Что такое выделение биология

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 м 2 ) 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.

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.

Источник

Мочевыделительная система

Выделение

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.

Почки

Функции почек

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.

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

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

Нефрон

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.

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.

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

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

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

Регуляция работы почек

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.

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.

Источник

Урок Бесплатно Выделительная система

Введение

Выделение- это часть обмена веществ, осуществляемая путем выведения из организма конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптимального состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности.

Эволюция выделительной системы

Эволюция системы выделения шла в направлении создания специализированных органов, обеспечивающих выведение из организма, образующихся в процессе жизнедеятельности, опасных, а иногда просто ядовитых веществ.

Простейшие выделяют продукты жизнедеятельности через клеточную мембрану.

У пресноводных простейших (инфузория туфелька) имеются сократительные вакуоли.

Кишечнополостные (гидры, коралловые полипы, медузы) не имеют специализированных органов или систем выделения.

Удаление продуктов обмена происходит через всю поверхность тела диффузно в кишечную полость, а оттуда вымывается водой.

У плоских и круглых червей появляются протонефридии, представленные звездчатыми клетками, от которых отходят тонкие извитые трубочки- канальцы, образующие поры на поверхности тела.

Некоторые круглые черви могут накапливать продукты обмена в теле.

Трубочки оплетены кровеносными сосудами, в них происходит обратное всасывание жидкости (воды).

Представители типа Моллюски имеют почки (1- 2, реже 3- 4), которые лежат под сердцем.

Они похожи по строению на метанефридии: проводящие канальцы и выделительные поры.

Ракообразные обитатели водной среды имеют специальные зеленые железы, открывающиеся у основания усиков.

Паукообразные и Насекомые используют для выделения мальпигиевы сосуды, открывающиеся передним концом в прямую кишку.

В полости тела располагаются слепо оканчивающиеся канальцы этих сосудов.

Рыбы имеют две лентовидные красно- бурые туловищные почки, лежащие сверху полости тела, под позвоночником.

Последовательность органов выделения рыб: почки, мочеточники, мочевой пузырь (у большинства костных рыб), мочевое отверстие.

Основной продукт обмена- аммиак, выведение которого сопряжено с большими потерями воды.

Амфибии приобрели в процессе эволюции две туловищные почки, которые открываются воронками в полость тела.

Выделение у амфибий происходит через почки. Затем мочеточники впадают в мочевой пузырь, который открывается в клоаку или клоачное отверстие.

Основной продукт обмена веществ- мочевина, растворимая в воде.

Рептилии и птицы имеют схожие тазовые почки и, соответственно, органы выделения: почки, мочеточники, мочевой пузырь, клоака.

Моча пресмыкающихся состоит из мочевой кислоты, плохо растворимой в воде.

Она похожа на мелкие кристаллики, которые накапливаются в мочевом пузыре.

У птиц отсутствует мочевой пузырь, чтобы облегчить массу тела в полете.

Продукты обмена выделяются в виде кашицеобразной мочевой кислоты наружу сразу, как образуются.

Млекопитающие имеют две тазовые почки.

Последовательность органов выделения у млекопитающих следующая:

почки → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал.

Основной продукт обмена- мочевина.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Органы выделения человека

Организм человека приспособился выделять продукты жизнедеятельности не только через почки, но и через другие, менее специализированные органы.

В нашей таблице представлен список органов и выделяемых через них веществ:

Избыток воды, неорганические и органические вещества, конечные продукты обмена, токсины

Углекислый газ, пары воды, пары некоторых веществ (алкоголь, хлороформ)

Тяжелые металлы, лекарства (морфий), чужеродные органические соединения

Продукты азотистого обмена (мочевина), гормоны (тироксин), продукты распада гемоглобина, токсины, лекарства

Тяжелые металлы, лекарства

Тяжелые металлы, лекарства

Вода, соли, мочевая кислота, молочная кислота, токсины, мочевина

Токсичный конечный продукт азотистого обмена, аммиак, превращается в воде в мочевину (50- 60 грамм в сутки).

Часть азота выводится в виде мочевой кислоты, креатина и креатинина.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Строение органов мочевыделительной системы

Центральный орган мочевыделительной системы- это почки.

Почки занимаются фильтрацией крови и созданием мочи.

