Selecţie

În procesul de evoluție, produsele de excreție și mecanismele de excreție a acestora din organism s-au schimbat foarte mult. Odată cu complicația organizării și trecerea la noi habitate, împreună cu pielea și rinichii, au apărut și alte organe de excreție sau funcția de excreție a început să îndeplinească organele existente pentru a doua oară. Procesele excretorii la animale sunt asociate cu activarea metabolismului lor, precum și cu procese de viață mult mai complexe.

Protozoare eliberat prin difuzie prin membrană. Pentru a elimina excesul de apă, protozoarele au vacuole contractile. Bureții și celenterate- produsele metabolice se elimina si prin difuzie. Primele organe excretoare ale celei mai simple structuri apar în viermi plati si nemerteni. Ele sunt numite protonefridie sau celule de flacără. La anelideîn fiecare segment al corpului există câte o pereche de organe excretoare specializate – metanefridia. organele excretoare crustacee sunt glande verzi situate la baza antenelor. Urina se acumulează în vezică și apoi curge afară. La insecte Există tubuli Malpighieni care se deschid în tractul digestiv. Sistemul excretor la toate vertebratele este practic același: este format din corpuri renale - nefroni, cu ajutorul cărora produsele metabolice sunt îndepărtate din sânge. La păsări și mamifereîn procesul de evoluție, a fost dezvoltat un rinichi de al treilea tip - metanefros, ai cărui tubuli au două secțiuni foarte contorte (ca la om) și o buclă lungă de Henle. În secțiunile lungi ale tubului renal, apa este reabsorbită, ceea ce permite animalelor să se adapteze cu succes la viața de pe uscat și să folosească apa cu moderație.

Astfel, în diverse grupuri de organisme vii se pot observa diverse organe excretoare care adaptează aceste organisme la habitatul ales. Structura diferită a organelor excretoare duce la diferențe în cantitatea și tipul de produse metabolice excretate. Cele mai comune produse excretoare pentru toate organismele sunt amoniacul, ureea și acidul uric. Nu toate produsele metabolice sunt excretate din organism. Multe dintre ele sunt utile și fac parte din celulele acestui organism.

Modalități de excreție a produselor metabolice

Ca urmare a metabolismului, se formează produse finale mai simple: apă, dioxid de carbon, uree, acid uric etc., acestea, precum și sărurile minerale în exces, sunt îndepărtate din organism. Dioxidul de carbon și puțină apă sunt expulzate sub formă de vapori prin plămâni. Cantitatea principală de apă (aproximativ 2 litri) cu uree, clorură de sodiu și alte săruri anorganice dizolvate în ea este excretată prin rinichi și, într-o măsură mai mică, prin glandele sudoripare ale pielii. Într-o oarecare măsură, ficatul îndeplinește și funcția de excreție. Sărurile metalelor grele (cupru, plumb), care au intrat accidental în intestine cu alimente și sunt otrăvuri puternice, precum și produse de degradare, sunt absorbite din intestine în sânge și intră în ficat. Aici sunt neutralizate - se combină cu substanțe organice, pierzând în același timp toxicitatea și capacitatea de a fi absorbite în sânge - și sunt excretate cu bilă prin intestine, plămâni și piele, produse finale ale disimilației, substanțe nocive, exces de apă și substanțe anorganice. substanțele sunt îndepărtate din organism și se menține constanța mediului intern .

organele excretoare

Formați în procesul de metabolism, produsele de degradare nocive (amoniac, acid uric, uree etc.) trebuie îndepărtate din organism. Aceasta este o condiție necesară pentru viață, deoarece acumularea lor provoacă auto-otrăvirea corpului și moartea. Multe organe sunt implicate în excreția de substanțe inutile organismului. Toate substanțele care sunt insolubile în apă și, prin urmare, nu sunt absorbite în intestin, sunt excretate în fecale. Dioxidul de carbon, apa (parțial) sunt îndepărtate prin plămâni, iar apa, sărurile, unii compuși organici - cu transpirație prin piele. Cu toate acestea, majoritatea produselor de carie sunt excretate prin urină prin sistemul urinar. La vertebratele superioare și la om, sistemul excretor este format din doi rinichi cu canalele lor excretoare - ureterele, vezica urinară și uretra, prin care urina este excretată în exterior atunci când mușchii pereților vezicii urinare se contractă.

