Понятие гомеостаз: Гомеостаз | это… Что такое Гомеостаз?

Содержание

Понятие о гомеостазе. Общие закономерности регуляции гомеостаза в живых организмах

Гомеостаз–постоянство внутренней среды живых организмов, которое они поддерживают несмотря на изменение условий окружающей среды.

Гомеостаз в живом организме проявляется в относительном постоянстве таких показателей, как рН, осмотическое давление, химический состав крови, артериальное давление, температура, постоянстве биологических структур.

Необходимость гомеостаза объясняется тем, что все биохимические реакции могут протекать в строго определенных условиях (температура, рН, давление). Французский ученый Клод Бернар писал: «Постоянство внутренней среды – условие независимого существования организма».

Гомеостаз на уровне целостного организма может быть функциональным (постоянство функций) и структурным (постоянство структур).

Постоянство показателей внутренней среды организма носит относительный характер, т.

к. всегда имеются небольшие отклонения от нормы. Эти колебания необходимы для того, чтобы служить сигналами для включения регуляторных механизмов.

Механизмы регуляции гомеостаза имеют место на всех уровнях биологической организации: от молекулярно-генетического до организменного. Они многообразны, однако работают слаженно, т.к. контролируются регуляторными системами: нервной, эндокринной, иммунной. Таким образом, механизмы регуляции гомеостаза носят системный характер.

В основе любого заболевания лежит нарушение гомеостаза, а лечение – его восстановление.

Кибернетические основы регуляции гомеостаза

Кибернетика – наука, устанавливающая общие принципы управления саморегулирующимися системами. Живые организмы также являются саморегулирующимися системами, и поэтому к ним применимы все кибернетические понятия и принципы регуляции.

Обратная связь Блок-схема кибернетической системы.

В основе работы кибернетической системы лежит процесс передачи и обработки информации. В работу системы постоянно вносятся коррективы, характер которых зависит от тех отклонений, которые наблюдаются на входе. Для живых организмов входными сигналами служат пища, вода, свет, звук, температура. Выходные сигналы – реакция органа или ткани, выделение секрета и т.д. Важным элементом кибернетической системы является

обратная связь–влияние выходного сигнала на блок управления.Различают отрицательную и положительную обратную связь.

Отрицательная обратная связь– направлена на восстановление исходного состояния кибернетической системы, в случае ее отклонения от нормы.

Пример: работа термостата.

Положительная обратная связь– направлена на усиление возникшего отклонения кибернетической системы от исходного состояния.

Пример: кровотечение из крупного сосуда, рост организма в онтогенезе.

Отличительные особенности нервной и гуморальной регуляции гомеостаза Нервная регуляция:

высокая скорость наступления ответной реакции;
реакция кратковременная;
реакция носит локальный характер.

Гуморальная регуляция

(обеспечивается выделением в кровь гормонов):

Таким образом, обе системы в целостном организме дополняют друг друга.

В основе функционирования нервной и эндокринной систем лежит принцип действия отрицательной обратной связи.

Рассмотрим работу нервной системы на примере регуляции рН крови:

Физическая нагрузка

накопление СО₂

изменение рН

дыхательный центр

межреберные мышцы (учащение дыхания)

понижение СО₂

В качестве сигнала для внесения изменения в работу организма как кибернетической системы служит содержание гормона в крови. Одни железы эндокринной секреции (поджелудочная железа, паращитовидные железы, эпифиз) сами реагируют на содержание гормона, а другие (щитовидная, половые, кора надпочечников) – через переднюю долю гипофиза, которая вырабатывает четыре гормона: соматотропный, тиреотропный, адренокортикотропный, гонадотропный.

Рассмотрим примеры работы эндокринной системы.

Регуляция содержания тироксина в крови:

Эволюция понятия гомеостаза в рамках трёх парадигм: от организма человека к социумам и биосфере Земли Группа компаний ИНФРА-М — Эдиторум

1. Буданов В.Г. Синергетическая методология форсайта и моделирования сложного // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2013.– №1.– С.13–24

2. Еськов В.В., Еськов В.М., Карпин В.А., Филатов М.А. Синергетика как третья парадигма, или понятие парадигмы в философии и науке // Философия науки.– 2011.– Т. 51., № 4.– С. 126–128.