Почки- паренхиматозные органы бобовидной формы, расположенные на спинной стороне по бокам поясничного отдела позвоночника.

Размер каждой почки примерно 4х6х12 см и вес примерно 150 грамм.

Почка окружена тремя оболочками (капсулами):

Паренхима почки включает в себя:

Мочеточники- полые трубки, соединяющие почки с мочевым пузырем.

Их стенка состоит из эпителиального, гладкомышечного и соединительнотканного слоя.

Благодаря сокращению гладких мышц происходит отток мочи от почек в мочевой пузырь.

Мочевой пузырь— полый орган, способный к сильному растяжению.

Ежедневно накапливает 1,5 литра мочи и больше в зависимости от количества выпитой жидкости.

Функция мочевого пузыря:

Как все полые органы, мочевой пузырь имеет трехслойную стенку:

Мочеиспускательный канал— трубка, соединяющая мочевой пузырь с внешней средой.

Стенка канала состоит из 3- х оболочек: эпителиальной, мышечной и соединительнотканной.

Выходное отверстие мочеиспускательного канала называется уретрой.

Два сфинктера перекрывают просвет канала в районе соединения с мочевым пузырем и в уретре.

У женщин мочеиспускательный канал более короткий (около 4 см), и инфекции проще проникнуть в женскую мочеполовую систему.

У мужчин мочеиспускательный канал служит для выделения не только мочи, но и спермы.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Этапы формирования мочи

Количество нефронов достигает 2 миллионов в каждой почке.

Нефроны не могут восстанавливаться при повреждениях!

Каждый нефрон состоит из:

Весь процесс формирования мочи можно условно поделить на 3 этапа:

На первом этапе происходит отделение крови от эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и белков плазмы.

Каждый нефрон в своих почечных клубочках производит ультрафильтрацию крови, после этого образуется первичная моча.

Первичная моча— это та же самая кровь, за исключением белков плазмы и форменных элементов.

Состав первичной мочи: вода, минеральные соли, токсины, аминокислоты, глюкоза, витамины.

Каждый день человек выделяет около 170 литров первичной мочи.

Наш организм устроен уникальным образом и живет по принципу экономии.

Выводя продукты жизнедеятельности во внешнюю среду организм стремится сэкономить воду и питательные вещества, поэтому первичная моча подвергается реабсорбции или процессу обратного всасывания воды и полезных веществ.

На этапе формирования вторичной мочи, обратно в кровь всасываются ионы натрия и хлора, аминокислоты, глюкоза, витамины и микроэлементы.

Во вторичной моче остаются лишь вода, соли, токсины и продукты метаболизма.

Затем вторичная моча собирается в почечную лоханку и по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, где ждет удобного момента выделения из организма наружу.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Моча- продукт жизнедеятельности человека и животных, выделяемый почками.

Количество выделяемой в сутки мочи, называется диурез.

Желтую окраску придает моче уробилин – продукт распада гема белка гемоглобина.

Необычный цвет мочи может рассказать о рационе человека или о проблемах со здоровьем.

Например, красноватый цвет мочи возникает при употреблении в пищу свеклы или попадании крови в мочу.

Анализ мочи может многое рассказать врачу о пациенте и помочь более точно поставить диагноз

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Функции и регуляция работы почек

Роль почек в организме не ограничивается только выделением конечных продуктов азотистого обмена и избытка воды.

Почки также активно участвуют в поддержании процессов гомеостаза:

Эндокринная функция почек заключается в синтезе и выделении в кровь биологически активных веществ: ренина, регулирующего артериальное давление, и эритропоэтина, регулирующего скорость образования эритроцитов

Почки принимают участие в обмене веществ.

И самая главная, экскреторная функция- это выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.).

Организм человека управляет работой почек посредством гормонов:

Клубочки и извитые канальцы снабжены веточками симпатического и блуждающего нервов.

При раздражении чревного нерва симпатической системы уменьшается выделение мочи ввиду сужения кровеносных сосудов, приносящих кровь.

Раздражение блуждающего нерва также уменьшает количество мочи за счет повышения абсорбции воды и ионов натрия.

Раздражение парасимпатических волокон, идущих в составе блуждающих нервов, вызывает усиление реабсорбции глюкозы и секреции органических кислот.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник