Выделительная система — это пассивная биологическая система, которая удаляет излишки и ненужные материалы из жидкостей организма , чтобы помочь поддерживать внутренний химический гомеостаз и предотвратить повреждение организма. Двойная функция выделительных систем заключается в выведении продуктов метаболизма и выведении из организма израсходованных и расщепленных компонентов в жидком и газообразном состоянии. У человека и других амниот ( млекопитающих , птиц и рептилий ) большая часть этих веществ покидает организм с мочой и в некоторой степени с выдохом, млекопитающие также выводят их с потом .
Только органы, специально используемые для выведения, считаются частью выделительной системы. В узком смысле этот термин относится к мочевыделительной системе . Однако, поскольку выведение включает в себя несколько функций, которые связаны лишь поверхностно, оно обычно не используется в более формальных классификациях анатомии или функций.
Поскольку большинство здоровых функционирующих органов производят метаболические и другие отходы, от функции системы зависит весь организм. Нарушение одной или нескольких систем является серьезным заболеванием, например, почечной недостаточностью .
Почки — это крупные органы бобовидной формы, расположенные по обе стороны позвоночного столба в брюшной полости . У человека две почки, и каждая почка снабжается кровью из почечной артерии . Почки удаляют из крови азотистые отходы, такие как мочевина, а также соли и лишнюю воду, и выделяют их в виде мочи. Это делается с помощью миллионов нефронов , присутствующих в почках. Отфильтрованная кровь отводится от почек по почечной вене (или почечной вене). Моча попадает из почек через мочеточники в мочевой пузырь. Моча хранится в мочевом пузыре до тех пор, пока не пройдет через уретру во время мочеиспускания.
Основная функция почек – выведение отходов из кровотока путем выработки мочи. Они выполняют несколько гомеостатических функций, таких как:
Почки делают это с помощью нефронов. В каждой почке имеется более 1 миллиона нефронов; эти нефроны действуют как фильтры внутри почек. Почки фильтруют необходимые материалы и отходы. Необходимые материалы возвращаются в кровоток; ненужные материалы становятся мочой и выводятся через уретру.
В некоторых случаях избыток отходов кристаллизуется в виде камней в почках. Они растут и могут стать болезненными раздражителями, что может потребовать хирургического вмешательства или ультразвукового лечения. Некоторые камни достаточно малы, чтобы попасть в уретру.
Мочеточники представляют собой мышечные протоки, которые продвигают мочу из почек в мочевой пузырь . У взрослого человека длина мочеточников обычно составляет 25–30 см (10–12 дюймов). У человека мочеточники начинаются из почечной лоханки на медиальной стороне каждой почки, а затем спускаются к мочевому пузырю на передней части большой поясничной мышцы. Мочеточники пересекают край таза возле разветвления подвздошных артерий (которое они пересекают). Это «пельвимочеточниковое соединение» является частым местом закупорки камней в почках (другое место — маточно-везикальный клапан). Мочеточники проходят сзади по боковым стенкам таза. Затем они изгибаются вперед-медиально и входят в мочевой пузырь сзади, в месте пузырно-мочеточникового соединения, проходя в стенке мочевого пузыря на несколько сантиметров. Обратный ток мочи предотвращается клапанами, известными как мочеточниково-везикальные клапаны. У женщин мочеточники проходят через мезометрий на пути к мочевому пузырю.
Мочевой пузырь – это орган, который собирает отходы, выделяемые почками, перед их удалением посредством мочеиспускания . Это полый мышечный и растяжимый (или эластичный) орган, расположенный на тазовом дне . Моча поступает в мочевой пузырь через мочеточники и выходит через уретру .
Эмбриологически мочевой пузырь происходит из мочеполового синуса и первоначально является продолжением аллантоиса . У мужчин основание мочевого пузыря лежит между прямой кишкой и лобковым симфизом. Он возвышается над простатой и отделен от прямой кишки ректовезикальной выемкой . У женщин мочевой пузырь расположен ниже матки и впереди влагалища . Она отделена от матки пузырно-маточной выемкой . У младенцев и детей раннего возраста мочевой пузырь находится в брюшной полости, даже когда он пуст.
В анатомии уретра (от греческого – уретра) – это трубка, соединяющая мочевой пузырь с внешней средой тела. У человека уретра выполняет выделительную функцию у представителей обоих полов.
Одной из основных функций легких является диффузия газообразных отходов, таких как углекислый газ, из кровотока, что является нормальной частью дыхания .
Основная функция толстой кишки — транспортировка частиц пищи по организму и удаление неперевариваемых частей на другом конце, но она также собирает отходы со всего тела. Типичный коричневый цвет отходов млекопитающих обусловлен билирубином , продуктом распада нормального гема . [1] Нижняя часть толстой кишки также извлекает оставшуюся пригодную для использования воду, а затем удаляет твердые отходы. Имея длину около 10 футов у людей, он транспортирует отходы через трубки для вывода из организма.