3. Еськов В.В., Вохмина Ю.В., Гавриленко Т.В., Зимин М.И. Модели хаоса в физике и теории хаоса-самоорганизации // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2013.– № 2.– С. 42–56.

4. Еськов В.М. Поддержка одаренности – социальная необходимость для обеспечения безопасности России: Монография.– Сургут: Изд-во СурГУ, 2001.– 205 с.

5. Еськов В.М. Образовательный процесс России в аспекте синергетики и перехода в постиндустриальное общество; Российская академия образования.– Самара, 2008.

6. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова О.Е.Флуктуации и эволюции биосистем – их базовые свойства и характеристики при описании в рамках синергетической парадигмы // Вестник новых медицинских технологий.– 2010.– Т. 17, № 1.– С. 17–19.

7. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Гудков А.В., Гудкова С.А., Сологуб Л.А. Философско-биофизическая интерпретация жизни в рамках третьей парадигмы // Вестник новых медицинских технологий.– 2012.– Т. 19., № 1.– С. 38–41.

8. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Гавриленко Т.В., Филатов М.А. Complexity – особый тип биомедицинских и социальных систем // Вестник новых медицинских технологий.– 2013.– Т. 20, № 1.– С. 17–22.

9. Еськов В.М., Джумагалиева Л.Б., Гудкова С.А., Кравченко Е.Н. Третья парадигма и динамика социальных систем // Век глобализации. – 2014.– № 1.– С. 43–54.

10. Карпин В.А., Еськов В.М., Филатов М.А., Филатова О.Е. Философские основания теории патологии: проблема причинности в медицине // Философия науки.– 2012.– № 1 (52).– С. 118–128.

11. Степин В.С. Теоретическое знание (структура, историческая эволюция).– М.: Прогресс – Традиция, 2000.– 744 с.

12. Степин В.С. Типы научной рациональности и синергетическая парадигма // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2013.– № 4.– С. 45–59.

13. Филатов М.А., Филатова Д.Ю., Поскина Т.Ю., Стрельцова Т.В. Методы теории хаоса-самоорганизации в психофизиологии // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2014.– № 1.– С. 17–33.

14. Филатова О.Е., Филатова Д.Ю., Хадарцев А.А. Неопределенность и непрогнозируемость – базовые свойства систем в биомедицине // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2012.– № 1.– С. 68.

15. Хадарцев А.А., Филатова О.Е., Джумагалиева Л. Б., Гудкова С.А. Понятие трех глобальных парадигм в науке и социумах // Сложность. Разум. Постнеклассика.– 2013.– № 3.– С. 35–45.

16. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. – Москва: Издательство «Мир», 1979.– 275 с.

17. Cannon W., The Wisdom of the Body.– New York, 1932.

18. Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E. Characteristic features of measurements and modeling for biosystems in phase spaces of states // Measurement Techniques (Medical and Biological Measurements).– 2011.– V. 53 (12).– P. 1404–1410.

19. Eskov V.M., Eskov V.V., Braginskii M.Ya., Pashnin A.S. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort // Measurement Techniques.– 2011.– Т. 54, № 8.– Р. 832–837.

20. Eskov V.M., Khadartsev A.A., Eskov V.V., Filatova O.E. Filatova D.U. Chaotic approach in biomedicine: individualized medical treatment // Journal of Biomedical Science and Engineering. – 2013.– Т. 6.– Р. 847.

21. Eskov V.M. Evolution of the emergent properties of three types of societies: The basic law of human development // Emergence: Complexity and Self-organization.– 2014.– V. 16, №2.– P. 107–115.

Ткань | Определение, типы и факты

ксилема; Сосна обыкновенная

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Джозеф Э. Мюррей Росс Грэнвилл Харрисон Сэр Питер Б. Медавар Жак Леб Мари-Франсуа-Ксавье Биша

Похожие темы:: кровь соединительная ткань жидкость лимфа эпителий

Просмотреть все связанные материалы →

ткань , в физиологии уровень организации многоклеточных организмов; она состоит из группы структурно и функционально сходных клеток и их межклеточного материала.

