Мочевыводящая система состоит из нескольких взаимосвязанных органов. Нарушение работы одного из них «ранит» другие. В медицине принято выделение этих структур в мочевыделительную систему. Изменение названия подчеркивает роль в регуляции и выведении шлаковых веществ, излишков углеводов, азотсодержащих продуктов, электролитов.
Напомним, что у человека аналогичную функцию выполняют еще:
- кишечник;
- кожа;
- легкие.
В состав органов мочевыделения входят:
- почки;
- мочевой пузырь;
- мочеточники;
- уретральный канал.
Рассмотрим устройство каждого органа в отдельности, их значение в процессе выведения мочи, связи и функционирование в здоровом организме.
Почки и их роль
Почка – парный орган. Два бобовидных образования расположены с обеих сторон позвоночника на уровне верхнепоясничных и нижнегрудных сегментов. Листками фасции прикреплены к брюшине. Почка покрыта плотной фиброзной капсулой, затем слоем жировой клетчатки. С внутренней стороны в области вдавления находятся «ворота». В них входят и выходят сосуды (почечная артерия и вена), здесь располагается начало мочеточников.
Особенность кровоснабжения делает почку очень уязвимой при развитии атеросклеротических изменений в вышележащих артериях. Ишемия почки приводит к кислородному голоду клеток и нарушает их работу. Близость к портальной вене создает зависимость от функционирования печени. При болезнях, приводящих к циррозу с гипертонией в печеночных венах, страдает и почечный кровоток.
Под фиброзной капсулой находятся 2 слоя:
- корковый;
- мозговой.
Они хорошо просматриваются на разрезе. Вклиниваясь в мозговое вещество, кора делит его на «пирамидки». Узкой частью образования направлены вовнутрь и заканчиваются отверстиями, через которые в чашечках собирается моча. Основной структурной единицей почки является нефрон. Всего их насчитывается около миллиона уже при рождении ребенка. Максимальное число лежит в корковом слое, меньше в мозговом.
- капиллярными клубочками из приносящих артериол;
- капсулой из двух листков (Шумлянского-Боумена);
- системой выводящих канальцев.
Экскреторную функцию осуществляют клетки эпителия канальцев. Кроме того, они же способны регулировать кислотный и щелочной химический состав мочи. Связь канальцев с выводящими отверстиями сосочков осуществляется посредством собирательных трубочек.
Почечная лоханка непроницаема для мочи, изнутри покрыта оболочкой из двухслойного эпителия. Он называется переходным. Важно, что форма клеток может изменяться и зависит от степени наполнения лоханки. Стенка имеет мышечные волокна из гладких и поперечных пучков.
Строение позволяет обеспечить:
- надежную изоляцию собираемой мочи;
- перистальтические движения для проталкивания жидкости в мочеточники.
Почки выполняют следующие функции:
- вырабатывают мочу из плазмы крови;
- путем вывода большего или меньшего объема воды из крови в мочу регулируют водный баланс организма;
- могут снизить или повысить наполнение водой как внутриклеточного, так и внеклеточного пространства в тканях;
- определяют по приходящему составу плазмы целесообразность концентрации определенных веществ для работы органов и систем и выводят излишки;
- участвуют в общем метаболизме путем регуляции вывода глюкозы, азотистых веществ;
- устраняют из организма инородные антитела, если они по размеру проходят сквозь мембранные поры;
- способны задерживать или пропускать электролиты (натрий, калий), щелочные и кислотные вещества, этим регулируют баланс кислотно-щелочного равновесия крови и обеспечивают нормальный ход биохимических реакций.
Почки синтезируют ряд необходимых организму веществ:
- образование ренина, предшественника ангиотензина II, из которого синтезируется гормон альдостерон, приводит к сужению сосудов, повышению артериального давления;
- эритропоэтин – стимулирует выработку в костном мозге клеток эритроцитов, поражение этой функции ведет к малокровию (анемии);
- кинины и простагландины – необходимые белковые компоненты любой защитной противовоспалительной реакции, процессов свертываемости;
- активируя витамин D3, участвуют в фосфорно-кальциевом обмене, укреплении костной ткани.
