Выделительная система — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 февраля 2016; проверки требуют 8 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 февраля 2016; проверки требуют 8 правок.Выдели́тельная, или экскрето́рная система в биологии — совокупность органов, выводящих из организма избыток воды, продукты обмена веществ, соли, а также ядовитые вещества, попавшие в организм извне или образовавшиеся в нём.
У протистов легкорастворимые экскреты выводятся в окружающую среду путём диффузии или с помощью сократительных вакуолей, выполняющих функцию осморегуляции. Отделение от цитоплазмы выделяемой жидкости происходит в спонгиоме — сложной системе мембранных пузырьков или каналов.
У ряда низших многоклеточных продукты обмена диффундируют через поверхность тела и стенки полостей, связанных с окружающей средой. Кроме того, в клетках пресноводных губок и гидр присутствуют вакуоли, которые участвуют в накоплении и выведении экскретов.
У большинства многоклеточных есть специальные органы выделения — протонефридии, метанефридии, целомодукты, нефромиксии, почки, — которые обеспечивают выведение из организма вредных продуктов обмена веществ.
К органам выделения относят также т. н. «почки накопления» — клетки или ткани, которые накапливают вредные вещества, обычно переводя их в нерастворимую форму.
В функции выделения могут участвовать также отдельные клетки (например, фагоциты), которые способны покидать организм, и органы других систем (лёгкие, кожа и т. п.)
Литература[
ru.wikipedia.org
Органы выделения: строение, функции, заболевания
Обмен веществ внутри организма человека приводит к образованию продуктов распада и токсинов, которые, находясь в кровеносной системе в повышенной концентрации, могут привести к отравлению и снижению жизненно важных функций. Чтобы этого не произошло, природа предусмотрела органы выделения, выводящие продукты обмена из организма с мочой и калом.
Система органов выделений
К органам выделения относятся:
- почки;
- кожа;
- легкие;
- слюнные и желудочные железы.
Почки избавляют человека от излишней воды, накопившихся солей, токсинов, образовавшихся вследствие потребления слишком жирной пищи, токсинов и алкоголя. Они играют весомую роль в выведение продуктов распада лекарственных препаратов. Благодаря работе почек, человек не страдает от переизбытка различных минералов и азотистых веществ.
Легкие – поддерживают кислородный баланс и являются фильтром как внутренним, так и внешним. Они способствуют эффективному выведению углекислого газа и вредных летучих веществ, образовавшихся внутри организма, помогают избавиться от паров жидкости.
Желудочные и слюнные железы — помогают вывести избыток желчных кислот, кальция, натрия, билирубина, холестерина, а также непереваренные остатки пищи и продукты метаболизма. Органы ЖКТ избавляют организм от тяжелых солей металла, примесей лекарственных средств, ядовитых веществ. Если почки не справляются со своей задачей, нагрузка на данный орган существенно возрастает, что может повлиять на эффективность его работы и привести к сбоям.
Кожа осуществляет обменную функцию через сальные и потовые железы. В процессе потения удаляются излишки воды, солей, мочевины и мочевой кислоты, а также около двух процентов углекислого газа. Сальные железы играют существенную роль в выполнении защитных функций организма, выделяя кожное сало, состоящее из воды и ряда неомыляемых соединений. Оно не дает проникать через поры вредным соединениям. Кожа эффективно регулирует теплоотдачу, оберегая человека от перегрева.
Мочевыделительная система
Главную роль среди органов выделения человека занимает почки и мочевыделительная система, к которым относятся:
- мочевой пузырь;
- мочеточник;
- мочеиспускательный канал.
Почки представляют собой парный орган, имеющий форму бобовых, длиной около 10-12 см. Важный орган выделения находится в поясничном отделе человека, защищен плотной жировой прослойкой и несколько подвижен. Вот почему, он мало подвержен травмам, но чувствителен к внутренним изменениям внутри организма, питанию человека и негативным факторам.
Каждая из почек у взрослого человека весит порядка 0,2 кг и состоит из лоханки и основного сосудисто-нервного пучка, соединяющий орган с выделительной системой человека. Лоханка служит для связи с мочеточником, а тот с мочевым пузырем. Такое строение органов выделения мочи позволяет полностью замкнуть цикл кровообращения и эффективно выполнять все возложенные функции.
Структура обоих почек представляет собой два соединенных между собой слоя:
- корковый – состоит из клубочков нефронов, служит основой для функции почек;
- мозговой – содержит в себе сплетение кровеносных сосудов, снабжает орган необходимыми веществами.
Почки перегоняют через себя всю кровь человека за 3 минуты, в связи с чем являются основным фильтром. Если фильтр повреждается, появляется воспалительный процесс или почечная недостаточность, продукты обмена не попадают через мочеточник в мочеиспускательный канал, а продолжают свое движение по организму. Токсины частично выводятся с потом, с продуктами метаболизма через кишечник, а также через легкие. Однако, полностью покинуть организм не могут, в связи с чем развивается острая интоксикация, которая несет угрозу жизни человека.
Функции мочевыделительной системы
Основные функции органов выделения заключаются в выведении из организма шлаков и избытка минеральных солей. Так как основную роль выделительной системы человека выполняют почки, важно понимать, как именно они очищают кровь и что может помешать их нормальной работе.
Когда кровь попадает в почки, она попадает в их корковый слой, где за счет клубочков нефрона происходит грубая фильтрация. Крупные белковые фракции и соединения возвращаются в кровеносное русло человека, снабжая его всеми необходимыми веществами. Мелкий мусор отправляется в мочеточник, чтобы вместе с мочой покинуть организм.
Здесь проявляет себя канальцевая реабсорбция, в ходе которой происходит обратное всасывание полезных веществ из первичной мочи в кровь человека. Некоторые вещества подвергаются реабсорбции с рядом особенностей. В случае переизбытка глюкозы в крови, что часто возникает при развитии сахарного диабета, почки не могут справиться со всем объемом. Некоторое выделяемое количество глюкозы может появиться в моче, что сигнализирует о развитии грозного заболевания.
При переработке аминокислот случается, что одновременно в крови могут находиться несколько подвидов, переносимых одинаковыми переносчиками. В этом случае реабсорбация может тормозиться и нагружать орган. Белок в норме не должен проявляться в моче, но при некоторых физиологических состояниях (высокая температура, тяжелая физическая работа) может быть обнаружен на выходе в небольших количествах. Такое состояние требует наблюдения и контроля.
Таким образом, почки в несколько этапов полностью фильтруют кровь, не оставляя вредных веществ. Однако, из-за переизбытка токсинов в организме, работа одного из процессов в мочевыделительной системе может быть нарушена. Это не является патологией, но требует консультации специалиста, так как при постоянных перегрузках орган быстро выходит из строя, нанося серьезный урон здоровью человека.
Кроме фильтрации, мочевыводительная система:
- регулирует баланс жидкости в организме человека;
- поддерживает кислотно-щелочной баланс;
- принимает участие во всех обменных процессах;
- регулирует артериальное давление;
- вырабатывает необходимые ферменты;
- обеспечивает нормальный гормональный фон;
- способствует улучшению всасывания в организм витаминов и минеральных веществ.
Если почки перестают работать, вредные фракции продолжают блуждать по сосудистому руслу, увеличивая концентрацию и приводя к медленному отравлению человека продуктами обмена. Потому, так важно поддерживать их нормальную работу.
Профилактические меры
Чтобы вся система выделения работала слаженно, необходимо тщательно следить за работой каждого из органов, относящихся к ней, и при малейшем сбое обращаться к специалисту. Для полноценной работы почек необходима гигиена органов выделения мочевыводительной системы. Лучшая профилактика в этом случае – минимальное количество вредных веществ, потребляемых организмом. Необходимо внимательно следить за питанием: не употреблять алкоголь в больших количествах, снизить содержание в рационе соленых, копченых, жаренных продуктов, а также продуктов, перенасыщенных консервантами.
Другие органы выделения человека также нуждаются в гигиене. Если говорить о легких, то необходимо ограничить нахождение в запыленных помещениях, местах скопления ядохимикатов, замкнутых пространствах с повышенным содержанием аллергенов в воздухе. Также следует не допускать болезней легких, раз в год проводить флюорографическое исследование, вовремя устранять очаги воспаления.
Не менее важно поддерживать нормальную работу желудочно-кишечного тракта. Из-за недостаточной выработки желчи или наличие воспалительных процессов в кишечнике или желудке, возможно возникновение бродильных процессов с выделением продуктов гниения. Попадая в кровь, они вызывают проявления интоксикации и могут привести к необратимым последствиям.
Что касается кожных покровов, то здесь все просто. Следует регулярно очищать их от различных загрязнений и бактерий. Однако, нельзя переусердствовать. Излишнее использование мыла и других моющих средств может нарушить работу сальных желез и привести ко снижению естественной защитной функции эпидермиса.
Органы выделения точно распознают, клетки каких веществ необходимы для поддержания всех жизненных систем, а какие могут нанести вред. Все лишнее они отсекают и выводят с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом. Если система перестает работать, человек умирает. Потому, важно следить за работой каждого органа и при ухудшении самочувствия незамедлительно обращаться к специалисту для обследования.
2pochku.ru
Выделительная система человека: кратко и ясно
Количество пищи, которое мы съедаем за всю жизнь, исчисляется десятками тонн, количество употребленных напитков – величина такого же порядка. До сих пор никто не лопнул, хотя шутки на эту тему будут всегда. Дело в том, что все, попадающее в организм проходит сложный цикл, связанный с измельчением и химическим преобразованием. А выводит отходы именно выделительная система человека. Презентация по этой теме получится небольшой. Вам потребуется 4 странички: про почки, легкие, прямую кишку с печенью, кожу.
Почки – самые большие труженики организма в деле выделения: 70% всех отходов выводятся именно ими. Они работают с самыми токсичными веществами, которые бывают в организме в норме – продуктами белкового обмена: креатинином, мочевиной и мочевой кислотой. Они также занимаются регуляцией количества жидкости, солей и помогают избавиться от чужеродных субстанций. Почки надежно укрыты со всех сторон: природа бережет эти органы выделительной системы человека. Если одна из почек больна, вторая берет на себя всю работу.
Продукт почек – моча — делается из крови, хотя и не имеет благородной репутации последней. Хотя в Индии даже к этой жидкости относились с уважением. В моче нет ничего того, чего не было бы в крови. Почки берут из крови все ненужное, а организму оставляют полезные вещества. Кровь в почке проходит 2 стадии превращения. Сначала из нее берется очень многое, даже полезное, затем нужное всасывается обратно. Для первого процесса надо мало энергии, второй же очень затратен, поэтому маленькая почка потребляет около 10% всего кислорода, который достался организму. Так сильно выделительная система человека нуждается в кислороде.
Чем больше выходит мочи, тем гуще становится кровь в сосудах, и наоборот. А от количества жидкости в сосудах напрямую зависит давление крови. Если давление падает – даже фильтрация не сможет происходить, а если давление очень большое, нефроны (фукнциональные единицы) начнут массово выходить из строя. Чтобы защитить себя, почки вырабатывают ренин. Этот гормон позволяет регулировать давление. Так как почки критически нуждаются в кислороде, они вырабатывают эритропоэтин , который заставляет костный мозг создавать эритроциты – переносчики кислорода. Так что каждый раз, когда вам не хватает воздуха во время бега, знайте, что почки дают в это время сигнал на выработку эритроцитов.
Моча спускается в мочевой пузырь, где накапливается до момента, когда взрослый человек решит его опорожнить. У маленького ребенка процессом этим заведует спинной мозг, однако в два года созревают соответствующие центры головного мозга и ребенок приучается ходить на горшок. Впрочем, даже взрослый может потерять контроль над процессом мочеиспускания, если мочи в пузыре будет более 500 мл. Нельзя терпеть долго постоянно: возможен застой мочи и образование камней.
Если почки не справляются, многие проблемы способна решить кожа. Она испаряет до литра в сутки. Если почки больны, пот может пахнуть, как моча. Также выделяют вещества наружу легкие – в том числе от 400 мл воды.
Выделительная система человека включает также прямую кишку. Ее связывают с печенью, потому что большая часть токсических веществ кала получается из желчи, а желчь печень формирует из «выловленных» из крови веществ. Однако вывести кал наружу непросто – работают мышцы брюшного пресса и кишечника одновременно. Прямая кишка опорожняется в норме раз в сутки, в среднем из нас выходит около 150г. Почки за месяц выводят примерно 45 л мочи. Так что нагрузка на эти органы немалая.
Выделительная система человека работает слаженно, если возникают проблемы у одного органа, другие берутся за чужую работу. Если болеет печень или почки, продукты белкового обмена выводят легкие и кожа, если же печень не справляется с отходами метаболизма гемоглобина, то этим займутся почки.
fb.ru
Органы выделения. Схема органов выделения
Выделение представляет собой удаление из организма токсинов, образованных в результате обмена веществ. Этот процесс является необходимым условием поддержания постоянства его внутренней среды — гомеостаза. Названия органов выделения животных разнообразны — специализированные трубочки, метанефридии. У человека для осуществления этого процесса есть целый механизм.
Система органов выделения
Обменные процессы достаточно сложны и происходят на всех уровнях — от молекулярного до организменного. Поэтому для их осуществления необходима целая система. Органы выделения человека выводят различные вещества.
Излишки воды удаляются из организма при помощи легких, кожи, кишечника и почек. Соли тяжелых металлов выделяют печень и кишечник.
Легкие — органы дыхания, суть которого заключается в поступлении в организм кислорода и удалении из него углекислого газа. Этот процесс имеет глобальное значение. Ведь выделяемый животными углекислый газ растения используют для фотосинтеза. При наличии двуокиси углерода, воды и света в зеленых частях растения, которые содержат пигмент хлорофилл, они образуют углевод глюкозу и кислород. Вот такой жизненно важный круговорот веществ в природе получается. Через легкие также непрерывно удаляется излишек воды.
Кишечник выводит наружу непереваренные остатки пищи, а вместе с ними и вредные продукты метаболизма, которые могут вызвать отравление организма.
Пищеварительная железа печень — настоящий фильтр для организма человека. В ней из крови отбираются ядовитые вещества. Печень выделяет особый фермент — желчь, который обезораживает токсины и выводит их из организма, в том числе яды алкоголя, наркотических веществ и лекарственных препаратов.
Роль кожи в процессах выделения
Все органы выделения незаменимы. Ведь при нарушении их функционирования в организме будут накапливаться ядовитые вещества — токсины. Особое значение в осуществлении этого процесса играет самый большой орган человека — кожа. Одна из ее важнейших функций — это осуществление терморегуляции. Во время интенсивной работы организм выделяет много тепла. Накапливаясь, оно может вызвать перегревание.
Кожа регулирует интенсивность отдачи тепла, сохраняя только его необходимое количество. Вместе с потом, кроме воды, из организма удаляются минеральные соли, мочевина и аммиак.
Как происходит теплообмен?
