• Последовательность расположения органов выделения


    Система органов выделения. Строение почки — урок. Биология, Человек (8 класс).

     

    Выделение — процесс, обеспечивающий выведение из организма продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы организмом.

     

    Выделение продуктов обмена веществ осуществляется различными органами:

    • через лёгкие из организма человека удаляются углекислый газ и пары воды;
    • через потовые железы выводятся вода, мочевина, аммиак, соли;
    • через кишечник (с калом) из организма удаляются соли ядовитых тяжёлых металлов.

    Но основными органами выделения являются почки, через которые удаляются жидкие продукты обмена веществ (продукты распада белков, содержащие азот, избыток воды, некоторые соли и другие вещества). Таким образом, почки поддерживают водно-солевой баланс в организме.

    Система органов выделения

    Мочевыделительная система состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала (уретры).

     

      

    Почки — парные бобовидные органы, расположенные у задней стенки брюшной полости на уровне \(1\)-го и \(2\)-го поясничных позвонков.

    Вогнутый край почек обращён к позвоночнику. В этом месте в почку входят и выходят из неё кровеносные сосуды. Здесь же находится полость, называемая почечной лоханкой.

     

     

    В почке различают наружный, корковый, и внутренний, мозговой, слои. Покрыта почка соединительнотканной и жировой оболочками.

     

    К верхнему полюсу почки прилегают надпочечники (это железы, относящиеся к эндокринной системе).

     

     

    Мочеточник представляет собой тонкую длинную трубку диаметром \(6\)–\(8\) мм с упругими мышечными стенками. По мочеточникам (от правой и левой почки) моча стекает в мочевой пузырь.

     

    Мочевой пузырь — полый мышечный орган, выполняющий функцию накопления мочи и выделения её наружу по мочеиспускательному каналу. Его объём у взрослого человека составляет  \(300\)–\(700\) мл.

    Мочевой пузырь расположен в области малого таза. В нижней части мочевой пузырь суживается и переходит в мочеиспускательный канал.

    Толстая гладкомышечная стенка мочевого пузыря растягивается при его наполнении мочой  и сокращается, когда происходит мочеиспускание.

     

     

    Выходы из пузыря и мочеиспускательного канала имеют утолщения (сфинктеры). При наполнении мочевого пузыря его стенки растягиваются, сфинктер расслабляется, мочеиспускательный канал открывается, выпуская мочу наружу.

     

      

     

    У маленьких детей мочеиспускание происходит рефлекторно: в центральную нервную систему от рецепторов мочевого пузыря поступает сигнал о том, что его стенки растянуты (значит, накопилось много мочи), и из нервной системы приходит ответный сигнал, заставляющий стенки пузыря сократиться и избавиться от мочи. 

    В процессе взросления этот рефлекс становится подконтрольным высшим отделам мозга (головному мозгу), и мочеиспускание делается произвольным (т. е. поддающимся контролю сознания). В норме у взрослого человека желание опорожнить мочевой пузырь возникает, когда в нём накапливается около \(0,5\) л мочи.

     

    Источники:

    Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.

    Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

    http://biouroki.ru/material/human/vydelenie.html

    Мочевыделительная система, подготовка к ЕГЭ по биологии

    Выделение

    Выделение - удаление конечных продуктов обмена веществ, которые не могут быть повторно использованы организмом, а так вредных, чужеродных веществ, попавших в организм (яды, лекарства).

    К органам, выполняющим функции выделения, относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал, а также легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа.

    Небольшая часть мочевины и мочевой кислоты, а также лекарства выводятся вместе с секретом желез желудочно-кишечного тракта. Потовые железы кожи выделяют мочевую кислоту, соли, воду, мочевину. В процессе дыхания из легких улетучивается углекислый газ, вода, алкоголь, эфиры.

    Почкам принадлежит первое место в этом списке: они - главное звено системы мочеотделения, однако при различных болезнях почек (почечной недостаточности) их функция страдает, и компенсаторно возрастает выделение через другие органы (ЖКТ, легкие, кожа). В этом случае у пациента может появляться неприятный запах мочевины от кожи, изо рта, что доставляет неудобства самим пациентам и их окружению.

    Почки

    Представляют собой парные бобовидные образования, которые лежат на задней стенке брюшной полости по бокам от позвоночника. Масса каждой почки - около 150 граммов. Снаружи покрыты соединительнотканной и жировой капсулами. Через ворота в почку входит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы.

    На поперечном срезе почки хорошо различаются корковое и мозговое вещество. На периферии почки располагается слой коркового вещества, под ним глубже лежат пирамиды, образующие мозговое вещество. Между пирамидами хорошо различимы почечные столбы - участки коркового вещества, вдающиеся вглубь почки. Пирамида вместе с почечным столбом образует почечную долю.

    Верхушка почечной пирамиды, обращенная внутрь, называется сосочек. Каждый сосочек усеян мелкими отверстиями, из которых выделяется моча и поступает в самые начальные участки мочевых путей - малые почечные чашечки. Сливаясь между собой, малые почечные чашечки образуют большие, которые сливаются в одну большую лоханку, переходящую в мочеточник.

    Выходя из ворот почек, мочеточники направляются вниз к мочевому пузырю - резервуару мочи. В мочевом пузыре моча накапливается, его вместимость составляет около 500 мл. Далее моча направляется в мочеиспускательный канал (уретру), который открывается во внешнюю среду наружным отверстием.

    Функции почек

    Вам уже известна основная функция почек - выделительная, скоро мы приступим к ее углубленному изучению, но сейчас коснемся других функций почек. Рекомендую вернуться еще раз к функциям почек по прочтении статьи.

    • Удаление из организма конечных продуктов
    • Из организма удаляется мочевина, мочевая кислота, соли аммиака. Напомню, что мочевина образуется не в почках, а в печени, поэтому почки в данном случае играют роль фильтра.

    • Регуляция артериального давления
    • Осуществляют регуляцию артериального давления за счет выделения биологически активного вещества - ренина (мы поговорим об этом, изучая нефрон)

    • Регуляция эритроцитопоэза
    • Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.

    • Обеспечение гомеостаза
    • Поддерживают гомеостаз организма - постоянство внутренней среды.

      • Участие в водно-солевом балансе
      • Выделяя кислые или щелочные продукты, способствуют постоянству pH крови (водородный показатель)

    Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.

    Нефрон

    Нефрон (от гр. nephros - почка) - структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца и канальцев. В составе почечного тельца различают сосудистый клубочек (капиллярный, мальпигиев), и покрывающую его капсулу Боумена-Шумлянского.

    Обращаю ваше особое внимание на разницу диаметра приносящей и выносящей артериол. Диаметр приносящей артериолы крупнее, чем у выносящей, благодаря чему в сосудистом клубочке создается повышенное давление и осуществляется важнейший процесс - фильтрация. Чем выше артериальное давление в сосудистом клубочке и капиллярной сети, тем интенсивнее идут процессы фильтрации и реабсорбции, с которыми вы скоро познакомитесь.

    Запомните, что в основе мочеобразования лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция (вторичное всасывание) и секреция. Изучая их, мы поймем, как функционирует нефрон, и разберем его строение.

    • Фильтрация
    • Лучше всего ассоциировать этот процесс с ситом, которое пропускает мелкие частички, а крупные не пропускает. Точно также и кровь содержит мелкие молекулы - вода, глюкоза, мочевина и крупные компоненты - фибриноген, форменные элементы крови.

      В результате процесса фильтрации получается первичная моча, не содержащая крупных белков и форменных элементов крови (эритро- , лейко- , тромбоцитов), близкая по составу к плазме крови. В день у человека образуется 150-180 литров первичной мочи, представляете, если бы мы столько выделяли?

      Не могу ни акцентировать ваше внимание на том факте, что в первичной моче оказывается очень много нужного и полезного нашему организму. Вдумайтесь: через фильтр профильтровывается не только мочевина, но и глюкоза, вода, витамины, минеральные соли. Потерять такие ценные вещества для организма было бы большой оплошностью, и следующий этап исправляет допущенную организмом "ошибку" при фильтрации.

    • Реабсорбция (лат. re - обратное + лат. absorptio - всасывание)
    • После прохождения капсулы Боумены-Шумлянского первичная моча попадает в проксимальные (от лат. proximus — ближний) и дистальные (от лат. distare - отстоять, далеко находиться) канальцы нефрона. Эти канальцы оплетает густая сеть капилляров, образованная разветвленной выносящей артериолой.

      Все нужные организму вещества: вода, глюкоза, соли, аминокислоты, витамины, гормоны - всасываются из просвета канальца нефрона обратно в кровеносную систему (в капилляры, оплетающие канальцы нефрона). Таким образом, организм "исправляет ошибку" допущенную на этапе фильтрации.

      Мочевина, мочевая кислота, креатинин - побочные продукты обмена веществ - обратно не всасываются, продолжая продвигаться по канальцам нефрона.

      Процесс реабсорбции активно идет в изогнутой части канальцев нефрона - петле Генле, из которой в ткани мозгового вещества почки активно выходят ионы Na+, создавая высокое осмотическое давление. Это, в свою очередь, способствует перемещению воды из просвета канальцев нефрона в кровеносную систему, то есть ее всасыванию (реабсорбции).

    • Секреция (лат. secretio - отделение)
    • Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.

      Секреции подвергаются лекарственные вещества, излишки ионов K+ и Na+. Их секреция в канальцы нефрона необходима для поддержания постоянства внутренней среды - гомеостаза.

      В результате реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, объем которой составляет 1-1,5 литра в сутки.

    Вторичная моча через дистальные канальцы поступает в собирательные трубочки, куда таким же путем открываются дистальные канальцы многих других нефронов. Собирательные трубочки открываются на верхушках почечных пирамид, из низ выделяется моча и поступает в малые, затем в большие почечные чашечки, лоханку и далее в мочеточник.

    Регуляция эритроцитопоэза и артериального давления

    Эритроцитопоэз (от греч. «erythro — «красный» и poiesis — «делать») - процесс образования эритроцитов в красном костном мозге. Оказывается, почки принимают в нем непосредственно участие, секретируя в кровь гормон эритропоэтин, который способствует образованию эритроцитов в красном костном мозге.

    При многих болезнях почек эритропоэтин в виде лекарственного препарата применяют, чтобы добиться увеличения числа эритроцитов и устранить анемию (малокровие).

    Почки регулируют уровень артериального давления, выделяя ренин (от лат. ren — почка). В конечном итоге это способствует сужению кровеносных сосудов и росту артериального давления, которое играет ключевую роль в фильтрации - процессе мочеобразования.

    Регуляция работы почек

    На активность почек оказывают влияние симпатические и парасимпатические нервные волокна. Симпатические нервы способствуют сужению почечных сосудов и повышению реабсорбции (количество мочи уменьшается), парасимпатические - расширению почечных сосудов и уменьшению реабсорбции (количество мочи увеличивается).

    Также регуляция работы почек происходит гуморальным путем: с помощью гормонов гипофиза, надпочечников, паращитовидных желез. Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом, активирует высвобождение последним антидиуретического гормона (АДГ) - вазопрессина, которые сужает почечные сосуды, тем самым повышая реабсорбцию.

    Заболевания

    Хорошо зная три основных процесса: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, вы легко сможете предположить, на каком из этих этапов возникло нарушение работы почек. Эффективность работы почек и их состояние можно легко оценить по анализу мочи. Сейчас вам следует ненадолго представить себя врачом нефрологом ;)

    Приходит заключение из лаборатории. В моче пациента найдены белок, кровь (эритроциты), гной (лейкоциты). Вам известно, что форменные элементы крови и крупные белки в норме не проходят через "сито" на этапе фильтрации и не должны обнаруживаться в моче. Таким образом, патология локализуется в почечном тельце.

    Следующее заключение, которое вам предстоит изучить, выглядит по-другому. Гноя, крови и белков в моче не обнаружено, однако присутствует глюкоза (сахар). Такая находка может быть признаком сахарного диабета.

    Зная, что глюкоза в норме профильтровывается на первом этапе - фильтрации, вы понимаете, что с фильтрацией все в порядке. Нарушение возникло на следующей стадии - реабсорбции, ведь глюкоза в норме должна всасываться обратно в кровь: ее не должно обнаруживаться в моче.

    На схеме ниже вы можете наглядно увидеть симптомы, которые сопровождают сахарный диабет. Этиологию (причины) и патогенез (механизм развития) сахарного диабета мы изучим, когда будем говорить об эндокринной системе.

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

    Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

    Выделительная система

    Автор статьи Зыбина А.М.

    Обмен веществ и энергии между организмом и окружающей средой происходит непрерывно. Поэтому клетки постоянно нуждаются в удалении токсичных метаболитов. С током крови они переносятся к органам, осуществляющих процесс выделения этих веществ во внешнюю среду. Основная часть метаболитов удаляется в виде мочи при помощи мочевыделительной системы, главную роль в которой играют почки. Кроме почек функцию выделения выполняют и другие органы человека – лёгкие, через которые удаляются углекислый газ и вода, потовые железы, выделяющие воду, минеральные соли, небольшое количество органических веществ, в том числе мочевины, и желудочно-кишечный тракт, который удалят непереваренные остатки пищи.

    Мочевыделительная система

    Мочевыделительная система – это система органов, формирующих, накапливающих и выделяющих мочу у человека. Состоит из пары почек, двух мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала (рис. 1).

    Рис. 1. Строение мочевыделительной системы. а) общий план строения, б) томографический снимок.

    У человека почки расположены в брюшной полости на спинной стороне в поясничной области. Правая почка располагается ниже левой, так как в верхней части правой половины брюшной полости находится печень. Почки имеют бобовидную форму. С вогнутой стороны расположены ворота почки, в которые входят нервы и почечная артерия, и выходит почечная вена и мочеточник.

    Каждая почка покрыта прочной соединительнотканной фиброзной капсулой, и состоит из паренхимы и системы накопления и выведения мочи. В паренхиме можно выделить внешний корковый и внутренний – мозговой слой. В паренхиме проходят процессы фильтрации и очищения крови. В центральной части почки находится система накопления мочи. Она состоит из малых почечных чашечек, которые сливаются и образуют большие почечные чашечки, которые объединяются в почечную лоханку, переходящую в мочеточник (рис. 2).

    Морфо-функциональной единицей почки является нефрон, выполняющий функцию мочеобразования. В каждой почке насчитывается более 1 миллиона нефронов. Каждый нефрон состоит из нескольких частей: клубочка, капсулы Шумлянского — Боумена и системы канальцев, переходящих один в другой.

    Капсула с клубочком располагаются в корковом веществе почки. Клубочек состоит из капилляров, кровь в которые поступает по приносящей почечной артериоле и выносится выносящей почечной артериолой. Диаметр выносящей артериолы меньше, чем приносящей, за счет чего в капиллярах образуется давление, благодаря которому происходит фильтрация плазмы крови в капсулу Шумлянского – Боумена (рис. 3). В результате фильтрации образуется первичная моча, или ультрафильтрат, которая похожа по составу на плазму крови, лишенную белков и форменных элементов крови. За сутки в нефронах образуется около 180-200 литров первичной мочи, что во десятки раз превышает объем крови человека.

    Рис. 2. Внутреннее строение почки.

    Рис. 3. Строение (а) и гистологический срез (б) капсулы нефрона с клубочком.

    Задача почек – поддержание гомеостаза. Поэтому после фильтрации необходимо провести реабсорбцию питательных соединений, необходимых организму, ионов и воды. Этот процесс происходит в почечных канальцах. Капсула переходит в проксимальный извитой каналец, который погружается в мозговой слой почки и образует петлю Генле, после чего каналец возвращается в корковое вещество и переходит в дистальный извитой каналец. Множество канальцев сливается в собирательные трубочки, которые, проходя через мозговое вещество, несут вторичную мочу в чашки и почечную лоханку (рис. 4).

    Рис. 4. План строения и расположения нефрона в почке. Источник http://medicalplanet.su/gistologia/nephron.html

    В проксимальном извитом канальце происходит реабсорбция с затратой энергии в виде АТФ таких важных соединений, как глюкоза, аминокислоты, витамины и гормоны. Также здесь возможен транспорт воды и ионов натрия.

    В петле Генле происходит концентрирование и уменьшение объема мочи. Она погружается в мозговое вещество, в котором, по мере углубления, увеличивается осмотическая сила. В петле Генле различают проницаемое для воды нисходящее колено, и непроницаемое для воды восходящее колено. Также в петле имеются толстые части, в которых осуществляется активный транспорт, и тонкие части, в которых превалирует пассивный транспорт веществ. Первичная моча из проксимального канальца попадает в нисходящее колено петли Генле. По мере погружения в мозговое вещество, остмотический градиент между ультрафильтратом и окружающей тканью увеличивается, благодаря чему вода начинает покидать ультрафильтрат. Таким образом, первичная моча превращается в концентрированную соленую жидкость. Далее, она переходит в восходящее колено, где по мере продвижения, соленость жидкости в канальце оказывается выше, по сравнению с окружающей тканью. Поскольку восходящий каналец непроницаем для воды, происходит транспорт солей из канальца в ткань почки.

    Петля Генле переходит в дистальный извитой каналец, где происходит дополнительное всасывание натрия и экскреция калия и аммония. Далее, жидкость, которую уже вторичная моча, направляется в собирательные трубочки, где может дополнительно концентрироваться. Дистальный извитой каналец и собирательные трубочки являются местом действия гормонов, регулирующих состав мочи.