Печень очищает и расщепляет химические вещества, яды и другие токсины, попадающие в организм. Например, печень превращает аммиак (ядовитый) в мочевину у рыб , земноводных и млекопитающих, а также в мочевую кислоту у птиц и рептилий. Мочевина фильтруется почками в мочу или через жабры рыб и головастиков . Мочевая кислота имеет пастообразную форму и выделяется в виде полутвердых отходов («белых» птичьих экскрементов). Печень также вырабатывает желчь , а организм использует желчь для расщепления жиров на полезные жиры и непригодные для использования отходы.
У беспозвоночных нет печени, но у большинства наземных групп, таких как насекомые , есть ряд слепых кишок, выполняющих аналогичные функции. Морским беспозвоночным не требуется преобразование аммиака в печени, поскольку они обычно могут выводить аммиак непосредственно путем диффузии через кожу.
Потовые железы на коже выделяют жидкие отходы, называемые потом или потом ; однако его основными функциями являются контроль температуры и высвобождение феромонов. Поэтому его роль как части выделительной системы минимальна. Потоотделение также поддерживает уровень соли в организме.
У млекопитающих кожа выделяет пот через потовые железы по всему телу. Пот, которому способствует соль, испаряется и помогает телу сохранять прохладу, когда тепло. У земноводных легкие устроены очень просто, и у них нет необходимых средств для выдоха, как у других четвероногих . Таким образом, влажная кожа без чешуи необходима для избавления крови от углекислого газа , а также позволяет мочевине удаляться путем диффузии при погружении в воду. [2]
In small-bodied marine invertebrates, the skin is the most important excretory organ. That is particularly true for acoelomate groups like cnidarians, flatworms and nemerteans, who have no body cavities and hence no body fluid that can be drained or purified by nephrons, which is the reason acoelomate animals are thread-like (nemertans), flat (flatworms) or only consist of a thin layer of cells around a gelatinous non-cellular interior (cnidarians).[3]
Like sweat glands, eccrine glands allow excess water to leave the body. The majority of eccrine glands are located mainly on the forehead, the bottoms of the feet, and the palms, although the glands are everywhere throughout the body. They help the body to maintain temperature control. Eccrine glands in the skin are unique to mammals.[citation needed]
Secretions of sweat from the eccrine glands play a large role in controlling the body temperature of humans. Regulation of body temperature, also known as thermoregulation, is very important when it comes to instances that bring the body's temperature outside of the homeostatic temperature such as with a fever or even exercise.[4] Together these glands make up the size of about one kidney and in one day a human can perspire amounts as much as 10 liters. The two functions consist of secretion of a filtrate in response to acetylcholine and reabsorption of sodium near the duct when there is water in excess so that a sweat can be surfacing the skin.[5]
There are three parts to the eccrine sweat gland and these are the pore, the duct, and the gland. The pore is the portion that goes through the outermost layer of the skin and is typically 5-10 microns in diameter. The duct is the part of the sweat gland that connects dermis cells to the epidermis. It is composed by two layers of cells and is between 10 and 20 microns in diameter. The gland does the actual secretion and it lies deep within the dermis. The cells that make up the gland are larger in size than the duct cells and its lumen is around 20 microns in diameter.[6]
After bile is produced in the liver, it is stored in the gall bladder. It is then secreted within the small intestine where it helps to emulsify fats in the same manner as a soap. Bile also contains bilirubin, which is a waste product.
Bile salts can be considered waste that is useful for the body given that they have a role in fat absorption from the stomach. They are excreted from the liver and along with blood flow they help to form the shape of the liver where they are excreted. For instance, if biliary drainage is impaired than that part of the liver will end up wasting away.
Обструкция желчевыводящих путей обычно возникает из-за образований, блокирующих протоки системы, таких как опухоли. Последствия этого зависят от места закупорки и того, как долго она продолжается. Из-за раздражения желчными кислотами происходит воспаление протоков, что может вызвать инфекции. Если происходит разрыв протока, это очень травматично и даже смертельно. [7]
Внутри почки кровь сначала проходит через афферентную артерию к капиллярному образованию, называемому клубочком , и собирается в капсуле Боумена , которая фильтрует кровь от ее содержимого — в первую очередь пищи и отходов. После процесса фильтрации кровь возвращается, чтобы собрать необходимые ей питательные вещества, а отходы попадают в собирательные протоки, в почечную лоханку и в мочеточник, а затем выводятся из организма через мочевой пузырь.