По определению, ткани отсутствуют у одноклеточных организмов. Даже у простейших многоклеточных видов, таких как губки, ткани отсутствуют или слабо дифференцированы.

Но многоклеточные животные и более развитые растения имеют специализированные ткани, которые могут организовывать и регулировать реакцию организма на окружающую среду.

Еще из Британники

нервная система человека: ткани

Растения

Мохообразные (печеночники, роголистники и мхи) — несосудистые растения; у них отсутствуют сосудистые ткани (луба и ксилема), а также настоящие листья, стебли и корни. Вместо этого мохообразные поглощают воду и питательные вещества непосредственно через листовидные и стеблевидные структуры или через клетки, составляющие тело гаметофита.

У сосудистых растений, таких как покрытосеменные и голосеменные, деление клеток происходит почти исключительно в определенных тканях, известных как меристемы. Апикальные меристемы, расположенные на концах побегов и корней у всех сосудистых растений, дают начало трем типам первичных меристем, которые, в свою очередь, образуют зрелые первичные ткани растения.

Зрелые ткани бывают трех видов: кожная, сосудистая и основная ткани. Первичные кожные ткани, называемые эпидермисом, составляют внешний слой всех органов растений (например, стеблей, корней, листьев, цветов). Они помогают сдерживать избыточную потерю воды и инвазию насекомых и микроорганизмов. Сосудистые ткани бывают двух видов: ксилема, транспортирующая воду, и флоэма, транспортирующая пищу. Первичная ксилема и флоэма организованы в сосудистые пучки, которые проходят по всей длине растения от корней до листьев. Наземные ткани, в состав которых входят остальные растительные вещества, включают различные опорные, запасающие и фотосинтезирующие ткани.

Вторичные, или боковые, меристемы, встречающиеся у всех древесных растений и у некоторых травянистых, состоят из сосудистого камбия и пробкового камбия. Они производят вторичные ткани из кольца сосудистого камбия в стеблях и корнях. По внешнему краю кольца камбия образуется вторичная флоэма, а по внутреннему краю кольца камбия — вторичная ксилема (т. е. древесина). Пробковый камбий образует вторичную кожную ткань (перидерму), которая заменяет эпидермис вдоль старых стеблей и корней.

Животные

В начале эволюционной истории животных ткани объединялись в органы, которые в свою очередь разделялись на специализированные части. Ранняя научная классификация тканей разделяла их на основе системы органов, частью которой они являлись (например, нервные ткани). Эмбриологи часто классифицируют ткани на основе их происхождения в развивающемся эмбрионе; т. е. эктодермальные, энтодермальные и мезодермальные ткани. Другой метод классифицировал ткани на четыре большие группы в соответствии с клеточным составом: эпителиальные ткани, состоящие из клеток, составляющих наружную оболочку тела и мембранную оболочку внутренних органов, полостей и каналов; эндотелиальные ткани, состоящие из клеток, выстилающих внутренние органы; ткани стромы, состоящие из клеток, которые служат матрицей, в которую встроены другие клетки; и соединительные ткани, довольно аморфная категория, состоящая из клеток и внеклеточного матрикса, которые служат соединением одной ткани с другой.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Наиболее полезная из всех систем, однако, разделяет ткани животных на четыре класса в зависимости от функций, которые выполняют ткани. К первому классу относятся все те ткани, которые служат потребностям животного в росте, восстановлении и энергии; т. е. усвоение, хранение, транспорт и выделение питательных веществ и продуктов жизнедеятельности. У человека эти ткани включают пищеварительный (или пищеварительный) тракт, почки, печень и легкие. Пищеварительный тракт ведет (у позвоночных) от рта через глотку, желудок и кишечник к анусу. У позвоночных и некоторых более крупных беспозвоночных кислород и питательные вещества, обеспечиваемые пищевыми тканями или высвобождаемые из запасающих тканей, переносятся по всему телу кровью и лимфой, которые сами по себе считаются тканями. Ткани, обеспечивающие кислород и выделяющие углекислый газ, чрезвычайно разнообразны в животном мире. У многих беспозвоночных газообмен происходит через стенку тела или наружные жабры, но у видов, приспособленных к наземной жизни, этой цели служил внутренний мешок, способный к расширению и сжатию, который постепенно усложнялся с течением времени эволюции по мере того, как потребность животных в кислорода увеличилось.