Rinichii sunt organul principal de excreție, deoarece procesul de formare a urinei are loc în ei.

Structura și funcția rinichilor

rinichi- un organ pereche în formă de fasole - situat pe suprafața interioară a peretelui posterior al cavității abdominale la nivelul spatelui inferior. Arterele și nervii renali se apropie de rinichi, iar ureterele și venele se îndepărtează de ei. Substanța rinichiului este formată din două straturi: exteriorul ( cortical) este mai întunecat și intern ( cerebral) Deschis la culoare.

medular Este reprezentata de numerosi tubuli contorti care provin din capsulele nefronilor si revin in cortexul renal. Stratul interior ușor este format din canale colectoare care formează piramide cu vârfurile întoarse spre interior și care se termină cu găuri. Prin tubii renali contorți, capilare dens împletite, urina primară trece din capsulă. Din urina primară, glucoza este returnată (reabsorbită) către capilare. Urina secundară mai concentrată rămasă intră în piramide.

Pelvis Are forma unei pâlnii, cu o latură largă îndreptată spre piramide, o latură îngustă - până la porțile rinichiului. Două boluri mari i se alătură. Prin tuburile piramidelor, prin papile, urina secundară se infiltrează mai întâi în calicele mici (sunt 8-9), apoi în două calice mari, iar din acestea în pelvisul renal, unde este colectată și transportată. în ureter.

Poarta rinichilor- partea concavă a rinichiului, din care pleacă ureterul. Aici artera renală intră în rinichi și vena renală iese de aici. Ureterul drenează în mod constant urina secundară în vezică. Artera renală aduce continuu sânge pentru a fi curățat de produsele finale ale vieții. După trecerea prin sistemul vascular al rinichilor, sângele din arterial devine venos și este transportat în vena renală.

Uretere. Tuburile pereche au lungimea de 30–35 cm, constau din mușchi netezi, sunt căptușite cu epiteliu și sunt acoperite cu țesut conjunctiv la exterior. Conectați pelvisul renal la vezica urinară.

Vezică. Un sac ai cărui pereți sunt formați din mușchi netezi căptușiți cu epiteliu de tranziție. Vezica urinară are apex, corp și fundus. În zona fundului, ureterele se apropie de el într-un unghi ascuțit. De jos - gâtul - începe uretra. Peretele vezicii urinare este format din trei straturi: membrana mucoasă, stratul muscular și membrana de țesut conjunctiv. Mucoasa este căptușită cu epiteliu de tranziție care se poate plia și întinde. În regiunea gâtului vezicii urinare există un sfincter (constrictor muscular). Funcția vezicii urinare este de a acumula urina și, odată cu contracția pereților, de a elimina urina în exterior după (3 - 3,5 ore).

Uretra. Un tub ai cărui pereți sunt formați din mușchi netezi căptușiți cu epiteliu (stratificat și cilindric). La ieșirea canalului se află un sfincter. Îndepărtează urina spre exterior.

Fiecare rinichi este format dintr-un număr mare (aproximativ un milion) de formațiuni complexe - nefroni. Nefronul este unitatea funcțională a rinichiului. Capsulele sunt localizate în stratul cortical al rinichiului, în timp ce tubii sunt localizați în principal în medular. Capsula nefronului seamănă cu o minge, a cărei parte superioară este presată în cea inferioară, astfel încât se formează un spațiu între pereții săi - cavitatea capsulei.

Din el pleacă un tub contort subțire și lung - un tub. Pereții tubului, la fel ca fiecare dintre cei doi pereți ai capsulei, sunt formați dintr-un singur strat de celule epiteliale.

Artera renală, care a intrat în rinichi, se împarte într-un număr mare de ramuri. Un vas subțire, numit arteră de transfer, pătrunde în partea deprimată a capsulei, formând acolo un glomerulus de capilare. Capilarele sunt colectate într-un vas care iese din capsulă - artera eferentă. Acesta din urmă se apropie de tubul contort și se rupe din nou în capilare care îl împletesc. Aceste capilare se adună în vene, care se îmbină pentru a forma vena renală și transportă sângele din rinichi.