С научной точки зрения образования, называемые почечными камнями или нефролитами, или, чаще, «камнями в почках», представляют собой твердые массы кристаллов, которые могут быть различной формы, размера и текстуры, которые могут находиться в одной или обеих почках. [8] Камни в почках образуются, когда нарушается баланс между концентрацией веществ, которые проходят через мочу, и веществ, которые должны их растворять. Когда вещества не растворяются должным образом, они могут накапливаться и образовывать камни в почках. Эти камни чаще всего состоят из таких веществ, как кальций, цистин, оксалат и мочевая кислота, поскольку именно эти вещества обычно растворяются в моче. Когда они не растворяются должным образом и продолжают накапливаться, они обычно оседают в мочевыводящих путях и в этом случае обычно достаточно малы, чтобы пройти через мочу. Однако в экстремальных ситуациях эти камни могут попасть в трубку, соединяющую почку и мочевой пузырь, называемую мочеточником. В этом случае они становятся очень большими по размеру и, скорее всего, будут вызывать сильную боль, кровотечение и, возможно, даже блокировать отток мочи. [9] Они могут возникнуть как у мужчин, так и у женщин, и исследования показывают, что примерно у 12% мужчин и 8% женщин в Америке в течение жизни развиваются камни в почках. [10]
В тех крайних ситуациях, когда камни в почках слишком велики, чтобы выйти самостоятельно, пациенты могут обратиться за удалением. Большинство методов лечения, связанных с удалением камней из почек, проводятся урологом; врач, специализирующийся на органах мочевыделительной системы . [11] Распространенным способом удаления является ударно-волновая литотрипсия, при которой уролог разбивает камень в почках на более мелкие кусочки с помощью лазера, что позволяет этим кусочкам самостоятельно пройти через мочу, как в обычном случае камней в почках. В более крупных и серьезных случаях может потребоваться цистоскопия, уретероскопия или чрескожная нефролитотомия, при которых врач будет использовать инструмент для просмотра или камеру, чтобы определить местонахождение камня, и в зависимости от размера или ситуации может либо продолжить хирургическое удаление, либо использовать лечение ударно-волновой литотрипсией. После успешного удаления камней из почек уролог обычно предлагает лечение для предотвращения рецидивов в будущем. [8]
Пиелонефрит — это тип инфекции мочевыводящих путей , который возникает, когда бактерии попадают в организм через мочевыводящие пути. Вызывает воспаление почечной паренхимы, чашечек и лоханок. [12] Выделяют три основные классификации пиелонефрита: острый, хронический и ксантогранулематозный .
При остром пиелонефрите у больного наблюдается высокая температура, боли в животе и боль при мочеиспускании. Лечение острого пиелонефрита проводится с помощью антибиотиков, а также проводится обширное урологическое обследование для выявления каких-либо отклонений и предотвращения рецидива. [13]
При хроническом пиелонефрите пациенты испытывают постоянные боли в животе и боку, высокую температуру, снижение аппетита, потерю веса, симптомы со стороны мочевыводящих путей и кровь в моче. Хронический пиелонефрит также может привести к рубцеванию почечной паренхимы, вызванному рецидивирующими инфекциями почек. [14]
Ксантогранулематозный пиелонефрит — необычная форма хронического пиелонефрита. Это приводит к тяжелому разрушению почки и формированию гранулематозного абсцесса. У пациентов, инфицированных ксантогранулематозным пиелонефритом, наблюдаются рецидивирующая лихорадка, анемия , образование камней в почках и потеря функции пораженной почки. [14]
Пациентам с подозрением на пиелонефрит назначают посев мочи и тест на чувствительность к антибиотикам. Поскольку большинство случаев пиелонефрита вызвано бактериальными инфекциями, антибиотики являются распространенным вариантом лечения. В зависимости от вида заражающего организма и профиля чувствительности организма к антибиотикам лечение может включать фторхинолоны , цефалоспорины , аминогликозиды или триметоприм по отдельности или в комбинации. [15] Для пациентов с ксантогранулематозным пиелонефритом лечение может включать антибиотики, а также хирургическое вмешательство. Нефрэктомия является наиболее распространенным хирургическим методом лечения большинства случаев ксантогранулематозного пиелонефрита. [14]
У мужчин примерно 2-3 случая на 10 000 лечатся амбулаторно, а 1 из 10 000 случаев требует госпитализации. У женщин примерно 12–13 из 10 000 случаев лечатся амбулаторно и в 3–4 случаях госпитализируются. [16] Наиболее распространенной возрастной группой, поражающей ксантогранулематозный пиелонефрит, являются женщины среднего возраста. [17] Младенцы и пожилые люди также подвергаются повышенному риску из-за гормональных и анатомических изменений. [18]