ГДЗ: Параграф § 25 / Биология 9 класс Часть 2

Особенности строения нефрона, способствующие выполнению его функций:

• Почечное тельце: Капиллярный клубочек окружен капсулой нефрона, что создает фильтрационный барьер.
• Двойная капиллярная сеть: В клубочек входит приносящая артериола, а выходит выносящая, которая имеет меньший диаметр. Это создает высокое гидростатическое давление (около 70 мм рт. ст.), необходимое для эффективной фильтрации плазмы крови.
• Длинная система канальцев: Извитые канальцы (проксимальный и дистальный) и петля Генле обеспечивают большую площадь поверхности для процессов реабсорбции (обратного всасывания) и секреции (активного выделения веществ).

Процесс фильтрации происходит в капиллярном клубочке нефрона.

• Кровь поступает в клубочек по приносящей артериоле под высоким давлением.
• Это давление вынуждает жидкую часть крови (плазму) проходить через стенки капилляров и внутреннюю стенку капсулы нефрона.
• Форменные элементы крови и крупные белковые молекулы (такие как глобулины, связанные с белком нефрина) задерживаются, а вода, соли, глюкоза, аминокислоты и мочевина свободно проходят.
• Образовавшийся фильтрат, называемый первичной мочой, собирается в полости капсулы нефрона.

Выделение имеет критически важное значение для поддержания гомеостаза организма, обеспечивая:

• Удаление токсичных конечных продуктов обмена веществ (например, мочевины) и избыточных соединений (солей, холестерина).
• Выведение излишков воды, минеральных солей, что регулирует осмотическое давление и объем крови.
• Удаление чужеродных соединений, таких как лекарственные препараты, пищевые красители.
• Поддержание кислотно-щелочного равновесия крови.

Помимо почек, в процессах выделения участвуют:

• Легкие: Выводят газообразные продукты обмена – углекислый газ и пары воды.
• Кожа (потовые железы): Выделяют воду, минеральные соли, мочевину и некоторые органические вещества в составе пота.
• Пищеварительный канал (печень): Выводит продукты распада гемоглобина (желчные пигменты), соли тяжелых металлов, избыток холестерина в составе желчи, которые затем выводятся с калом.

Структурной и функциональной единицей почки является нефрон.

• Именно в нефроне происходят все три этапа образования мочи: фильтрация, реабсорбция и секреция.
• Каждый нефрон способен самостоятельно выполнять функции очистки крови и регуляции ее состава.

Капиллярный клубочек нефрона выполняет основную функцию – фильтрацию крови.

• Он обеспечивает первый этап образования мочи.
• Благодаря высокому давлению и наличию специальной мембраны, клубочек позволяет жидкой части крови (плазме) переходить в капсулу нефрона, образуя первичную мочу, при этом задерживая крупные белки и форменные элементы крови.

Для расчета необходимо выполнить следующие действия:

• Определить количество минут в сутках: \( 24 \times 60 = 1440 \) минут.
• Умножить объем протекающей крови в минуту на общее количество минут в сутках: \( 1,2 \text{ л/мин} \times 1440 \text{ мин} = 1728 \text{ л} \).

Ответ: Через почки за сутки пройдет примерно 1728 литров крови.

Первичная моча формируется в результате фильтрации.

• Кровь, поступающая в капиллярный клубочек нефрона, находится под высоким гидростатическим давлением (около 70 мм рт. ст.).
• Это давление преодолевает сопротивление стенок капилляров и капсулы, заставляя плазму крови проходить через фильтрационный барьер.
• В результате образуется фильтрат (первичная моча), который по составу близок к плазме крови, но не содержит крупных белков и форменных элементов.

Осмос – это процесс диффузии (перехода) молекул растворителя (в биологических системах – воды) через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией растворенного вещества в область с большей концентрацией.

• Проще говоря, вода движется туда, где больше солей или других веществ, чтобы выровнять концентрацию по обе стороны мембраны.
• Осмос играет ключевую роль в процессе реабсорбции воды из почечных канальцев обратно в кровь.