Nefroni

Unitatea structurală și funcțională a rinichiului este nefronul, care constă dintr-o capsulă glomerulară, care are forma unui sticla cu pereți dubli, și tubuli. Capsulă acoperă rețeaua capilară glomerulară, rezultând formarea corpului renal (malpighian).

Capsula glomerulară continuă în tubul contort proximal. Este urmat de bucla nefronică, alcătuită din părți descendetoare și ascendente. Ansa nefronului trece în tubul contort distal căzând în canal colector. Canalele colectoare continuă în canalele papilare. De-a lungul tubilor nefronului sunt înconjurați de capilare sanguine adiacente.

Formarea urinei

Urina se formează în rinichi din sânge, cu care rinichii sunt bine aprovizionați. Formarea urinei se bazează pe două procese - filtrare și reabsorbție.

Filtrare apare în capsule. Diametrul arterei aferente este mai mare decât cel al arterei eferente, astfel încât tensiunea arterială în capilarele glomerulului este destul de mare (70–80 mm Hg). datorită unei presiuni atât de ridicate, plasma sanguină, împreună cu substanțele anorganice și organice dizolvate în ea, este împinsă prin peretele subțire al capilarului și peretele interior al capsulei. În acest caz, toate substanțele cu un diametru molecular relativ mic sunt filtrate. Substanțele cu molecule mari (proteine), precum și celulele sanguine, rămân în sânge. Astfel, ca urmare a filtrării, urina primara, care include toate componentele plasmei sanguine (săruri, aminoacizi, glucoză și alte substanțe), cu excepția proteinelor și a grăsimilor. Concentrația acestor substanțe în urina primară este aceeași ca și în plasma sanguină.

Urina primară formată ca urmare a filtrării în capsule pătrunde în tubuli. Pe măsură ce trece prin tubuli, celulele epiteliale ale pereților lor sunt preluate înapoi, returnând în sânge o cantitate semnificativă de apă și substanțe necesare organismului. Acest proces se numește reabsorbție. Spre deosebire de filtrare, aceasta are loc datorită activității active a celulelor epiteliului tubular cu costuri energetice și absorbție de oxigen. Unele substante (glucoza, aminoacizi) sunt complet reabsorbite, astfel incat in timpul urina secundara care intră în vezică, nu sunt. Alte substanțe (săruri minerale) sunt absorbite din tubuli în sânge în cantitățile necesare organismului, iar restul este excretat.

Suprafața totală mare a tubilor renali (până la 40–50 m 2) și activitatea activă a celulelor acestora contribuie la faptul că din 150 de litri de urină primară zilnică se formează doar 1,5–2,0 litri. secundar(final). La o persoană, se formează până la 7200 ml de urină primară pe oră și se excretă 60-120 ml de urină secundară. Aceasta înseamnă că 98-99% din ea este absorbită înapoi. Urina secundară diferă de cea primară prin absența zahărului, a aminoacizilor și o concentrație crescută de uree (de aproape 70 de ori).

Urina formată continuu prin uretere intră în vezică (rezervor de urină), din care este excretată periodic din organism prin uretră.

Reglarea activității rinichilor

Activitatea rinichilor, ca și activitatea altor sisteme excretoare, este reglată de sistemul nervos și de glandele endocrine - în principal

glanda pituitară. Încetarea activității rinichilor duce inevitabil la moarte, care apare ca urmare a otrăvirii organismului cu produse metabolice dăunătoare.

Funcțiile rinichilor

Rinichii sunt principalul organ excretor. Ele îndeplinesc multe funcții diferite în organism.

Izolarea în plante

Plante, spre deosebire de animale, emit doar cantități mici de produse azotate, care sunt excretate sub formă de amoniac prin difuzie. Plantele acvatice eliberează produse metabolice prin difuzie în mediu. Plantele terestre acumulează substanțe inutile (săruri și substanțe organice - acizi) în frunze - și sunt eliberate din ele în timpul căderii frunzelor sau le acumulează în tulpini și frunze care mor toamna. Datorită modificărilor presiunii turgenței în celule, plantele pot tolera chiar și schimbări semnificative ale concentrației osmotice a fluidului înconjurător atâta timp cât acesta rămâne sub concentrația osmotică din interiorul celulelor. Dacă concentrația de substanțe dizolvate în fluidul înconjurător este mai mare decât în ​​interiorul celulelor, atunci au loc plasmoliza și moartea celulelor.