Человек является теплокровным существом. Это значит, что температура его тела не зависит от климатическиз условий, в которых он проживает или временно находится. Органические вещества, которые поступают с пищей: белки, жиры, углеводы — в пищеварительном тракте расщепляются до их составляющих. Они называются мономерами. В ходе этого процесса выделяется большое количество тепловой энергии. Поскольку температура окружающей среды чаще всего ниже температуры тела (36,6 градусов), согласно законам физики, организм отдает избыток тепла в окружающую среду, т.е. в том направлении, где его меньше. Так сохраняется температурное равновесие. Процесс отдачи и образования тепла организмом и называется терморегуляцией.
Когда человек потеет наиболее интенсивно? Когда на улице жарко. А в холодное время года пот практически не выделяется. Это происходит потому, что организму не выгодно терять тепло, когда его и так не очень много.
На процесс терморегуляции влияет и нервная система. Например, когда на экзамене потеют ладошки, это значит, что в состоянии волнения сосуды расширяются и теплоотдача увеличивается.
Строение мочевыделительной системы
Важную роль в процессах выделения продуктов обмена играет система органов мочевыделения. Она состоит из парных почек, мочеточников, мочевого пузыря, который открывается наружу мочеиспускательным каналом. Расположенный ниже рисунок (схема «Органы выделения») иллюстрирует расположение названных органов.
Почки — основной орган выделения
Органы выделения человека начинаются почками. Это парные органы бобовидной формы. Располагаются они в брюшной полости с обеих сторон позвоночника, к которому повернуты вогнутой стороной.
Снаружи каждая из них покрыта оболочкой. Через специальное углубление, которое называется почечные ворота, в орган входят кровеносные сосуды, нервные волокна и мочеточники.
Внутренний слой образован двумя видами веществ: корковым (темным) и мозговым (светлым). В почке образуется моча, которая собирается в особой емкости — лоханке, поступая из нее в мочеточник.
Нефрон — элементарная единица почки
Органы выделения, в частности почка, состоят из элементарных единиц строения. Именно в них обменные процессы происходят на клеточном уровне. Каждая почка состоит из миллиона нефронов — структурно-функциональных единиц.
Каждый из них образован почечным тельцем, которое, в свою очередь, окружает бокаловидная капсула с клубком кровеносных сосудов. Моча первоначально собирается именно здесь. От каждой капсулы отходят извитые канальцы первого и второго канальцев, открывающиеся собирательными трубочками.
Механизм образования мочи
Моча образуется из крови в результате двух процессов: фильтрации и реабсорбции. Первый из этих процессов происходит в тельцах нефрона. В результате фильтрации из плазмы крови выделяются все компоненты, кроме белков. Таким образом, в моче здорового человека не должно быть этого вещества. А его наличие свидетельствует о нарушении обменных процессов. В результате фильтрации образуется жидкость, которая называется первичной мочой. Ее количество — 150 л в сутки.
После наступает следующий этап — реабсорбция. Его суть заключается в том, что из первичной мочи в кровь назад всасываются все полезные для организма вещества: минеральные соли, аминокислоты, глюкоза, большое количество воды. В результате образуется вторичная моча — 1,5 л в сутки. В этом веществе у здорового человека не должно быть моносахарида глюкозы.
Вторичная моча на 96 % состоит из воды. Также в ее состав входят ионы натрия, калия и хлора, мочевина и мочевая кислота.
Рефлекторный характер мочеиспускания
Из каждого нефрона вторичная моча поступает в почечную лоханку, из которой по мочеточнику стекает в мочевой пузырь. Он представляет собой мышечный непарный орган. Объем мочевого пузыря увеличивается с возрастом и у взрослого человека достигает 0,75 л. Наружу пузырь открывается мочеиспускательным каналом. На выходе он ограничен двумя сфинктерами — круговыми мышцами.
Чтобы возникли позывы к процессу мочеиспускания, в пузыре должно накопиться около 0,3 л жидкости. Когда это происходит, рецепторы стенок раздражаются. Мышцы сокращаются, а сфинктеры расслабляются. Мочеиспускание происходит произвольно, т.е. взрослый человек в состоянии контролировать этот процесс. Регулируется мочеиспускание при помощи нервной системы, его центр находится в крестцовом отделе спинного мозга.
Функции органов выделения
Почки выполняют важную роль в процессе выведения конечных продуктов обмена из организма, регулируют водно-солевой обмен и поддерживают постоянство осмотического давления жидкой среды тела.
Органы выделения очищают организм от токсинов, поддерживая стабильный уровень содержания веществ, необходимых для нормального полноценного функционирования тела человека.
fb.ru
Выделительная система — «Энциклопедия»
ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (экскреторная система), совокупность органов, обеспечивающих выведение из организма животных и человека конечных продуктов обмена веществ, чужеродных и токсичных соединений, избытка органических и неорганических веществ, воды.
У простейших водорастворимые экскреты выводятся в окружающую среду путём диффузии через поверхность тела или при участии сократительных вакуолей; у пресноводных простейших выведение воды с помощью вакуолей обеспечивает осморегуляцию. У низших водных многоклеточных (губки, кишечнополостные) и малоактивных морских животных (иглокожие) продукты обмена (в основном аммиак) диффундируют через покровы тела в окружающую среду. У ряда беспозвоночных в зависимости от особенностей развития обычно выделяют два типа выделительных органов — нефридии, представленные системой трубочек эктодермального происхождения, врастающих внутрь тела, и целомодукты — протоки, развивающиеся из мезодермы и связывающие внутренние органы с поверхностью тела. У низших червей (в том числе киноринх, коловраток, скребней), приапулид, некоторых кольчатых червей, личинок полихет и моллюсков выделительная система представлена протонефридиями (системами трубок, заканчивающихся клетками с пучками длинных ресничек, движение которых обеспечивает циркуляцию жидкости). У большинства кольчатых червей в выделении участвуют метанефридии — трубчатые каналы, открывающиеся одним концом в полость тела, другим (выделительной порой) — наружу. Только целомодукты встречаются у онихофор, моллюсков и различных членистоногих. У моллюсков они открываются в полость предсердия (другой конец обращён в мантийную полость), у ракообразных — в основания антенн (антеннальные железы) или вторых максилл (максиллярные железы), у мечехвостов и некоторых паукообразных — у основания конечностей (коксальные железы).
Реклама
Обитание на суше требует экономии воды. Изменяется характер конечных продуктов обмена веществ и структура выделительной системы: легкорастворимые аммиак и мочевина заменяются труднорастворимыми гуанином (у паукообразных) или мочевой кислотой (у многоножек, насекомых, пресмыкающихся и птиц). Для наземных членистоногих характерен переход основной вьщелительной функции к стенкам кишечника (ложноскорпионы) или, чаще, мальпигиевым сосудам — слепым выростам кишечника на границе средней и задней кишки. Физиологическое преимущество последних в условиях дефицита воды в том, что легко выпадающие в осадок продукты обмена (в том числе мочевая кислота) выводятся в заднюю кишку. В ней происходит обратное всасывание воды, а обезвоженные экскреты вместе с непереваренными остатками пищи удаляются наружу. Вторичный переход наземных беспозвоночных к жизни в воде, например, личинок насекомых, привёл к замене конечных продуктов азотистого обмена (вместо мочевины — аммиак) и к возрастанию осморегуляторной функции выделительных органов (мальпигиевы сосуды и кишечник).
Своеобразной формой вьщеления труднорастворимых продуктов обмена является их накопление в специальных структурах — «почках накопления» у нематод, хлорагогенных клетках у дождевых червей, в межуточной ткани у пауков, в жировом теле у насекомых и многоножек, в печёночных выростах у мокриц и тому подобное. У хордовых (оболочники, асцидии) органами выделения служат мешочки накопления. В жаберной области у ланцетника имеется около 100 пар так называемых нефромиксиев, которые одним отверстием связаны с полостью тела, а другим открываются в околожаберную полость.
У позвоночных органами выделения служат целомодукты, скопления которых образуют почки; от них отходят мочеточники, впадающие непосредственно в клоаку или в мочевой пузырь, открывающийся наружу мочеиспускательным каналом. В эволюции позвоночных и в онтогенезе высших позвоночных наблюдается последовательная смена почек: передние (головные) почки (пронефрос), первичные туловищные почки (мезонефрос) и вторичные тазовые почки (метанефрос). Адаптация к жизни в море у некоторых позвоночных сопровождалась развитием новых вьщелительных органов, предназначенных для экскреции солей (например, ректальная железа у пластинчато-жаберных рыб, солевые железы у пресмыкающихся и птиц). У обитающих в пустыне млекопитающих высока способность почки к осмотическому концентрированию мочи. Функция органов выделения регулируется при участии нервной и эндокринной систем, аутакоидов; выделительная система участвует в поддержании гомеостаза. Выделительную функцию выполняют также лёгкие, жабры, печень, кишечник, кожа, солевые и потовые железы. Смотри Выделение, Дыхания органы.
Лит.: Коштоянц Х. С. Основы сравнительной физиологии. 2-е изд. М.; Л., 1951. Т. 1; Беклемишев В. Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. 3-е изд. М., 1964. Т. 2; Riegel J. А. Comparative physiology of renal excretion. Edinburgh, 1972; Наточин Ю. В. Эволюция водно-солевого обмена и почки // Эволюционная физиология. Л., 1983. Ч. 2; Dantzler W. Н. Comparative physiology of the vertebrate kidney. В., 1989.
Ю. В. Наточин.
knowledge.su
Выделительная система — Юнциклопедия
Выделительная система — совокупность органов, выводящих из организма животных и человека избыток воды, конечные продукты обмена веществ (углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др.), а также соли и чужеродные вещества. Процессы выделения играют важную роль в организме, поддерживая постоянство химического состава и объема жидкостей внутренней среды, осмотическое давление — необходимые условия эффективной деятельности различных органов и систем (см. Гомеостаз).