    Вещества из первичной мочи не просто нужно вернуть в ткань почки, их необходимо транспортровать в кровь. Поэтому выносящая артериола от клубочка направляется к петле Генле, дает вокруг нее капиллярную сеть и собирается в венулы, причем кровь направляется сначала к восходящему колену, а после него – к нисходящему (рис. 5). Кровь рядом с восходящим канальцем оказывается гипоосмотична по сравнению с окружающими тканями и жидкостью канальцев, и из восходящего колена соли будут направляться в кровь, повышая ее соленость. Далее вода, вышедшая из нисходящего канальца, будет направляться в гиперосмотичную кровь, приводя ее соленость в норму.

    Рис. 5. Расположение сосудов и направление движения крови в нефроне.

    Рис. 6. Строение мочевого пузыря.

    Вторичная моча из собирательных трубочек направляется в чашки и почечную лоханку, переходящую в мочеточник, впадающий в мочевой пузырь. Мочевой пузырь – это непарный полый гладкомышечный орган, выстланный изнутри переходным эпителием, в котором происходит накопление мочи (рис. 6). Его вместимость в среднем составляет около 500 мл. Напряжение его стенок приводит к мочеиспусканию, при котором через мочеиспускательный канал моча выводится во внешнюю среду. Это происходит под действием вегетативной нервной системы.

    Выделительная система человека. Все, что надо знать

    И снова здравствуйте! Это опять мы :). Решили в эту пятницу разобрать очередную циклическую тему - выделительная система человека. По прочтении вы узнаете, что она собой представляет, из чего состоит, как работает, как откликается на нагрузку и какими упражнениями ее можно прокачать.

    Итак, сит даун, плиз, мы начинаем.

    Выделительная система человека: что, к чему и почему?

    И для начала спешим сообщить, что наш системный цикл подходит к концу. Ну наконец-то. Осталось буквально две статьи, и мы полностью отстреляемся. В настоящий момент мы разобрали тем: сердечно-сосудистая, мышечная, нервная, лимфатическая, иммунная, эндокринная, пищеварительная, репродуктивная и дыхательная системы. Сегодня "прищуримся" на выделительную систему человека. Итак, поехали!

    Примечание:
    Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.

    Анатомия выделительной системы

    Мочевую систему иногда называют еще и почечной. Она производит, хранит и удаляет мочу - жидкие отходы, выделяемые почками. Почки вырабатывают мочу, фильтруя отходы и лишнюю воду из крови. Моча поступает из почек через две тонкие трубки, называемые мочеточниками, и наполняет мочевой пузырь. Устранение скопившейся жидкости происходит через мочеиспускательный канал.

    Мочевая система работает сообща с легкими, кожей и кишечником, чтобы поддерживать баланс химических веществ и воды в организме. Другие факторы в функции мочевыделительной системы включают потерю жидкости из-за пота и дыхания. Кроме того, определенные виды лекарств (диуретики) также могут влиять на количество мочи, которое человек производит.

    Основными органами мочевыделительной системы (МС) являются почки - бобовидные органы, расположенные чуть ниже грудной клетки в середине спины. Почки удаляют отходы, образующиеся при расщеплении белков (мочевина), из крови через небольшие фильтрующие элементы, называемые нефронами. Каждый нефрон состоит из шара, образованного из маленьких кровеносных капилляров, называемых клубочками, и небольшой трубки, называемой почечным канальцем. Мочевина вместе с водой и другими отходами образует мочу, когда она проходит через нефроны и вниз по почечным канальцам почки. Из почек моча проходит по двум тонким трубкам, называемым мочеточниками, в мочевой пузырь. Мышцы в стенках мочеточника постоянно сжимаются и расслабляются, чтобы заставить мочу отойти от почек. Небольшое количество мочи выводится в мочевой пузырь из мочеточников примерно каждые 10–15 секунд.

    Мочевой пузырь представляет собой полый шарообразный орган, который находится в малом тазу. Он удерживается на месте связками, прикрепленными к другим органам и костям таза. Мочевой пузырь хранит мочу до тех пор, пока мозг не подаст сигнал, что его необходимо опорожнить.

    Помимо очищения крови и избавления организма от отходов МС выполняет следующие важные функции:

    • регулирование рН крови (мера активности ионов водорода в растворе крови);
    • регулирования концентрации растворенных веществ в крови;
    • регулирование давления;
    • синтез витамина D. Почки выполняют заключительную стадию синтеза витамина D, превращая кальцидиол в кальцитриол, активную форму витамина D.

    Давайте подробней, но без деталей, познакомимся с анатомией мочевыделительной системы. И начнем с…

    №1. Уретра

    Транспортирует мочу из мочевого пузыря наружу. Мочеиспускательный канал является единственным урологическим органом, который демонстрирует значительную анатомическую разницу между мужчинами и женщинами. Все другие структуры транспортировки мочи идентичны.

    У женщин внешнее уретральное отверстие встроено в переднюю стенку влагалища ниже клитора и медиально в области малых половых губ. Добровольный контроль наружного сфинктера уретры является функцией полового нерва. Он возникает в крестцовой области спинного мозга, проходя через нервы S2 – S4 крестцового сплетения. Мужская уретра проходит через предстательную железу, а затем ниже лобкового симфиза:

    №2. Мочевой пузырь

    Мочевой пузырь собирает мочу из обоих мочеточников и лежит сзади к лобковой кости и спереди к прямой кишке. На поздних сроках беременности его емкость уменьшается из-за расширяющейся матки, что приводит к увеличению частоты мочеиспускания. У мужчин анатомия похожа, за исключением матки, и с добавлением предстательной железы ниже мочевого пузыря.

    Мочевой пузырь представляет собой чрезвычайно растяжимый орган, может вмещать в себя до 1,5 литров мочи. Состоит из нерегулярных перекрещивающихся полос гладких мышц, которые вместе называются мышцами детрузора. Внутренняя поверхность состоит из переходного клеточного эпителия, который структурно подходит для больших колебаний объема мочевого пузыря. Мышца детрузора сокращается со значительной силой у молодых. С возрастом сила мочевого пузыря уменьшается, но произвольные сокращения брюшных скелетных мышц могут повысить внутрибрюшное давление, способствуя более сильному опорожнению мочевого пузыря:

    №3. Мочеточники

    Почки и мочеточники полностью забрюшинные. По мере того, как образуется моча, она стекает в чашечки почки, которые сливаются, образуя воронкообразный почечный таз в воротах каждой почки. Когда моча проходит через мочеточник, она не пассивно стекает в мочевой пузырь, а скорее продвигается волнами перистальтики. Когда мочеточники входят в таз, они смещаются в стороны, “обнимая” стенки таза. Когда они приближаются к мочевому пузырю, то поворачиваются к середине и проникают сквозь его стенку. Это важно, потому что так создается односторонний клапан (физиологический сфинктер), который пропускает мочу в мочевой пузырь, но предотвращает ее отток обратно в мочеточник. Мышцы в стенках мочеточника сжимаются и расслабляются, заставляя мочу двигаться.

    №4. Почки

    Почки - пара бобовидных органов, которые располагаются по обе стороны от позвоночника в забрюшинном пространстве и хорошо защищены мышцами, жиром и ребрами. Почки хорошо васкуляризованы, в состоянии покоя получают около 25% сердечного выброса крови от сердца. Над каждой почкой находится надпочечник. Кора надпочечников напрямую влияет на функцию почек через выработку гормона альдостерона для стимуляции реабсорбции (обратное всасывание) натрия. Каждый день почки фильтруют от 120 до 150 литров крови, чтобы произвести 1-2 литра мочи. Также почки принимают активное участие в утилизации белка. Поэтому человеку, желающему набрать большую мышечную массу, необходимо следить за их здоровьем и производительностью, не перегружать организм белковой пищей.

    №5. Нефроны и сосуды

    Нефроны являются «функциональными единицами» почек, они очищают кровь и уравновешивают составляющие кровообращения. В каждой почке взрослого человека насчитывается не менее 1 млн нефронов, каждый из которых способен вырабатывать мочу. Одновременно функционирует около 1/3 всех нефронов, что достаточно для полноценного выполнения экскреторной и иных функций почек. При старении происходит постепенное снижение числа нефронов (на 1% в год после 40 лет) из-за отсутствия у них способности к регенерации.

    В сборном виде выделительная система человека выглядит так:

    Собственно, по теории это все. Теперь выясним…

    Как работает выделительная система

    Наше тело получает питательные вещества из пищи и использует их для поддержания всех функций организма, включая энергию и самовосстановление. После того, как мы получаем все необходимые питательные нутриенты, в крови и в кишечнике остаются отходы. Мочевая система работает с легкими, кожей и кишечником, которые также выделяют отходы для поддержания в нашем теле баланса химических веществ и воды. Мочевая система удаляет из нашей крови отходы, называемые мочевиной. Мочевина образуется, когда продукты, содержащие белок, расщепляются в организме. Мочевина переносится кровотоком в почки. Почки удаляют мочевину из крови с помощью крошечных фильтров, называемых нефронами. Мочевина вместе с водой и другими отходами образует мочу, когда она проходит через нефроны и вниз по почечным канальцам почки.