Второй класс тканей состоит из тканей, используемых в координации. Есть в основном два типа: физические (нервные и сенсорные ткани), которые действуют посредством электрических импульсов по нервным волокнам; и химические (эндокринные ткани), которые выделяют гормоны в кровоток. У беспозвоночных и физическая, и химическая координация осуществляется одними и теми же тканями, так как нервные ткани также служат источниками гормонов. У позвоночных большинство эндокринных функций сосредоточено в специализированных железах, некоторые из которых происходят из нервной ткани.

Основной единицей всей нервной ткани является нейрон, скопления которого называются ганглиями. Пучки аксонов, по которым нейроны передают и принимают импульсы, называются нервами. Для сравнения, химический контроль с помощью гормонов действует намного медленнее и дольше. У многих беспозвоночных химические стимуляторы секретируются самими нейронами и затем перемещаются к месту действия по аксону. У высших позвоночных основными эндокринными тканями являются щитовидная железа, паращитовидная железа, гипофиз и эндокринные составляющие поджелудочной железы и надпочечников.

Третий класс тканей включает ткани, обеспечивающие опору и движение тела. Собственно соединительные ткани окружают органы, кости и мышцы, помогая удерживать их вместе. Собственно соединительные ткани состоят из клеток, погруженных в матрикс, состоящий из аморфного основного вещества и коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон. Сухожилия и связки являются примерами чрезвычайно прочных собственно соединительных тканей. Другими основными структурными тканями являются хрящи и кости, которые, как и собственно соединительные ткани, состоят из клеток, встроенных в межклеточный матрикс. В хрящах матрикс твердый, но эластичный; в кости матрица жесткая, пропитанная твердыми кристаллами неорганических солей. Мышечная ткань в первую очередь отвечает за движение; состоит из сократительных клеток. Существует два основных типа мышц: поперечно-полосатые мышцы, которые двигают скелет и находятся под произвольным контролем; и гладкие мышцы, которые окружают стенки многих внутренних органов и обычно не могут контролироваться произвольно.

Четвертый класс тканей включает репродуктивные ткани, кроветворные ткани и тканевые жидкости. Наиболее важными репродуктивными тканями являются гонады (яичники и яички), которые производят гаметы (соответственно яйцеклетки и сперматозоиды). Кроветворные ткани продуцируют клеточные компоненты крови. Важными тканевыми жидкостями являются лимфа, спинномозговая жидкость и молоко (у млекопитающих).

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно пересмотрена и обновлена Адамом Августином.

11.1 Гомеостаз и осморегуляция – Концепции биологии 1-е канадское издание – Gunness

Раздел 4: Структура и функции животных

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Объяснять концепцию гомеостаза
Опишите терморегуляцию эндотермических и экзотермических животных
Объясните, как почки служат основными органами осморегуляции в организме человека

Гомеостаз относится к относительно стабильному состоянию внутри тела животного. Органы и системы органов животных постоянно приспосабливаются к внутренним и внешним изменениям, чтобы поддерживать это устойчивое состояние. Примерами внутренних состояний, поддерживаемых гомеостатически, являются уровень глюкозы в крови, температура тела, уровень кальция в крови. Эти условия остаются стабильными из-за физиологических процессов, которые приводят к отрицательной обратной связи. Если уровень глюкозы или кальция в крови повышается, это посылает сигнал органам, ответственным за снижение уровня глюкозы или кальция в крови. Сигналы, восстанавливающие нормальный уровень, являются примерами отрицательной обратной связи. Когда гомеостатические механизмы выходят из строя, результаты могут быть неблагоприятными для животного. Гомеостатические механизмы удерживают тело в динамическом равновесии, постоянно приспосабливаясь к изменениям, с которыми сталкиваются системы организма. Даже внешне неактивное животное поддерживает это гомеостатическое равновесие. Двумя примерами факторов, которые регулируются гомеостатически, являются температура и содержание воды. Процессы, поддерживающие гомеостаз этих двух факторов, называются терморегуляцией и осморегуляцией.