У простейших продукты выделения выводятся путем диффузии или с помощью сократительных вакуолей. У многоклеточных водных беспозвоночных выделение осуществляется специальными выделительными органами — протонефридиями и метанефридиями (у червей), целомодуктами (у моллюсков) или специальными железами (у ракообразных). У наземных обитателей (главным образом насекомых и паукообразных) выделительные функции выполняют стенки кишечника, а чаще — так называемые мальпигиевы сосуды, физиологическое преимущество которых в том, что выпадающие в осадок продукты обмена (мочевая кислота и др.) выводятся с мочой в заднюю кишку, где происходит поглощение воды, а обезвоженные продукты выделения вместе с непереваренными остатками пищи выводятся наружу через анальное отверстие. Выделительная система беспозвоночных показана на рис. 1, 2.
Выделительные функции у позвоночных выполняют почки, легкие, печень, толстая кишка, кожа. Легкие удаляют из организма диоксид углерода и воду, печень — желчные пигменты (продукты расщепления гемоглобина), толстая кишка — соли кальция и тяжелых металлов, кожа — воду, мочевину, соли натрия и др. Однако основным органом выделения являются почки (рис. 4), выводящие воду, мочевину, мочевую кислоту, креатин, соли.
В выделительной системе позвоночных два отдела: мочеообразовательный (почки) и моче-выводящий, состоящий из мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала (рис. 3).
Структурные и функциональные мочевыде-лительные элементы почек позвоночных — почечные тельца, или нефроны (рис. 5). В капсуле нефрона располагается клубочек примерно из 50 капиллярных петель. Причем приносящий кровь сосуд почти в два раза шире выносящего. Давление крови в приносящей артериоле — 95, в капиллярном клубочке — 57, а в выносящем сосуде — 25 мм рт. ст. Благодаря этому кровь фильтруется через мембраны клеток капиллярного клубочка и капсулы. Так возникает первичная моча, содержащая как используемые вновь (сахара, простые белки и пр.), так и выводимые из организма продукты жизнедеятельности.
В извитых канальцах, оплетенных сетью капилляров, происходит всасывание части воды с питательными веществами и образование вторичной мочи, в которой резко увеличивается количество ненужных организму веществ. По прямым канальцам моча стекает в полость почек и далее в мочеточники — парные трубочки, заканчивающиеся сфинктерами. По ним моча стекает в непарный мочевой пузырь. Его гладкие мышцы залегают тремя слоями. При наполнении пузыря рефлектор-но открывается его сфинктер, и моча выводится из организма.
Функциональная активность почек высока. Их масса у человека всего 120—200 г, а за сутки через них протекает при покое около 700 л крови, при усиленной работе — до 1500 л и более. За сутки образуется в среднем около 17 л первичной и 1,5 л вторичной мочи.
Почки — автономно работающий орган, скорость образования мочи в котором регулируется как нервными, так и гуморальными воздействиями. Импульсы с химических рецепторов дуги аорты, почечных лоханок, мочевого пузыря, прямой кишки через центры мочеотделения спинного и промежуточного мозга вызывают изменение притока крови к нефронам, открывая или закрывая сфинктеры приносящих сосудов. Изменяется мочеотделение (диурез) в зависимости от количества и качества съеденной и выпитой пищи, температуры, времени года и пр.
У подростков к 13—15 годам почки достигают структурных и функциональных показателей взрослых людей.
yunc.org
Выделение
Эволюция выделительной системы
В процессе эволюции продукты выделения и механизмы их выведения из организма сильно изменялись. С усложнением организации и переходом в новые среды обитания наряду с кожей и почками появлялись и другие органы выделения или выделительную функцию начинали вторично выполнять уже имеющиеся органы. Выделительные процессы у животных связаны с активизацией их обмена веществ, а также гораздо более сложными процессами жизнедеятельности.
Простейшие освобождаются путём диффузии их через мембрану. Для удаления излишка воды простейшие имеют сократительные вакуоли. Губки и кишечнополостные — продукты обмена удаляют тоже путём диффузии. Первые выделительные органы самого простого строения появляются у плоских червей и немертин. Они носят название протонефридиев, или пламенные клетки. У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов — метанефридиев. Органами выделения ракообразных являются зелёные железы, расположенные у основания антенн. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу. У насекомых имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт. Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных телец — нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа — метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как у человека) и длинную петлю Генле. В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды, что позволяет животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.
Таким образом, в различных группах живых организмов можно наблюдать различные органы выделения, адаптирующие данные организмы к выбранной ими среде обитания. Различное строение органов выделения ведёт к появлению различий в количестве и виде выделяемых продуктов обмена веществ. Наиболее общими продуктами выделения для всех организмов являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Далеко не все продукты обмена выводятся из организма. Многие из них являются полезными и входят в состав клеток этого организма.
Пути выделения продуктов обмена веществ
В результате обмена веществ образуются более простые конечные продукты: вода, углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. они, а также избыток минеральных солей удаляются из организма. Углекислый газ и некоторое количество воды в виде пара выводится через лёгкие. Основное количество воды (около 2 литров) с растворёнными в ней мочевиной, хлористым натрием и другими неорганическими солями выводится через почки и в меньшем количестве через потовые железы кожи. Функцию выделения до некоторой степени выполняет и печень. Соли тяжёлых металлов (меди, свинца), которые случайно попали с пищей в кишечник и являются сильными ядами, а также продукты гниения всасываются из кишечника в кровь и поступают в печень. Здесь они обезвреживаются — соединяются с органическими веществами, теряя при этом токсичность и способность всасываться в кровь, — и с желчью выводятся через кишечник, лёгких и кожи из организма удаляются конечные продукты диссимиляции, вредные вещества, избыток воды и неорганических веществ и поддерживается постоянство внутренней среды.
