшению объема мочи (увеличению ее концентрации). * Альдостерон: гормон коры надпочечников. Стимулирует реабсорбцию натрия и секрецию калия в дистальных канальцах и собирательных трубках, что приводит к задержке воды и увеличению объема крови и АД. * Предсердный натрийуретический пептид (ПНП): вырабатывается клетками предсердий сердца в ответ на их растяжение (увеличение объема крови). Увеличивает выведение натрия и воды почками (натрийурез и диурез), снижает АД. * Паратиреоидный гормон (ПТГ): регулирует обмен кальция и фосфатов. Увеличивает реабсорбцию кальция и снижает реабсорбцию фосфатов в почках. * Кальцитонин: снижает уровень кальция в крови, увеличивая его выведение почками. * Простагландины: местные гормоны, вырабатываемые в почках, влияют на почечный кровоток и фильтрацию. 9. Роль почки в осморегуляции и волюморегуляции. * Осморегуляция: Почки поддерживают постоянство осмотического давления плазмы крови, регулируя выведение воды и солей. Они могут выделять как гипотоническую (разведенную), так и гипертоническую (концентрированную) мочу, в зависимости от потребностей организма. Это достигается благодаря механизму противоточно-множительной системы и действию АДГ. * Волюморегуляция: Почки регулируют объем циркулирующей крови, контролируя выведение или задержку воды и натрия. Это осуществляется через РААС, АДГ, альдостерон и ПНП. 10. Осмотически свободная вода: механизм образования, клиническое значение. * Осмотически свободная вода (ОСВ) – это объем воды, который выводится почками сверх того объема, который необходим для выведения осмотически активных веществ. Проще говоря, это та часть воды в моче, которая не связана с осмотически активными веществами. * Механизм образования: ОСВ образуется в почках, когда реабсорбция воды в собирательных трубках меньше, чем реабсорбция осмотически активных веществ. Это происходит при низком уровне АДГ, когда дистальные отделы нефрона становятся менее проницаемыми для воды, но продолжают активно реабсорбировать соли. В результате моча становится гипотонической, и выводится избыток воды. * Клиническое значение: Измерение ОСВ используется для оценки способности почек разводить или концентрировать мочу, а также для диагностики нарушений водного баланса, например, при несахарном диабете (недостаток АДГ) или синдроме неадекватной секреции АДГ. 11. Цель закисления вторичной мочи, экскретируемой почкой. Цель закисления вторичной мочи (окончательной мочи) почками – поддержание кислотно-щелочного равновесия (КЩР) в организме. Почки выводят избыток ионов водорода (\(H^+\)) и реабсорбируют бикарбонат (\(HCO_3^-\)), тем самым регулируя pH крови. Закисление мочи позволяет эффективно выводить кислые продукты метаболизма и предотвращать ацидоз (закисление крови). 12. Функции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, вазопрессина, кортизола и натрийуретических пептидов в почках. * Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС): * Ренин: фермент, выделяемый почками, запускает РААС, превращая ангиотензиноген в ангиотензин I. * Ангиотензин II: вызывает сужение сосудов, стимулирует секрецию альдостерона и АДГ, увеличивает реабсорбцию натрия и воды в почках, повышая АД и объем крови. * Альдостерон: гормон, стимулирует реабсорбцию натрия и воды, а также секрецию калия в дистальных канальцах и собирательных трубках. * Вазопрессин (АДГ): увеличивает проницаемость собирательных трубок для воды, способствуя ее реабсорбции и концентрированию мочи. * Кортизол: гормон коры надпочечников. Влияет на водно-солевой обмен, усиливая реабсорбцию натрия и воды в почках, но его эффект слабее, чем у альдостерона. Также влияет на почечный кровоток и клубочковую фильтрацию. * Натрийуретические пептиды (ПНП, АНП): вырабатываются сердцем. Увеличивают выведение натрия и воды почками, снижают АД, подавляют секрецию ренина и альдостерона. 13. Роль почек в обеспечении гомеостаза кальция и фосфатов в плазме крови. Почки играют важную роль в регуляции уровня кальция и фосфатов в крови: * Кальций: Почки реабсорбируют большую часть фильтрованного кальция. Этот процесс регулируется паратиреоидным гормоном (ПТГ), который увеличивает реабсорбцию кальция, и кальцитонином, который ее снижает. Почки также участвуют в активации витамина D, который необходим для всасывания кальция в кишечнике. * Фосфаты: Почки являются основным путем выведения избытка фосфатов. ПТГ увеличивает выведение фосфатов почками, снижая их реабсорбцию. 14. Противоточно-поворотная множительная система почек. Механизм концентрирования мочи. Противоточно-поворотная множительная система – это уникальный механизм в почках, который позволяет создавать и поддерживать высокий осмотический градиент в мозговом слое почки, необходимый для концентрирования мочи. * Основные компоненты: петля Генле (нисходящая и восходящая части) и собирательные трубки. * Механизм: * Нисходящая часть петли Генле: проницаема для воды, но малопроницаема для солей. По мере продвижения фильтрата вглубь мозгового слоя вода выходит из канальца по осмотическому градиенту, и фильтрат концентрируется. * Восходящая часть петли Генле: непроницаема для воды, но активно реабсорбирует ионы натрия, хлора и калия. Это приводит к разбавлению фильтрата и созданию высокого осмотического давления в интерстиции мозгового слоя. * Собирательные трубки: проходят через этот высокоосмотический мозговой слой. Под действием АДГ их стенки становятся проницаемыми для воды, и вода выходит из мочи в интерстиций, концентрируя мочу. Мочевина также участвует в создании этого градиента, циркулируя между собирательными трубками и петлей Генле. * Результат: Благодаря этой системе почки могут производить мочу, которая в несколько раз концентрированнее плазмы крови, что позволяет сохранять воду в организме. УМЕТЬ ИСПОЛЬЗОВАТЬ И ОБЪЯСНЯТЬ ТЕРМИНЫ: * Выделение: процесс удаления из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды, солей и чужеродных веществ. * Диурез: объем мочи, выделяемой за определенный промежуток времени (обычно за сутки). * Диурез разведения: состояние, при котором почки выделяют большой объем гипотонической (разведенной) мочи, что свидетельствует о способности почек выводить избыток воды. * Клиренс (коэффициент очищения): объем плазмы крови, который полностью очищается почками от определенного вещества за единицу времени. Выражается в мл/мин. Формула клиренса: \[C = \frac{U \cdot V}{P}\] где \(C\) – клиренс вещества, \(U\) – концентрация вещества в моче, \(V\) – объем мочи, выделенной за единицу времени, \(P\) – концентрация вещества в плазме крови. * Мальпигиев клубочек (почечное тельце): структурно-функциональная единица почки, состоящая из клубочка капилляров (гломерулы) и окружающей его капсулы Шумлянского-Боумена. Здесь происходит ультрафильтрация крови и образование первичной мочи. * Нефрон: структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца, проксимального канальца, петли Генле, дистального канальца и собирательной трубки. В нефроне происходит образование мочи. * Реабсорбционная фаза мочеобразования: процесс обратного всасывания воды, солей, глюкозы, аминокислот и других полезных веществ из первичной мочи обратно в кровь в почечных канальцах. * Фильтрационная фаза мочеобразования: процесс ультрафильтрации плазмы крови в мальпигиевом клубочке, в результате которого образуется первичная моча. * Экскреты: вещества, выводимые из организма в процессе выделения (например, мочевина, креатинин, мочевая кислота, избыток солей и воды).