Целью гомеостаза является поддержание равновесия вокруг определенного значения какого-либо аспекта тела или его клеток, называемого заданным значением. Несмотря на нормальные отклонения от заданной точки, системы организма обычно пытаются вернуться к этой точке. Изменение внутренней или внешней среды называется раздражителем и улавливается рецептором; реакция системы заключается в корректировке действий системы таким образом, чтобы значение возвращалось к заданному значению. Например, если тело становится слишком теплым, вносятся коррективы, чтобы охладить животное. Если уровень глюкозы в крови повышается после еды, вносятся коррективы, чтобы снизить его и доставить питательное вещество в ткани, которые в нем нуждаются, или сохранить его для последующего использования.

Когда в окружающей среде животного происходит изменение, необходимо произвести корректировку, чтобы внутренняя среда тела и клеток оставалась стабильной. Рецептор, воспринимающий изменения в окружающей среде, является частью механизма обратной связи. Стимул — температура, уровень глюкозы или кальция — обнаруживается рецептором. Рецептор посылает информацию в центр управления, часто в мозг, который передает соответствующие сигналы эффекторному органу, способному вызвать соответствующее изменение, либо вверх, либо вниз, в зависимости от информации, которую посылал датчик.

Животных можно разделить на две группы: те, у которых поддерживается постоянная температура тела при различных температурах окружающей среды, и те, у которых температура тела такая же, как и у их окружающей среды, и, таким образом, изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Эктотермами называются животные, у которых нет внутреннего контроля температуры тела. Температура тела этих организмов, как правило, аналогична температуре окружающей среды, хотя отдельные организмы могут делать то, что поддерживает температуру их тел немного ниже или выше температуры окружающей среды. Это может включать в себя закапывание под землю в жаркий день или отдых на солнце в холодный день. Эктотермы были названы хладнокровными, термин, который может не относиться к животным в пустыне с очень теплой температурой тела.

Животное, поддерживающее постоянную температуру тела перед лицом изменений окружающей среды, называется эндотермом. Эти животные способны поддерживать уровень активности, недоступный экзотермическим животным, потому что они генерируют внутреннее тепло, которое поддерживает их клеточные процессы в оптимальном режиме, даже когда окружающая среда холодная.

Концепция в действии

Посмотрите это видео канала Discovery о терморегуляции, чтобы увидеть иллюстрации этого процесса у различных животных.

Животные сохраняют или рассеивают тепло различными способами. Эндотермические животные имеют некоторую изоляцию. У них есть мех, жир или перья. Животные с густым мехом или перьями создают изолирующий слой воздуха между кожей и внутренними органами. Белые медведи и тюлени живут и плавают в условиях минусовой температуры и при этом поддерживают постоянную теплую температуру тела. Песец, например, использует свой пушистый хвост в качестве дополнительной теплоизоляции, когда ложится спать в холодную погоду. Млекопитающие могут увеличивать выработку тепла телом, дрожа, что является непроизвольным увеличением мышечной активности. Кроме того, мышцы, поднимающие волоски, могут сокращаться, заставляя отдельные волосы вставать дыбом, когда человеку холодно. Это увеличивает изолирующий эффект волос. Люди сохраняют эту реакцию, которая не оказывает ожидаемого эффекта на наши относительно безволосые тела; вместо этого он вызывает «мурашки по коже». Млекопитающие также используют слои жира в качестве изоляции. Потеря значительного количества жира в организме ставит под угрозу способность человека сохранять тепло.

Эктотермы и эндотермы используют свою систему кровообращения для поддержания температуры тела. Вазодилатация, открытие артерий к коже за счет расслабления их гладкой мускулатуры, приносит больше крови и тепла к поверхности тела, способствуя излучению и испарительной потере тепла, охлаждая тело. Вазоконстрикция, сужение кровеносных сосудов к коже за счет сокращения их гладких мышц, уменьшает кровоток в периферических кровеносных сосудах, направляя кровь к центру и жизненно важным органам, сохраняя тепло. У некоторых животных есть приспособления к их системе кровообращения, которые позволяют им передавать тепло от артерий к венам, которые текут рядом друг с другом, согревая кровь, возвращающуюся к сердцу. Это называется противоточным теплообменом; препятствует охлаждению сердца и других внутренних органов холодной венозной кровью. Противоточная адаптация встречается у дельфинов, акул, костистых рыб, пчел и колибри.