Органы выделения
Образующиеся в процессе обмена вещества вредные продукты распада (аммиак, мочевая кислота, мочевина и др.) должны быть удалены из организма. Это необходимое условие жизнедеятельности, поскольку накопление их вызывает самоотравление организма и гибель. В выведении ненужных организму веществ участвуют многие органы. Все нерастворимые в воде и, следовательно, не всасывающиеся в кишечнике вещества выводятся с калом. Углекислый газ, вода (частично), удаляются через лёгкие, а вода, соли, некоторые органические соединения — с потом через кожу. Однако большая часть продуктов распада выделяется в составе мочи через мочевыделительную систему. У высших позвоночных животных и у человека выделительная система состоит из двух почек с их выводными протоками — мочеточниками, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, по которому моча выводится наружу при сокращении мускулатуры стенок мочевого пузыря.
Почки — главный орган выделения, так как в них происходит процесс образования мочи.
Строение и работа почек
Почки — парный орган бобовидной формы — расположены на внутренней поверхности задней стенки брюшной полости на уровне поясницы. К почкам подходят почечные артерии и нервы, а отходят от них мочеточники и вены. Вещество почки состоит из двух слоёв: наружный (корковый) более тёмный, и внутренний (мозговой) светлый.
Мозговое вещество представлено многочисленными извитыми канальцами, идущими от капсул нефронов и возвращающимися в кору почек. Светлый внутренний слой состоит из собирательных трубок, образующих пирамидки, обращённые вершинами внутрь и заканчивающиеся отверстиями. По извитым почечным канальцами, густо оплетёнными капиллярами, из капсулы проходит первичная моча. Из первичной мочи в капилляры возвращается (реабсорбируется) часть воды, глюкоза. Оставшаяся более концентрированная вторичная моча поступает в пирамидки.
Почечная лоханка имеет форму воронки, широкой стороной обращённой к пирамидкам, узкой — к воротам почки. К ней примыкают две большие чаши. По трубочкам пирамидок, через сосочки, вторичная моча просачивается сначала в малые чашечки (их 8-9 штук), затем в две большие чашечки, а из них в почечную лоханку, где собирается и проводится в мочеточник.
Ворота почки — вогнутая сторона почки, от которой отходит мочеточник. Здесь же в почку входит почечная артерия и отсюда же выходит почечная вена. По мочеточнику вторичная моча постоянно стекает в мочевой пузырь. По почечной артерии непрерывно приносится кровь, подлежащая очистке от конечных продуктов жизнедеятельности. После прохождения через сосудистую систему почки кровь из артериальной становится венозной и выносится в почечную вену.
Мочеточники. Парные трубки 30–35 см длиной, состоят из гладкой мускулатуры, выстланы эпителием, снаружи покрыты соединительной тканью. Соединяют почечную лоханку с мочевым пузырём.
Мочевой пузырь. Мешок, стенки которого состоят из гладкой мускулатуры, выстланной переходным эпителием. У мочевого пузыря выделяют верхушку, тело и дно. В области дна к нему под острым углом подходят мочеточники. От дна же — шейки — начинается мочеиспускательный канал. Стенка мочевого пузыря состоит из трёх слоёв: слизистой оболочки, мышечного слоя и соединительнотканной оболочки. Слизистая оболочка выстлана переходным эпителием, способным собираться в складки и растягиваться. В области шейки мочевого пузыря имеется сфинктер (мышечный сжиматель). Функция мочевого пузыря заключается в накапливании мочи и при сокращении стенок выделять мочу наружу через (3 — 3,5 часа).
Мочеиспускательный канал. Трубка, стенки которой состоят из гладкой мускулатуры, выстланной эпителием (многорядным и цилиндрическим). У выходного отверстия канала имеется сфинктер. Выводит мочу во внешнюю среду.
Каждая почка состоит из огромного количества (около миллиона) сложных образований — нефронов. Нефрон — функциональная единица почки. Капсулы расположены в корковом слое почки, тогда как канальцы — преимущественно в мозговом. Капсула нефрона напоминает шар, верхняя часть которого вдавлена в нижнюю, так что между его стенками образуется щель — полость капсулы.
От неё отходит тоненькая и длинная извитая трубочка — каналец. Стенки канальца, как и каждая из двух стенок капсулы, образованы одним слоем эпителиальных клеток.
Почечная артерия, войдя в почку, делится на большое количество веточек. Тонкий сосуд, называющийся переносящей артерией, заходит во вдавленную часть капсулы, образуя там клубочек капилляров. Капилляры собираются в сосуд, который выходит из капсулы, — выносящую артерию. Последняя подходит к извилистому канальцу и снова распадается на капилляры, оплетающие его. Эти капилляры собираются в вены, которые, сливаясь, образуют почечную вену и выносят кровь из почки.