    Из почек моча проходит по двум тонким трубкам, называемым мочеточниками, в мочевой пузырь. Мышцы в стенках мочеточника постоянно напрягаются и расслабляются, заставляя мочу продвигаться вниз от почек к мочевому пузырю и далее к мочеиспускательному каналу. Мочевой пузырь хранит мочу до тех пор, пока вы его не опорожните. Он раздувается, когда полон, и сдувается, когда пуст. Круговые мышцы, называемые сфинктерами, помогают предотвратить утечку мочи. Мышцы сфинктера плотно прилегают друг к другу вокруг отверстия мочевого пузыря в мочеиспускательном канале.

    Нервы в мочевом пузыре сообщают вам, когда пора опорожнить мочевой пузырь. Позывы к мочеиспусканию становятся тем сильнее, чем сильнее заполнен мочевой пузырь. Когда вы мочитесь, мозг дает сигнал мышцам мочевого пузыря напрячься, выталкивая мочу из мочевого пузыря. В то же время мозг дает сигнал сфинктерам расслабиться. Когда эти мышцы расслабляются, моча выходит из мочевого пузыря через мочеиспускательный канал. Когда все сигналы посылаются в правильном порядке, происходит нормальное естественное мочеиспускание.

    Следующая подтема к рассмотрению это…

    Физиология выделительной системы

    Выделительная система поддерживает гомеостаз нескольких важных внутренних состояний, контролируя выведение веществ из организма.

    №1. Восстановление электролитов (ионов Na +, K +, Ca ++)

    Почка может контролировать выведение ионов калия, натрия, кальция, магния, фосфата и хлорида в мочу. В тех случаях, когда эти ионы достигают концентрации, превышающей нормальную, почки могут увеличить выведение ионов из организма, чтобы вернуть их к нормальному уровню. И наоборот, почки могут сохранять эти ионы, когда их уровни более низкие, чем обычно, позволяя им реабсорбироваться в кровь во время фильтрации.

    №2. Регулирование pH крови

    Ферменты теряют свою трехмерную конформацию и свою функцию, если pH слишком кислый или щелочной, а это может быть следствием разрыва водородных связей. Почки контролируют и регулируют уровни ионов водорода H+ и бикарбонат-ионов в крови для контроля pH крови. Ионы Н+ вырабатываются как естественный побочный продукт метаболизма пищевых белков и накапливаются в крови с течением времени. Почки выделяют избыток ионов H+ в мочу для выведения из организма. Почки также сохраняют бикарбонат-ионы, которые выступают в качестве важных буферов рН в крови. Правильная функция почек имеет важное значение для гомеостаза рН.

    №3. Регулирование осмолярности

    Клетки организма должны расти в изотонической среде, чтобы поддерживать баланс жидкости и электролитов. Почки поддерживают осмотический баланс организма, контролируя количество воды, которая отфильтровывается из крови и выделяется с мочой. Когда человек потребляет большое количество воды, почки уменьшают реабсорбцию воды, чтобы ее избыток выводился с мочой. Это приводит к выработке разбавленной мочи. В случае обезвоживания почки реабсорбируют как можно больше воды обратно в кровь, поэтому моча получается высококонцентрированная, полная выделенных ионов и отходов. Изменения в экскреции воды контролируются антидиуретическим гормоном (АДГ). АДГ вырабатывается в гипоталамусе и выделяется задней долей гипофиза, чтобы помочь организму удерживать воду. Когда почка не может восстановить достаточное количество воды из образующейся мочи, последствия для организма могут быть серьезными.

    №4. Регулирование кровяного давления

    Почки контролируют артериальное давление, чтобы поддерживать гомеостаз. Когда кровяное давление повышено, почки могут помочь его снизить, уменьшив объем крови в организме. Они способны уменьшить объем крови, уменьшая реабсорбцию воды в кровь и производя водянистую мочу. Когда артериальное давление становится слишком низким, почки могут вырабатывать фермент ренин для сужения кровеносных сосудов и выработки концентрированной мочи, что позволяет большему количеству воды оставаться в крови.

    №5. Синтез витамина D

    Для того, чтобы витамин D стал активным, он должен подвергнуться реакции гидроксилирования в почке, то есть к кальцидиолу должна быть добавлена группа -ОН для получения кальцитриола. Активированный витамин D важен для всасывания Са ++ в пищеварительном тракте.

    №6. Эритропоэз

    ЭПО - белок из 193 аминокислот, который стимулирует образование эритроцитов в костном мозге. Почка производит 85 % циркулирующего ЭПО. Если вы подниметесь на высоту, парциальное давление кислорода будет ниже, а значит, будет меньше давления, чтобы протолкнуть кислород через альвеолярную мембрану и в эритроциты. Одним из способов компенсации этого состояния является производство большего количества эритроцитов за счет увеличения выработки ЭПО. Если вы займетесь аэробикой, то вашим тканям потребуется больше кислорода, и почка ответит выработкой большего количества ЭПО.

    Эритропоэтин является гормоном, который вырабатывается почками для стимуляции производства эритроцитов. Когда кровь становится гипоксической (в ней содержится недостаточный уровень кислорода), клетки, выстилающие капилляры, начинают продуцировать ЭПО и высвобождать его в кровоток. ЭПО проходит через кровь к красному костному мозгу, где стимулирует кроветворные клетки к увеличению скорости производства красных кровяных клеток. Эритроциты содержат гемоглобин, который значительно увеличивает способность крови переносить кислород и эффективно устраняет гипоксические условия.

    №7. Производство гормонов

    Почки вырабатывают и взаимодействуют с несколькими гормонами, которые участвуют в контроле систем вне мочевыделительной системы.

    Кальцитриол является активной формой витамина D в организме человека и работает вместе с паратиреоидным гормоном (ПТГ) для повышения уровня ионов кальция в крови. Когда уровень ионов кальция в крови падает ниже порогового, паращитовидные железы выделяют ПТГ, что, в свою очередь, стимулирует почки к высвобождению кальцитриола. Кальцитриол помогает тонкому кишечнику усваивать кальций из пищи и депонировать его в кровь.

    Ренин - это не сам гормон, а фермент, который почки вырабатывают для запуска ренин-ангиотензиновой системы (РАС). РАС увеличивает объем крови и кровяное давление в ответ на его снижение, потерю крови или обезвоживание.

    С теорией закончили, переходим к практике. Выясним…

    Какие эффекты оказывают упражнения на выделительную систему человека

    Когда вы тренируетесь, вы начинаете потеть, чтобы снизить температуру тела, которая повышается от выполнения движений. Потоотделение удаляет воду и соли из организма вместе с небольшим количеством мочевины. Когда уровень натрия в крови падает, секреция антидиуретического гормона также падает, и ваши почки вырабатывают более разбавленную мочу.

    Когда вы продолжаете заниматься, тело теряет больше воды. После определенного момента гипоталамус начинает ускорять высвобождение АДГ из гипофиза, чтобы максимально сохранить воду. При повышении уровня АДГ почки производят более концентрированную мочу, что приводит к дальнейшему снижению уровня натрия в крови. Пониженный уровень натрия в крови может вызвать состояние, называемое гипонатриемия. Потеря большого количества жидкости приводит к сгущению крови, а это в свою очередь, к падению эффективности тренировки. Поэтому в процессе физической активности человек должен умеренно пить воду, а еще лучше - изотоники.

    Также в процессе занятий уменьшается приток крови к почкам из-за повышения активности симпатической нервной системы. Это снижение кровотока необходимо для поддержания кровяного давления, так как кровеносные сосуды расширяются в работающих мышцах. Из-за уменьшения кровотока количество жидкости, отфильтрованной почками, также уменьшается, что приводит к снижению выработки мочи, но повышению в ней концентрации эритроцитов и лейкоцитов.

    Во время упражнений почки отфильтровывают больше белка, повышая его уровни в моче. Почки также частично ответственны за поддержание кислотно-щелочного баланса. Когда вы интенсивно тренируетесь, вы производите молочную кислоту, часть которой выводится почками. По этой и другим причинам во время упражнений моча становится более кислой. После физической активности почки помогают метаболизировать оставшуюся молочную кислоту, превращая ее в глюкозу.

    В общем и целом вывод по эффектам, оказываемым упражнениями на выделительную систему такой: нагрузка заставляет работать ВС на “повышенных оборотах”, в то время как естественное ее состояние - находиться в покое. Поэтому в процессе любой физической активности необходимо упреждать обезвоживание: пить воду, даже если не испытываете жажду,  следить за длительностью и интенсивностью тренировки.