Некоторые экзотермические животные используют изменения в своем поведении, чтобы регулировать температуру тела. Они просто ищут более прохладные места в самое жаркое время дня в пустыне, чтобы не перегреться. Те же самые животные могут забираться на скалы вечером, чтобы согреться холодной ночью в пустыне, прежде чем войти в свои норы.

Терморегуляция координируется нервной системой (рис. 11.2). Процессы терморегуляции сосредоточены в гипоталамусе развитого мозга животных. Гипоталамус поддерживает заданную температуру тела посредством рефлексов, которые вызывают вазодилатацию или вазоконстрикцию, а также озноб или потоотделение. Симпатическая нервная система, находящаяся под контролем гипоталамуса, направляет реакции, которые вызывают изменения в снижении или повышении температуры, которые возвращают тело к заданной точке. В некоторых случаях уставка может быть скорректирована. Во время инфекции вырабатываются соединения, называемые пирогенами, которые циркулируют в гипоталамусе, устанавливая термостат на более высокое значение. Это позволяет температуре тела повышаться до новой точки гомеостатического равновесия, что обычно называют лихорадкой. Увеличение температуры тела делает тело менее оптимальным для роста бактерий и увеличивает активность клеток, чтобы они могли лучше бороться с инфекцией.

Рис. 11.2. Тело способно регулировать температуру в ответ на сигналы нервной системы.

При разрушении бактерий лейкоцитами в кровь выделяются пирогены. Пирогены сбрасывают термостат тела на более высокую температуру, что приводит к лихорадке. Как пирогены могут вызывать повышение температуры тела?

Осморегуляция — это процесс поддержания солевого и водного баланса (осмотического баланса) через мембраны в организме. Жидкости внутри и вокруг клеток состоят из воды, электролитов и неэлектролитов. Электролит – это соединение, которое диссоциирует на ионы при растворении в воде. Неэлектролит, напротив, в воде не диссоциирует на ионы. Жидкости организма включают плазму крови, жидкость, которая существует внутри клеток, и интерстициальную жидкость, которая существует в пространствах между клетками и тканями тела. Мембраны тела (как мембраны вокруг клеток, так и «мембраны», состоящие из клеток, выстилающих полости тела) являются полупроницаемыми мембранами. Полупроницаемые мембраны проницаемы для определенных типов растворенных веществ и воды, но обычно клеточные мембраны непроницаемы для растворенных веществ.

Тело не существует изолированно. В систему постоянно поступают вода и электролиты. Избыток воды, электролитов и отходов транспортируется в почки и выводится из организма, помогая поддерживать осмотический баланс. Недостаточное потребление жидкости приводит к сохранению жидкости почками. Биологические системы постоянно взаимодействуют и обмениваются водой и питательными веществами с окружающей средой путем потребления пищи и воды и выделения в виде пота, мочи и фекалий. Без механизма регуляции осмотического давления или когда болезнь повреждает этот механизм, возникает тенденция к накоплению токсичных отходов и воды, что может иметь тяжелые последствия.

Системы млекопитающих эволюционировали, чтобы регулировать не только общее осмотическое давление через мембраны, но и конкретные концентрации важных электролитов в трех основных жидкостных компартментах: плазме крови, интерстициальной жидкости и внутриклеточной жидкости. Поскольку осмотическое давление регулируется движением воды через мембраны, объем жидкостных компартментов также может временно изменяться. Поскольку плазма крови является одним из компонентов жидкости, осмотическое давление имеет прямое отношение к артериальному давлению.

Выделительная система

Выделительная система человека удаляет отходы из организма через кожу в виде пота, через легкие в виде выдыхаемого углекислого газа и через мочевыделительную систему в виде мочи. Все три из этих систем участвуют в осморегуляции и удалении отходов. Здесь мы сосредоточимся на мочевыделительной системе, состоящей из парных почек, мочеточника, мочевого пузыря и уретры (рис. 11.3). Почки представляют собой пару бобовидных структур, которые расположены чуть ниже печени в полости тела. Каждая почка содержит более миллиона крошечных единиц, называемых нефронами, которые фильтруют кровь, содержащую метаболические отходы из клеток. Вся кровь в организме человека около 60 раз в сутки фильтруется почками. Нефроны удаляют отходы, концентрируют их и образуют мочу, которая собирается в мочевом пузыре.