Мочеточники: строение и функциональное предназначение
Мочеточники представлены парой мышечных трубок, соединяющих почечные лоханки с мочевым пузырем. Размеры у взрослого человека зависят от роста. Обычно длина в пределах 28-34 см. У женщин протяженность на 2,5 см короче, чем у мужчин.
По анатомическому отношению к другим органам принято различать 3 отдела:
- Брюшной – располагается забрюшинно в жировой клетчатке, спереди спускается по боковой поверхности и прилегает к мышцам поясничной области.
- Тазовый – у женщин проходит за яичниками, огибает с боковой стороны шейку матки, лежит в борозде между стенкой влагалища и мочевого пузыря. У мужчин идет по направлению кпереди, за ним расположен семявыносящий проток. Вход в мочевой пузырь располагается у верхнего края семенного пузырька.
- Дистальный отдел – находится внутри стенки мочевого пузыря (интрамуральная часть).
Клиницисты делят мочеточник на три равные части:
- верхнюю;
- среднюю;
- нижнюю.
Гистологическое строение обнаруживает в стенке мочеточниковой трубки 3 слоя:
- внутренний – представлен эпителием, вырабатывающим слизь;
- мышечный (средний) – содержит волокна мышечной ткани;
- наружный (адвентициальный) – покрыт защитной соединительно-тканной оболочкой.
Выделяют анатомические сужения, расположенные:
- на выходе из лоханки;
- при пересечении границы брюшного и тазового отделов;
- в нижней части около стенки мочевого пузыря.
Структура и роль мочевого пузыря
Анатомо-физиологические условия деятельности мочевого пузыря должны обеспечить:
- прием мочи из мочеточников;
- накопление и хранение;
- проталкивание в уретру.
Стенка имеет три слоя. Внутренний (эпителиальный) – образован переходным эпителием, между клеток которого располагаются бокаловидные образования, вырабатывающие слизь. Благодаря этому веществу из пузыря удаляются (смываются) раздражающие факторы, бактерии.
Мышечный – состоит из трех слоев волокон, соединенных в детрузор (изгоняющую мышцу). Функцию накопления поддерживают два сфинктера из уплотненных мышц в области шейки пузыря. Кольцевидные образования обеспечивают связь с мочеиспускательным каналом, обильно снабжены нервными окончаниями.
В них структура волокон складывается:
- из внутреннего слоя – представлен гладкомышечной тканью;
- наружного – имеет поперечно-полосатую исчерченность.
Еще 2 сфинктера располагаются при входных отверстиях на границе с мочеточниками. Анатомически выделяют зону, между двумя мочеточниковыми входами и шеечным сфинктером. Она называется треугольником, выстлана цилиндрическим эпителием. Его особенность – отсутствие возможности к растяжению.
Уретра – конечная часть мочевыделительной системы
Уретральный канал осуществляет связь между мочевым пузырем и внешней средой.
Его основная задача:
- вывод накопленной жидкости наружу;
- обеспечение удержания небольшого объема (до 15 мл) за счет собственных мышц, трех сфинктеров.
Строение имеет половые различия.
У женщин мочеиспускательный канал:
- значительно короче (3-5 см против 15-18 см у мужчин);
- в диаметре растяжимость у женщин доходит до 15 мм;
- проходит впереди влагалища, наружное отверстие близко расположено к анусу.
У мужчин различают 3 отдела уретрального канала:
- простатический – длина 3-3,5 см, проходит сквозь предстательную железу, близко к семенному бугорку и выделительным протокам (в мочу попадает семенная жидкость);
- перепончатый – всего на 2 см ниже простаты, суженая часть;
- губчатый – длина около 12 см, проходит вдоль губчатых тел.
- слизистого;
- подслизистого;
- мышечного.
Важно, что в начальной части уретры сфинктер имеет свойство сокращаться и расслабляться самостоятельно, а в мышцах тазового дна лежит сфинктер, которым может управлять человек.
Механизм работы органов мочевыделения
Работа системы мочевыделения включает разделы:
- образование мочи в почках;
- выведение из лоханки по мочеточникам в мочевой пузырь;
- накопление и сохранение до критического объема внутри пузыря;
- обеспечение мочеиспускания через уретральный канал.