    Здесь все. Ну, и напоследок давайте выясним, что из себя представляют…

    Лучшие упражнения для контроля выделительной системы

    Обычно у тренирующихся людей возраста 20-50 лет проблем, связанных с работой выделительной системы, не возникает. Все они появляются либо от сидячего образа жизни, либо после определенного возраста. В любом случае и тем, и другим полезно будет на постоянной основе выполнять упражнения на тренировку мочевого пузыря. Они помогут сократить суточное количество похождений в туалет, а также увеличить количество жидкости, которую может удерживать мочевой пузырь.

    Собственно, вот сами упражнения:

    • упражнение Кегеля;
    • позы из йоги: поза ребенка, поза довольного ребенка, Супта Матсиендрасана;
    • удержание позиции ягодичный мостик;
    • сведение коленей сидя с мячом между ног;
    • прыжки на месте с разведением рук и ног в стороны.

    Итак, это была последняя содержательная информация. Мы же говорили, что сильно вас не задержим - вот всего каких-то 2500+ слов!

    Послесловие

    Выделительная система человека – десятая статья нашего системного цикла. Осталось разобрать еще две темы, и мы его закроем, даже несмотря на то, что нам нравится нудить :).

    На сим все. До новых встреч!

    PS. как статья? годится?

    PPS. Спортивное питание европейского качества со скидкой 40%. Не упустите возможность выгодно закупиться на 2019! Скидочная ссылка http://bit.ly/AZBUKABB

    Cкачать статью в pdf>>

    С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.

    Органы выделения. Схема органов выделения. Строение и функции органов выделения человека

    Конечные продукты обмена выделяются из организма человека легкими (углекислый газ, летучие соединения, пары воды), кожей, кишечником (непереваренные останки пищи) и, в основном, через мочевыделительную систему . Выделительные процессы являются непременной частью обмена веществ. Они направлены на поддержание постоянства организма. Органы мочевыделительной системы – почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.

    Основной орган мочевыделительной системы – почки. Это небольшие парные органы бобовидной формы массой 150 г., расположенные у позвоночника в поясничной области брюшной полости. Почка покрыта оболочками. На продольном разрезе у нее хорошо различимы два слоя: наружный – корковый и внутренний – мозговой. Мозговой слой слагается из отдельных участков – пирамид, разделенных столбиками коркового вещества. Основаниями пирамиды обращены к корковому слою, а верхушками к центру почки, где расположена почечная лоханка. Ее узкий конец продолжается в мочеточник, открывающийся в мочевой пузырь, который представляет собой мышечный мешковидный орган, стенки которого могут растягиваться и утончаться. Выход из мочевого пузыря в мочеиспускательный канал закрыт двумя сильными мышечными утолщениями, которые открываются в момент мочеиспускания. У человека через почки протекает в 1 мин. 1000–1200 мл. крови. Это почти четверть объема крови, выбрасываемой за тоже время сердцем. Снабжение почек кровью отличается от снабжения кровью других органов тела тем, что поступающая в почки кровь последовательно проходит две расположенные одна за другой сети капилляров: капиллярных клубочков и капилляров, оплетающих почечные канальцы. Такое обильное кровоснабжение и особое устройство капиллярной сети почек позволяют организму быстро избавляться от ненужных продуктов распада и приносимых с кровью веществ.

    Моча образуется из плазмы крови. Однако состав мочи существенно отличается от состава плазмы крови. Значит, почки вырабатывают мочу, изменяя протекающую через них кров

    От последовательности к модели последовательности: Введение и концепции | by Manish Chablani

    Если мы возьмем высокоуровневое представление, модель seq2seq имеет кодировщик, декодер и промежуточный шаг в качестве основных компонентов:

    Мы используем встраивание, поэтому мы должны сначала составить список словаря, содержащий все слова мы хотим, чтобы наша модель могла использовать или читать. Входные данные модели должны быть тензорами, содержащими идентификаторы слов в последовательности.

    Однако есть четыре символа, которые нам нужно включить в наш словарь.Словари Seq2seq обычно резервируют первые четыре места для этих элементов:

    • : во время обучения нам нужно будет передавать наши примеры в сеть партиями. Все входные данные в этих пакетах должны быть одинаковой ширины, чтобы сеть могла выполнять свои вычисления. Однако наши примеры различаются по длине. Вот почему нам нужно заполнить более короткие входы, чтобы привести их к той же ширине пакета.
    • : Это еще одна необходимость пакетной обработки, но больше на стороне декодера.Это позволяет нам сообщить декодеру, где заканчивается предложение, а также позволяет декодеру указывать то же самое в своих выводах.
    • <УНК> : Если вы тренируетесь свою модель на реальных данных, вы обнаружите, вы можете значительно улучшить эффективность использования ресурсов вашей модели, игнорируя слова, которые не обнаруживаются достаточно часто в свой словарный запас для рассмотрения прапорщика . Заменим те с <УНК>.
    • : Это вход для первого временного шага декодера, чтобы дать ему знать, когда начинать генерацию выходных данных.

    Примечание. Для представления этих функций можно использовать другие теги. Например, я видел, как и используются вместо и . Поэтому убедитесь, что все, что вы используете, согласовано с помощью предварительной обработки и обучения / вывода модели.

    Подготовка входных данных для обучающего графа немного сложнее по двум причинам:

    1. Эти модели работают намного лучше, если мы передаем декодеру нашу целевую последовательность, независимо от того, какие временные шаги фактически выводятся в обучающем прогоне.Таким образом, в отличие от графика, мы не будем передавать выходные данные декодера самому себе на следующем временном шаге.

    2. Пакетирование

    Одна из исходных последовательностей для секвенирования документов, Sutskever et al. 2014 г. показал лучшую производительность модели, если исходные данные поменять местами. Таким образом, вы также можете изменить порядок слов во входной последовательности.

    Во время предварительной обработки мы делаем следующее:

    • мы строим наш словарь уникальных слов (и подсчет вхождений в то время как мы на него)
    • заменит слово с низкой частотой с <УНКОМ>
    • создать копию беседы со словами, замененными их идентификаторами
    • , мы можем добавить идентификаторы слов и в целевой набор данных сейчас или сделать это во время обучения

    Кредиты: Из конспектов лекции: https: // школьный класс.udacity.com/nanodegrees/nd101/syllabus

    Ресурсы:

    https://github.com/ematvey/tensorflow-seq2seq-tutorials

    .

    Экскреторная система


    2

    Глубокое обучение дифференцирует небольшие образования почек на многофазной КТ

    10 января 2020 г. - Метод глубокого обучения со сверточной нейронной сетью может поддерживать оценку небольших твердых образований почек на динамических КТ-изображениях, особенно в модели кортикомедуллярных изображений, с помощью ...


    Исследование

    , объясняющее многоаспектную атаку SARS-CoV-2 и широко распространенную инфекцию COVID-19

    Августа28, 2020 - Исследование рецептора входа для SARS-CoV-2 может помочь объяснить широкий спектр симптомов и органов, связанных с инфекцией SARS-CoV-2 и COVID-19. Результаты говорят о полиорганной инфекции ...


    Внутренние ощущения способствуют созданию позитивного образа тела

    30 июля 2020 г. - Новое исследование показало, что уделение большего внимания внутренним ощущениям тела может повысить нашу оценку собственных ...


    Исследования улучшают понимание новой формы сотовой связи

    Апр.4 января 2019 г. - Ученые улучшили свое понимание новой формы межклеточной коммуникации, основанной на внеклеточной РНК (exRNA), путем разработки ресурса exRNA Atlas, первого подробного каталога ...


    Телесные ощущения рождают сознательные чувства

    31 августа 2018 г. - Исследовательская группа нанесла на карту организацию сознательных чувств человека и обнаружила, что они сгруппированы в пять основных категорий: положительные эмоции, отрицательные эмоции, когнитивные функции, соматические...


    Хаос в теле настраивает вашу иммунную систему

    16 января 2019 г. - По мнению исследователей, хаос в регуляции организма может оптимизировать нашу иммунную систему. Это открытие может иметь большое значение для предотвращения серьезных заболеваний, таких как рак и ...


    Суперячейка иммунной системы - как она созревает

    13 декабря 2018 г. - NK-клетки, или естественные клетки-киллеры, играют важную роль в защите организма от рака и различных инфекций.Теперь ученые нанесли на карту разные этапы созревания ...


    Эволюция человека в форме автономного клеточного иммунитета

    9 сентября 2020 г. - Каждая клетка человека обладает собственной защитой от микробных захватчиков, опираясь на стратегии, восходящие к некоторым из самых ранних событий в истории жизни, сообщают исследователи. Потому что это ...


    Выявление нового механизма в иммунной системе дает знания о болезнях

    Августа4 января 2020 г. - Недавно идентифицированный механизм в иммунной системе обнаруживает ранее неизвестный белок, который может открыть путь к лучшему пониманию инфекций и аутоиммунных заболеваний ...