Внутри почки есть три области: наружная кора, мозговое вещество в середине и почечная лоханка, которая представляет собой расширенный конец мочеточника. В корковом веществе почки находятся нефроны — функциональная единица почки. Почечная лоханка собирает мочу и ведет к мочеточнику снаружи почки. Мочеточники представляют собой трубки, несущие мочу, которые выходят из почки и впадают в мочевой пузырь.

Рис. 11.3 Выделительная система человека состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и уретры. Почки фильтруют кровь и образуют мочу, которая хранится в мочевом пузыре до тех пор, пока не будет выведена через мочеиспускательный канал. Справа показано внутреннее строение почки. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Кровь поступает в каждую почку от аорты, основной артерии, снабжающей тело ниже сердца, через почечную артерию. Он распределяется по более мелким сосудам, пока не достигнет каждого нефрона в капиллярах. Внутри нефрона кровь вступает в тесный контакт с канальцами для сбора отходов в структуре, называемой клубочком. В крови присутствуют вода и многие растворенные вещества, в том числе ионы натрия, кальция, магния и др.; а также отходы и ценные вещества, такие как аминокислоты, глюкоза и витамины, покидают кровь и поступают в канальцевую систему нефрона. Когда материалы проходят через канальцы, большая часть воды, необходимых ионов и полезных соединений реабсорбируется обратно в капилляры, окружающие канальцы, оставляя отходы позади. Некоторая часть этой реабсорбции требует активного транспорта и потребляет АТФ. Некоторые отходы, в том числе ионы и некоторые лекарства, остающиеся в крови, диффундируют из капилляров в интерстициальную жидкость и поглощаются клетками канальцев. Затем эти отходы активно секретируются в канальцы. Затем кровь собирается во все более и более крупные сосуды и покидает почку в почечной вене. Почечная вена впадает в нижнюю полую вену, главную вену, возвращающую кровь к сердцу из нижней части тела. Количество воды и ионов, повторно всасываемых в систему кровообращения, тщательно регулируется, и это важный способ, с помощью которого организм регулирует содержание воды и уровень ионов. Отходы собираются в более крупные канальцы, а затем покидают почку в мочеточнике, который ведет к мочевому пузырю, где хранится моча, комбинация отходов и воды.

Мочевой пузырь содержит сенсорные нервы, рецепторы растяжения, которые сигнализируют, когда его необходимо опорожнить. Эти сигналы создают позывы к мочеиспусканию, которые можно произвольно подавлять до предела. Сознательное решение помочиться приводит в действие сигналы, открывающие сфинктеры, кольца гладкой мускулатуры, закрывающие отверстие уретры, что позволяет моче вытекать из мочевого пузыря и тела.

Техник по диализу

Диализ — это медицинский процесс удаления отходов и избыточной воды из крови путем диффузии и ультрафильтрации. При нарушении функции почек необходимо провести диализ, чтобы искусственно вывести из организма отходы и жидкости. Это жизненно важный процесс для сохранения жизни пациентов. В некоторых случаях пациенты проходят искусственный диализ до тех пор, пока им не будет показана трансплантация почки. Другим, которые не являются кандидатами на трансплантацию почки, диализ является необходимостью на всю жизнь.

Специалисты по диализу обычно работают в больницах и клиниках. Хотя некоторые роли в этой области включают разработку и техническое обслуживание оборудования, большинство специалистов по диализу работают непосредственно с пациентами. Их рабочие обязанности, которые обычно выполняются под непосредственным наблюдением дипломированной медсестры, сосредоточены на проведении процедур диализа. Это может включать просмотр истории болезни и текущего состояния пациента, оценку и реагирование на потребности пациента до и во время лечения, а также мониторинг процесса диализа. Лечение может включать измерение показателей жизнедеятельности пациента и отчет о них, подготовку растворов и оборудования для обеспечения точных и стерильных процедур.