Образование мочи
В клубочках нефронов путем фильтрации образуется первичная моча, которая скапливается в капсуле Шумлянского-Боумена. Она содержит:
- мочевину;
- глюкозу;
- фосфаты;
- соли натрия;
- креатинин;
- мочевую кислоту и ее соединения;
- витамины.
Далее, проходя по канальцам, состав мочи значительно изменяется: часть веществ и до 80% воды подвергаются обратному всасыванию (реабсорбции). Задерживается глюкоза, ионы натрия, хлориды, часть мочевины, витамины.
Окончательная «доработка» содержимого происходит в канальцах, где выводятся ненужные солевые или щелочные компоненты. В чашечки поступает вторичная моча с окончательным уровнем концентрации отработанных веществ.
Важной особенностью детского организма является несовершенство фильтрации до 3-6-летнего возраста. Из-за короткого размера канальцев почки детей не могут вывести большое количество воды из организма. А слабая реабсорбция в эпителиальных клетках вызывает склонность к сдвигу кислотно-щелочного равновесия в сторону ацидоза.
В контроле за выделением и образованием мочи участвуют:
- ангиотензин II – сужая артерии, уменьшает почечный кровоток, следовательно, и фильтрацию, усиливает реабсорбцию ионов натрия в канальцах;
- область продолговатого мозга, называемая гипоталамусом – синтезирует антидиуретический гормон, который накапливается в задней доле гипофиза, при выбросе в кровь попадает в ткань почки, активизирует реабсорбцию воды;
- надпочечники вырабатывают альдостерон – его действие заключается в задержке натрия и выводе калия, вместе с ионами натрия приостанавливается выход воды;
- симпатические импульсы из нервных волокон вызывают сужение сосудов почек, уменьшение фильтрации;
- парасимпатические нервы – усиливают кровоток и соответственно скорость выделения мочи.
Механизм мочевыделения
Транспортировка мочи из лоханок по мочеточнику происходит благодаря способности мышц к поочередному сокращению. Заполнение каждого сегмента трубки приводит к одновременному перекрытию в вышележащих отделах, чтобы поток мочи не смог возвратиться в лоханки.
Накопление мочи
Накопление и хранение мочи обеспечивается плотным строением мочевого пузыря и его сфинктеров, способностью большей части растягиваться. Максимальный объем накапливаемой жидкости достигает от 400 до 700 мл.
Процесс мочеиспускания
Мочеиспускание зависит от состояния уретрального канала и его сфинктеров. Позывы возникают, если в пузыре скапливается 300-400 мл жидкости. Обычно столько скапливается при нормальном питьевом режиме у человека за 3-3,5 часа.
Процесс выведения мочи из мочевого пузыря строго контролируется центральной и вегетативной нервной системой, в головном мозге имеются центры, отвечающие за правильное выделение мочи. Кроме того, серьезную роль выполняют нервные волокна спинного мозга на уровне пояснично-крестцового отдела. Они направляются к детрузору мочевого пузыря, его сфинктерам.
При наполнении мочевого пузыря его эпителиальные клетки растягиваются и уплощаются. На этот процесс реагируют нервные рецепторы. Рефлекторные отношения между накоплением, удержанием мочи и фазой мочеиспускания регулируются чувствительностью этих нервных окончаний. Человек способен сознательно контролировать процесс.
С растянутой стенки сигналы поступают по тазовым нервам в центры спинного мозга. Обратные указания подготавливают все сфинктеры и детрузор к изгнанию мочи.
После опорожнения стенка мочевого пузыря расслабляется, он начинает принимать следующие порции мочи из почек. При хранении – остается напряженным внутренний сфинктер пузыря.
Высокое давление жидкости в пузыре и расслабление наружного сфинктера уретры создают необходимые условия для выброса струи мочи. Обычно происходит несколько аналогичных сокращений.
Мочевыделительная система работает не изолированно.
Она даже анатомически примыкает к соседним органам:
- печени;
- кишечнику;
- поджелудочной железе;
- половым структурам.
У здорового человека общая жизнедеятельность организма обеспечивается всеми органами и системами. Выход из строя одной из составляющих наносит чувствительный удар по другим. Поэтому патология почек сопровождается различными сопутствующими поражениями.