    Новый способ избавиться от клещей: высушить их слюну

    26 августа 2019 г. - Слюна от укуса клеща может передавать патогены, вызывающие серьезные заболевания, такие как болезнь Лайма, и значительные потери в сельском хозяйстве. Ученые ищут новые способы предотвратить это ...


    .

    Экскреторная система человека

    • Мои предпочтения
    • Мой список чтения
    • Литературные заметки
    • Подготовка к тесту
    • Учебные пособия

    !

    • Дом
    • Учебные пособия
    • Биология
    • Экскреторная система человека
    Все предметы
    • Наука биологии
      • Введение в биологию
      • Характеристики живых существ
      • Викторина "Характеристики живых существ"
      • Научный метод
      • Научный метод викторины
    • Химическая основа жизни
      • Кислоты и основания
      • Кислоты и основания
      • Молекулы
      • Quiz Molecules
      • Органические соединения
      • Тест на органические соединения
      • Элементы и атомы
      • Элементы и атомы викторины
    • Биология клеток
      • Определено ячеек
      • Движение через плазменную мембрану
      • Викторина Движение через плазменную мембрану
      • Структура клеток прокариотов и эукариотов
      • Викторина Структура клеток прокариотов и эукариот
    • Клетки и энергия
      • Законы термодинамики
      • Химические реакции
      • Тест по химическим реакциям
      • Ферменты
      • Quiz Enzymes
      • Аденозинтрифосфат (АТФ)
      • Quiz Аденозинтрифосфат ATP
      • ATP Производство
      • Викторина ATP Производство
    • Фотосинтез
      • Определение фотосинтеза
      • Викторина Фотосинтез
      • Хлоропласт
      • Викторина Хлоропласт
      • Фотосистемы
      • Викторина Фотосистемы
      • Процесс фотосинтеза
      • Викторина Процесс фотосинтеза
    • Клеточное дыхание
      • Введение в клеточное дыхание
      • Гликолиз
      • Тест на гликолиз
      • Цикл Кребса
      • Викторина Цикл Кребса
      • Электронная транспортная система
      • Викторина Электронная транспортная система
      • Хемиосмос
      • Викторина Хемиосмос
      • Ферментация
      • Викторина Ферментация
    • Митоз и размножение клеток
      • Цикл ячейки
      • Викторина, цикл ячейки
      • Клеточное ядро ​​
      • Quiz Cell Nucleus
    • Мейоз и образование гамет
      • Мейоз
      • Викторина Мейоз
      • Мейоз у людей
      • Тест на мейоз у людей
    • Классическая (менделевская) генетика
      • Введение в генетику
      • Шаблоны наследования
      • Шаблоны наследования викторины
      • Принципы генетики
      • Викторина Принципы генетики
    • Экспрессия генов (молекулярная генетика)
      • Определение ДНК
      • Репликация ДНК
      • Тест на репликацию ДНК
      • Синтез белка
      • Тест на синтез белка
      • Структура ДНК
      • Структура ДНК викторины
      • Контроль генов
      • Quiz Gene Control
    • Рекомбинантная ДНК и биотехнология
      • Рекомбинантная ДНК
      • Фармацевтическая продукция
      • Викторина Фармацевтическая продукция
      • Диагностическое тестирование
      • Тест-диагностика
      • Генная терапия
      • Викторина по генной терапии
      • Отпечатки ДНК
      • Quiz DNA Fingerprinting
      • В поисках ДНК
      • Викторина в поисках ДНК
      • ДНК и сельское хозяйство
      • Тест ДНК и сельское хозяйство
      • Клонирование и стволовые клетки
      • Викторина, клонирование и стволовые клетки
      • Инструменты биотехнологии
      • Инструменты викторины по биохимии
      • Трансгенные животные
      • Викторина по трансгенным животным
      • Геном человека
      • Викторина "Геном человека"
    • Принципы эволюции
      • История теории эволюции
      • Свидетельства эволюции
      • Доказательства эволюции викторины
      • Механизмы эволюции
      • Викторина "Механизмы эволюции"
      • Теория эволюции
      • Викторина Теория эволюции
    • Происхождение и эволюция жизни
      • Происхождение клеток
      • Викторина Происхождение клеток
      • Древняя жизнь
      • Викторина "Древняя жизнь"
      • Первые эукариоты
      • Викторина Первые эукариоты
      • Жизнь на земле
      • Викторина "Жизнь на суше"
      • Происхождение органических молекул
      • Тест "Происхождение органических молекул"
    • Эволюция человека
      • Викторина Эволюция человека
      • Человек прямоходящий
      • Викторина Homo erectus
      • Homo Sapiens
      • Викторина Homo sapiens
      • Австралопитек
      • Викторина "Австралопитек"
      • Homo Habilis
      • Викторина Homo habilis
    • Единство и разнообразие жизни
      • Основы классификации (таксономии)
      • Викторина по основам классификационной таксономии
      • Королевства живых существ
      • Викторина "Домены и царства живых существ"
    • Monera
      • Знакомство с прокариотами и вирусами
      • Викторина "Прокариоты и вирусы"
      • Доменные бактерии
      • Викторина Домен Бактерии
      • Цианобактерии
      • Вирусов
      • Викторина Вирусы
      • Домен Архей
      • Викторина Домен Архея
    • Протиста
      • Водоросли
      • Quiz Водоросли
      • Оомицеты
      • Викторина Оомицеты
      • Простейшие
      • Quiz Protozoa
      • Формы для слизи
      • Формы для слизи викторины
    • Грибы
      • Определенные грибы
      • Викторина Грибы
      • Аскомицеты
      • Quiz Аскомицеты
      • Базидиомицеты
      • Quiz Базидиомицеты
      • дейтеромицеты
      • Quiz Deuteromycetes
      • Грибковые заболевания
      • Тест на грибковые заболевания
      • Лишайники
      • Викторина Лишайники
      • Зигомицеты
      • Quiz Zygomycetes
    • Растения: разнообразие и размножение
      • Викторина Разнообразие и размножение растений
      • Введение в растения
      • Определение несосудистых растений
      • Викторина Несосудистые растения
      • Описание сосудистых растений
      • Викторина Сосудистые растения
    • Сосудистые растения: структура и функции
      • Сосудистые растения
      • Земляная ткань
      • Quiz измельченные ткани
      • Кожная ткань
      • Quiz Dermal Tissue
      • Меристематическая ткань
      • Quiz Meristematic Tissue
      • Корни
      • Корни викторины
      • Стебли
      • Стержни викторины
      • Листья
      • Листья викторины
      • Сосудистая ткань
      • Тест на сосудистую ткань
      • Движение воды
      • Викторина Движение воды
      • Растительные гормоны
      • Тест на гормоны растений
    • Животные: Беспозвоночные
      • Книдария
      • Викторина Книдария
      • Платигельминты
      • Quiz Platyhelminthes
      • Аннелида
      • Викторина Аннелида
      • Моллюска
      • Quiz Mollusca
      • Членистоногие
      • Quiz Arthropoda
      • Беспозвоночные
      • Porifera
      • Викторина Porifera
      • Нематода
      • Викторина Нематода
      • Иглокожие
      • Quiz Echinodermata
      • Хордовые
      • Quiz Chordata
    • Животные: Позвоночные
      • Позвоночные
      • Викторина Животные Позвоночные
      • Рыбы
      • Викторина Рыбки
      • Амфибии
      • Викторина Амфибии
      • Рептилии
      • Викторина Рептилии
      • Птицы
      • Викторина Птицы
      • Млекопитающие
      • Quiz Mammals
    • Питание и пищеварение
      • Введение в питание и пищеварение
      • Пищеварительная система человека
      • Викторина Пищеварительная система человека
      • Питание животных
      • Викторина "Питание животных"
    • Газообмен
      • Дыхательная система человека
      • Викторина Дыхательная система человека
      • Механизмы газообмена
      • Механизмы викторин для газообмена
    • Кровь и кровообращение
      • Системы кровообращения
      • Викторина Системы кровообращения
      • Система кровообращения человека
      • Викторина Система кровообращения человека
    • Экскреция и гомеостаз
      • Экскреторные системы
      • Выделительные системы викторины
      • Экскреторная система человека
      • Тест на выделительную систему человека
    • Химическая координация
      • Гормоны и железы
      • Эндокринная система человека
      • Викторина Эндокринная система человека
    • Нервная координация
      • Нервные клетки животных
      • Тест по нервным клеткам животных
      • Центральная нервная система человека
      • Викторина "Центральная нервная система человека"
      • Периферическая нервная система человека
      • Викторина Периферическая нервная система человека
      • Человеческие чувства
      • Викторина "Человеческие чувства"
    • Экология
      • Викторина Экология
      • Сообщества
      • Сообщества викторин
      • Экосистемы
      • Викторина Экосистемы
      • Биосфера
      • Викторина Биосферы и биомы
      • Население
      • Тест на выборку
    .

    python - как написать последовательную модель PyTorch?