Нефроны
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из капсулы клубочка, имеющей форму двустенного бокала, и канальцев. Капсула охватывает клубочковую капиллярную сеть, в результате формируется почечное (мальпигиево) тельце.
Капсула клубочка продолжается в проксимальный извитый каналец. За ним следует петля нефрона, состоящая из нисходящей и восходящей частей. Петля нефрона переходит в дистальный извитый каналец, впадающий в собирательную трубочку. Собирательные трубочки продолжаются в сосочковые протоки. На всём протяжении канальцы нефрона окружены прилегающими к ним кровеносными капиллярами.
Образование мочи
Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. В основе мочеобразования лежат два процесса — фильтрация и реабсорбция.
Фильтрация происходит в капсулах. Диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей, поэтому давление крови в капиллярах клубочка достаточно высокое (70–80 мм рт.ст.). благодаря такому высокому давлению плазма крови вместе с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами проталкивается сквозь тонкую стенку капилляра и внутреннюю стенку капсулы. При этом профильтровываются все вещества с относительно малым диаметром молекул. Вещества с крупными молекулами (белки), а также форменные элементы крови остаются в крови. Таким образом, в результате фильтрации образуется первичная моча, в состав которой входят все компоненты плазмы крови (соли, аминокислоты, глюкоза и другие вещества) за исключением белков и жиров. Концентрация этих веществ в первичной моче такая же, как ив плазме крови.
Образовавшаяся в результате фильтрации в капсулах первичная моча поступает в канальцы. По мере её прохождения по канальцам эпителиальные клетки их стенок отбирают обратно, возвращают в кровь значительное количество воды и необходимые организму вещества. Этот процесс называется реабсорбцией. В отличие от фильтрации он протекает за счёт активной деятельности клеток канальцевого эпителия с затратами энергии и поглощением кислорода. Некоторые вещества (глюкоза, аминокислоты) реабсорбируют полностью, так что во вторичной моче, которая поступает в мочевой пузырь, их нет. Другие вещества (минеральные соли) всасываются из канальцев в кровь в необходимых организму количествах, а остальное количество выводится наружу.
Большая суммарная поверхность почечных канальцев (до 40–50 м2) и активная деятельность их клеток способствуют тому, что из 150 литров суточной первичной мочи образуется только 1,5–2,0 литра вторичной (конечной). У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется 60–120 мл вторичной. Это значит, что 98–99% её всасывается обратно. Вторичная моча отличается от первичной отсутствием сахара, аминокислот и повышенной концентрацией мочевины (почти в 70 раз).
Непрерывно образующаяся моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь (резервуар мочи), из которого по мочеиспускательному каналу периодически выводится из организма.
Регуляция деятельности почек
Деятельность почек, как и деятельность других выделительных систем, регулируется нервной системой и железами внутренней секреции — главным образом.
гипофизом. Прекращение работы почек неминуемо ведёт к смерти, наступающей в результате отравления организма вредными продуктами обмена веществ.
Функции почек
Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме множество различных функций.
| Функция | |
| Выделительная | Почки удаляют из организма избыток воды, органических и неорганических веществ, продукты азотного обмена. |
| Регуляция водного баланса | Позволяет контролировать объём крови, лимфы и внутриклеточной жидкости за счёт изменения объёма выводимой с мочой воды. |
| Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей (осморегуляция) | Происходит за счёт изменения количества выводимых осмотически активных веществ. |
| Регуляция ионного состава жидкостей | Обусловлена возможностью избирательного изменения интенсивности экскреции различных ионов с мочой. Влияет также и на кислотноосновное состояние путём экскреции водородных ионов. |
| Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ | Гормоны, витамины, ферменты. |
| Регуляция | Регуляция артериального давления путём изменения объёма циркулирующей в организме крови. |
| Регуляция эритропоэза | Выделяющийся гормон эритропоэтин влияет на активность деления стволовых клеток красного костного мозга, изменяя тем самым количество форменный элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) в крови. |
| Образование гуморальных факторов | Свёртывание крови (тромбобластина, тромбоксана), а также участие в обмене физиологического антикоагулянта гепарина. |
| Метаболистическая | Принимают участие в обмене белков, липидов и углеводов. |
| Защитная | Обеспечивают выделение из организма различных токсичных соединений. |
Выделение у растений
Растения, в отличие от животных, выделяют лишь небольшие количества азотистых продуктов, которые выводятся в виде аммиака путём диффузии. Водные растения выделяют продукты метаболизма путём диффузии в окружающую среду. Наземные же растения накапливают ненужные вещества (соли и органические вещества — кислоты) в листьях — и освобождаются от них при листопаде или же накапливают их в стеблях и листьях, которые осенью отмирают. За счёт изменения тургорного давления в клетках растения могут переносить даже значительные сдвиги в осмотической концентрации окружающей жидкости до тех пор, пока она остаётся ниже осмотической концентрации внутри клеток. Если же концентрация растворённых веществ в окружающей жидкости выше, чем внутри клеток, то происходит плазмолиз и гибель клеток.
biouroki.ru