Почки являются сложным биологическим фильтром, поскольку их функция выходит далеко за рамки простой механической очистки:

• Двойная функция: Они выполняют не только фильтрацию (как механический фильтр), но и избирательную реабсорбцию (возвращая нужное) и секрецию (активно удаляя токсины).
• Регулирование: Почки активно регулируют водно-солевой баланс, кислотно-щелочное равновесие и объем крови, а не просто удаляют отходы.
• Мембранный контроль: Фильтрация в почечном тельце контролируется сложным трехслойным фильтрационным барьером, который строго избирателен к размерам молекул.

Квашеная капуста содержит большое количество соли.

• Влияние на организм: Поступление большого количества соли увеличивает концентрацию солей в крови, что повышает осмотическое давление и вызывает сильную жажду.
• Влияние на почки: Почки будут работать над выведением избытка соли. Это потребует дополнительного объема воды для растворения и выведения солей, что временно снизит реабсорбцию воды, делая мочу более концентрированной.
• Утоление жажды: При утолении жажды человек пьет воду, которая быстро попадает в кровь, снижая концентрацию солей и восстанавливая осмотическое давление, что уменьшает чувство жажды. Почки затем используют эту воду для выведения солевого избытка.

Обильное кровоснабжение и двойная капиллярная сеть критически важны для функции почек:

• Высокий объем кровотока: Около 1,2 л крови в минуту проходит через почки, что обеспечивает постоянную и быструю очистку всего объема крови организма. Это необходимо для поддержания гомеостаза.
• Двойная капиллярная сеть:
  • Первая сеть (клубочек): Создает высокое гидростатическое давление (за счет разницы диаметров приносящей и выносящей артериол), которое является движущей силой для фильтрации (образования первичной мочи).
  • Вторая сеть (окружает канальцы): Имеет низкое давление, что благоприятствует реабсорбции (обратному всасыванию) воды и ценных веществ из канальцев обратно в кровь, а также процессу секреции.

На фильтрацию крови в почках влияют следующие основные факторы:

• Гидростатическое давление крови: Главный фактор. Оно должно быть достаточно высоким (около 70 мм рт. ст.) для преодоления осмотического давления белков плазмы и давления жидкости в капсуле. Фильтрация прекращается при снижении системного артериального давления ниже определенного критического уровня.
• Диаметр артериол: Разница в диаметре приносящей и выносящей артериол регулирует давление в капиллярном клубочке.
• Состояние фильтрационной мембраны: Целостность и проницаемость стенок капилляров и капсулы (фильтрационного барьера) важны для избирательной фильтрации.
• Состав крови: Осмотическое давление, создаваемое белками плазмы, противодействует фильтрационному давлению.

Нефрон – это сложная структура, состоящая из:

• Почечного тельца (Мальпигиева тельца): Включает капиллярный клубочек и окружающую его двухслойную капсулу нефрона (Боумена-Шумлянского). Расположено в корковом слое почки.
• Системы канальцев:
  • Проксимальный извитой каналец: Расположен в корковом слое, отвечает за основную часть реабсорбции.
  • Петля Генле: U-образный изгиб, уходящий в мозговой слой, важен для создания градиента концентрации и концентрирования мочи.
  • Дистальный извитой каналец: Расположен в корковом слое, регулирует pH и ионный состав.
• Собирательные трубки: Канальцы нескольких нефронов впадают в одну собирательную трубку, которая направляется в мозговой слой и открывается в почечную лоханку.

Кровоснабжение почек отличается уникальной двойной капиллярной сетью:

• Первая сеть (клубочек): Образована приносящей артериолой, которая распадается на капилляры и собирается в выносящую артериолу. Разница диаметров этих сосудов обеспечивает чрезвычайно высокое давление, необходимое для фильтрации.
• Вторая сеть (околоканальцевая): Выносящая артериола распадается на вторую капиллярную сеть, которая оплетает почечные канальцы. Эта сеть имеет низкое давление, что облегчает процесс реабсорбции (обратного всасывания) воды и ценных веществ из канальцев обратно в кровь, а также обеспечивает канальцевую секрецию.