    Переполнение стека
    1. Около
    2. Продукты
    3. Для команд
    1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
    2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
    3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
    4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
    5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
    6. О компании
    .

    Десятиминутное введение в последовательное обучение в Керасе

    Пт 29 сентября 2017
    Франсуа Шоле

    В учебных пособиях.

    Примечание: это сообщение из 2017 года. См. Этот учебник для получения последней версии кода, используемого здесь.

    Я часто вижу этот вопрос - как реализовать последовательное обучение RNN в Keras? Вот краткое введение.

    Обратите внимание, что в этом посте предполагается, что у вас уже есть некоторый опыт с рекуррентными сетями и Keras.


    Что такое последовательное обучение?

    Последовательное обучение (Seq2Seq) касается моделей обучения преобразовывать последовательности из одного домена (например, предложения на английском языке) в последовательности из другого домена (например, те же предложения, переведенные на французский).

      «Кот сел на циновку» -> [Модель Seq2Seq] -> «le chat etait assis sur le tapis»  

    Это может использоваться для машинного перевода или для ответов на вопросы (создание ответа на естественном языке на основе вопроса на естественном языке) - в общем, это применимо в любое время, когда вам нужно сгенерировать текст.

    Есть несколько способов справиться с этой задачей: с использованием RNN или одномерных сверток. Здесь мы сосредоточимся на RNN.

    Тривиальный случай: когда входная и выходная последовательности имеют одинаковую длину

    Когда и входные, и выходные последовательности имеют одинаковую длину, вы можете реализовать такие модели просто с помощью слой Keras LSTM или GRU (или их стек). Так обстоит дело в этот пример сценария который показывает, как научить RNN научиться складывать числа, закодированные как строки символов:

    Одним из недостатков этого подхода является то, что он предполагает возможность создания цели [...t] задано ввод [... t] . В некоторых случаях это работает (например, добавление строк цифр), но не работает в большинстве случаев использования. В общем случае информация обо всей входной последовательности необходима для начала генерации целевой последовательности.

    Общий случай: каноническая последовательность-последовательность

    В общем случае входные последовательности и выходные последовательности имеют разную длину (например, машинный перевод), и вся входная последовательность требуется для начала прогнозирования цели.Для этого требуется более сложная настройка, на которую люди обычно ссылаются, когда упоминают «модели от последовательности к последовательности» без дальнейшего контекста. Вот как это работает:

    • Уровень RNN (или его стек) действует как «кодировщик»: он обрабатывает входную последовательность и возвращает собственное внутреннее состояние. Обратите внимание, что мы отбрасываем выходы кодировщика RNN, только восстанавливая состояние. Это состояние будет служить «контекстом» или «условием» декодера на следующем этапе.
    • Другой уровень RNN (или его стек) действует как «декодер»: он обучен предсказывать следующие символы целевой последовательности, учитывая предыдущие символы целевой последовательности.В частности, он обучен превращать целевые последовательности в те же последовательности, но со смещением на один временной шаг в будущем, процесс обучения в данном контексте называется «принуждением учителя». Важно отметить, что кодировщик использует в качестве начального состояния векторы состояния от кодировщика, именно так декодер получает информацию о том, что он должен генерировать. Фактически, декодер учится генерировать целей [t + 1 ...] задано целей [... t] , обусловлено входной последовательностью .

    В режиме вывода, т.е. когда мы хотим декодировать неизвестные входные последовательности, мы проходим немного другой процесс:

    • 1) Кодировать входную последовательность в векторы состояния.
    • 2) Начните с целевой последовательности размера 1 (только символ начала последовательности).
    • 3) Загрузите векторы состояния и целевую последовательность из 1 символа в декодер для прогнозирования следующего символа.
    • 4) Выберите следующий символ, используя эти предсказания (мы просто используем argmax).
    • 5) Добавить выбранный символ к целевой последовательности
    • 6) Повторяйте, пока мы не сгенерируем символ конца последовательности или достигните предела символов.

    Тот же процесс можно также использовать для обучения сети Seq2Seq без «принудительного принуждения учителя», то есть путем повторного ввода предсказаний декодера в декодер.

    Пример Keras

    Проиллюстрируем эти идеи реальным кодом.

    В нашем примере реализации мы будем использовать набор данных пар английских предложений и их французского перевода, которые вы можете скачать с сайта manythings.org / anki. Загружаемый файл называется fra-eng.zip . Мы реализуем посимвольную модель на уровне символов , обрабатывая ввод посимвольно и генерируя вывод посимвольно. Другой вариант - модель на уровне слов, которая обычно более распространена для машинного перевода. В конце этого поста вы найдете некоторые заметки о превращении нашей модели в модель на уровне слов с использованием Embedding слоев.

    Полный сценарий для нашего примера можно найти на GitHub.

    Вот краткое изложение нашего процесса:

    • 1) Превратите предложения в 3 массива Numpy, encoder_input_data , decoder_input_data , decoder_target_data :
      • encoder_input_data - это трехмерный массив формы (num_pairs, max_english_sentence_length) содержащие горячую векторизацию английских предложений.
      • decoder_input_data - это трехмерный массив формы (num_pairs, max_french_sentence_length, num_french_characters) с горячей векторизацией французских предложений.
      • decoder_target_data совпадает с decoder_input_data , но смещен на один временной шаг . decoder_target_data [:, t,:] будет таким же, как decoder_input_data [:, t + 1,:] .
    • 2) Обучите базовую модель Seq2Seq на основе LSTM для прогнозирования decoder_target_data задано encoder_input_data и decoder_input_data . В нашей модели используется принуждение учителя.
    • 3) Расшифруйте несколько предложений, чтобы убедиться, что модель работает (т.е.е. повернуть образцы из encoder_input_data в соответствующие отсчеты из decoder_target_data ).

    Поскольку процесс обучения и процесс вывода (декодирования предложений) сильно различаются, мы используем разные модели для обоих, хотя все они используют одни и те же внутренние слои.

    Это наша обучающая модель. Он использует три ключевые особенности Keras RNN:

    • Аргумент конструктора return_state , настраивающий уровень RNN для возврата списка, в котором первая запись - это выходы, а следующие записи - внутренние состояния RNN.Это используется для восстановления состояний кодировщика.
    • Аргумент вызова inital_state , определяющий начальное состояние (состояния) RNN. Это используется для передачи состояний кодера декодеру в качестве начальных состояний.
    • Аргумент конструктора return_sequences , настраивающий RNN для возврата его полного последовательность выходных данных (вместо только последнего выхода, что по умолчанию). Это используется в декодере.
      от keras.модели импорт модели из keras.layers import Input, LSTM, Dense # Определить входную последовательность и обработать ее. encoder_inputs = Вход (shape = (None, num_encoder_tokens)) кодировщик = LSTM (латентный_размер, return_state = True) encoder_outputs, state_h, state_c = encoder (encoder_inputs) # Мы отбрасываем `encoder_outputs` и сохраняем только состояния. encoder_states = [state_h, state_c] # Настроить декодер, используя `encoder_states` в качестве начального состояния. decoder_inputs = Вход (shape = (None, num_decoder_tokens)) # Мы настраиваем наш декодер на возврат полных выходных последовательностей, # а также для возврата внутренних состояний.Мы не используем # возвращаем состояния в обучающей модели, но мы будем использовать их для вывода. decoder_lstm = LSTM (latent_dim, return_sequences = True, return_state = True) decoder_outputs, _, _ = decoder_lstm (decoder_inputs, initial_state = encoder_states) decoder_dense = плотный (num_decoder_tokens, активация = 'softmax') decoder_outputs = decoder_dense (decoder_outputs) # Определите модель, которая повернется # `encoder_input_data` &` decoder_input_data` в `decoder_target_data` model = Модель ([encoder_inputs, decoder_inputs], decoder_outputs)  

    Мы обучаем нашу модель в две линии, отслеживая потери на удерживаемом наборе из 20% образцов.

      # Выполнить обучение model.compile (optimizer = 'rmsprop', loss ='ategorical_crossentropy ') model.fit ([encoder_input_data, decoder_input_data], decoder_target_data, batch_size = размер_пакета, эпохи = эпохи, validation_split = 0,2)  

    Примерно через час работы с процессором MacBook мы готовы к заключению. Чтобы расшифровать тестовое предложение, повторно:

    • 1) Кодировать входное предложение и получить начальное состояние декодера
    • 2) Выполните один шаг декодера с этим начальным состоянием и маркером «начала последовательности» в качестве цели.На выходе будет следующий целевой символ.
    • 3) Добавьте предсказанный целевой символ и повторите.

    Вот наша установка вывода:

      encoder_model = Модель (encoder_inputs, encoder_states) decoder_state_input_h = Вход (shape = (latent_dim,)) decoder_state_input_c = Вход (shape = (latent_dim,)) decoder_states_inputs = [decoder_state_input_h, decoder_state_input_c] decoder_outputs, state_h, state_c = decoder_lstm ( decoder_inputs, initial_state = decoder_states_inputs) decoder_states = [state_h, state_c] decoder_outputs = decoder_dense (decoder_outputs) decoder_model = Модель ( [decoder_inputs] + decoder_states_inputs, [decoder_outputs] + decoder_states)  

    Мы используем его для реализации цикла вывода, описанного выше:

      def decode_sequence (input_seq): # Кодировать ввод как векторы состояния.state_value = encoder_model.predict (input_seq) # Создать пустую целевую последовательность длиной 1. target_seq = np.zeros ((1, 1, num_decoder_tokens)) # Заполните первый символ целевой последовательности начальным символом. target_seq [0, 0, target_token_index ['\ t']] = 1. # Цикл выборки для пакета последовательностей # (для упрощения мы предполагаем, что партия имеет размер 1). stop_condition = Ложь decoded_sentence = '' пока не stop_condition: output_tokens, h, c = decoder_model.предсказать ( [target_seq] + state_value) # Образец токена sampled_token_index = np.argmax (output_tokens [0, -1,:]) sampled_char = reverse_target_char_index [sampled_token_index] decoded_sentence + = sampled_char # Условие выхода: либо достигнуть максимальной длины # или найдите стоп-символ. если (sampled_char == '\ n' или len (decoded_sentence)> max_decoder_seq_length): stop_condition = Верно # Обновить целевую последовательность (длиной 1).target_seq = np.zeros ((1, 1, num_decoder_tokens)) target_seq [0, 0, sampled_token_index] = 1. # Обновить состояния State_value = [h, c] вернуть decoded_sentence  

    Мы получаем неплохие результаты - неудивительно, поскольку мы декодируем образцы, взятые из обучающего теста.

      Входное предложение: Будьте вежливы. Расшифрованная фраза: Soyez gentil! - Входное предложение: Брось! Расшифрованный приговор: Laissez tomber! - Введите предложение: Выходи! Расшифрованное предложение: Сортез!  

    На этом мы завершаем наше десятиминутное введение в модели «последовательность-последовательность» в Keras.Напоминание: полный код этого скрипта можно найти на GitHub.

    Список литературы


    Часто задаваемые вопросы о бонусах

    Что делать, если я хочу использовать уровень GRU вместо LSTM?

    На самом деле это немного проще, потому что GRU имеет только одно состояние, тогда как LSTM имеет два состояния. Вот как адаптировать модель обучения для использования слоя GRU:

      encoder_inputs = Вход (shape = (None, num_encoder_tokens)) Encoder = GRU (latent_dim, return_state = True) encoder_outputs, state_h = encoder (encoder_inputs) decoder_inputs = Вход (shape = (None, num_decoder_tokens)) decoder_gru = ГРУ (латентный_дим, return_sequences = Истина) decoder_outputs = decoder_gru (decoder_inputs, initial_state = state_h) decoder_dense = плотный (num_decoder_tokens, активация = 'softmax') decoder_outputs = decoder_dense (decoder_outputs) model = Модель ([encoder_inputs, decoder_inputs], decoder_outputs)  

    Что, если я хочу использовать модель на уровне слов с целочисленными последовательностями?

    Что делать, если ваши входные данные представляют собой целочисленные последовательности (например,г. представляющие последовательности слов, закодированные по их индексу в словаре)? Вы можете встроить эти целочисленные токены через слой Embedding . Вот как:

      # Определите входную последовательность и обработайте ее. encoder_inputs = Вход (форма = (Нет,)) x = Встраивание (num_encoder_tokens, latent_dim) (encoder_inputs) x, state_h, state_c = LSTM (латентный_дим, return_state = True) (x) encoder_states = [state_h, state_c] # Настроить декодер, используя `encoder_states` в качестве начального состояния.decoder_inputs = Вход (форма = (Нет,)) x = Встраивание (num_decoder_tokens, latent_dim) (decoder_inputs) x = LSTM (latent_dim, return_sequences = True) (x, initial_state = encoder_states) decoder_outputs = Плотный (num_decoder_tokens, Activation = 'softmax') (x) # Определите модель, которая повернется # `encoder_input_data` &` decoder_input_data` в `decoder_target_data` model = Модель ([encoder_inputs, decoder_inputs], decoder_outputs) # Скомпилировать и запустить обучение model.compile (optimizer = 'rmsprop', loss ='ategorical_crossentropy ') # Обратите внимание, что decoder_target_data нужно закодировать в горячем режиме, # вместо последовательностей целых чисел, таких как `decoder_input_data`! модель.подходят ([encoder_input_data, decoder_input_data], decoder_target_data, batch_size = размер_пакета, эпохи = эпохи, validation_split = 0,2)  

    Что делать, если я не хочу использовать принуждение учителя для обучения?

    В некоторых нишевых случаях вы не сможете использовать принуждение учителя, потому что у вас нет доступа к полным целевым последовательностям, например если вы проводите онлайн-обучение на очень длинных последовательностях, где буферизация полных пар ввод-цель будет невозможна.В этом случае вы можете захотеть провести обучение, повторно вводя предсказания декодера во вход декодера, точно так же, как мы делали для вывода.

    Вы можете добиться этого, построив модель, которая жестко кодирует выходной цикл повторной инжекции:

      от keras.layers import Lambda из keras импортировать бэкэнд как K # Первая часть без изменений encoder_inputs = Вход (shape = (None, num_encoder_tokens)) кодировщик = LSTM (латентный_размер, return_state = True) encoder_outputs, state_h, state_c = encoder (encoder_inputs) состояния = [state_h, state_c] # Настроить декодер, который будет обрабатывать только один временной шаг за раз.decoder_inputs = Вход (shape = (1, num_decoder_tokens)) decoder_lstm = LSTM (latent_dim, return_sequences = True, return_state = True) decoder_dense = плотный (num_decoder_tokens, активация = 'softmax') all_outputs = [] входы = decoder_inputs для _ в диапазоне (max_decoder_seq_length): # Запускаем декодер на одном временном шаге выходы, state_h, state_c = decoder_lstm (входы, initial_state = состояния) output = decoder_dense (выходы) # Сохранить текущий прогноз (мы объединим все прогнозы позже) all_outputs.добавить (выходы) # Повторно вводим выходные данные как входные для следующей итерации цикла # а также обновить состояния входы = выходы состояния = [state_h, state_c] # Объединить все прогнозы decoder_outputs = Лямбда (лямбда x: K.concatenate (x, axis = 1)) (all_outputs) # Определить и скомпилировать модель, как раньше model = Модель ([encoder_inputs, decoder_inputs], decoder_outputs) model.compile (optimizer = 'rmsprop', loss ='ategorical_crossentropy ') # Подготовить входные данные декодера, которые содержат только начальный символ # Обратите внимание, что мы могли бы сделать это константой, жестко закодированной в модели decoder_input_data = np.нули ((num_samples, 1, num_decoder_tokens)) decoder_input_data [:, 0, target_token_index ['\ t']] = 1. # Обучите модель как раньше model.fit ([encoder_input_data, decoder_input_data], decoder_target_data, batch_size = размер_пакета, эпохи = эпохи, validation_split = 0,2)  

    Если у вас есть другие вопросы, напишите в Twitter.

    .

    Экскреторная система | Мочевыделительная система человека: тест MCQ - 01

    MCQ (вопросы с несколькими вариантами ответа) в формате викторины на тему «« Экскреторная система | Мочевыделительная система человека ». Типовой тест № 1

    Больше MCQ: || Все ВКО по теме "Биология" || "Физиология человека" || «Экскреторная система | Мочевыделительная система» || Главная страница журнала MCQ по биологии

    Экскреторные продукты и их устранение: викторина MCQ - 01

    Подождите, пока занятие загрузится.Если это действие не загружается, попробуйте обновить страницу в браузере. Также для этой страницы требуется javascript. Посетите сайт в браузере с включенным JavaScript.

    Если загрузка не удалась, нажмите здесь, чтобы повторить попытку

    Поздравляем - вы выполнили выделительных продуктов и их устранение: викторина MCQ - 01 . Вы набрали %% SCORE %% из %% TOTAL %%. Ваша эффективность была оценена как %% RATING %%

    Ваши ответы выделены ниже.

    Когда вы закончите, нажмите кнопку ниже. Все незавершенные задания будут отмечены как неправильные. Получить результаты

    Вам нужно ответить на 15 вопросов.

    .

    Смотрите также

© 2020 nya-shka.ru Дорогие читатели уважайте наш труд, не воруйте контент. Ведь мы стараемся для вас!