Udržiavanie normálnej úrovne metabolizmu v tele, nazývanej homeostáza, sa uskutočňuje pomocou neuro-humorálnej regulácie procesov dýchania, trávenia, krvného obehu, vylučovania a reprodukcie. Tento článok sa bude zaoberať systémom vylučovacích orgánov ľudí a zvierat, ich štruktúrou a funkciami, ako aj ich významom v metabolických reakciách živých organizmov.
Biologický význam vylučovacích orgánov
V dôsledku metabolizmu, ktorý prebieha v každej bunke živého organizmu, sa hromadí veľké množstvo toxických látok: oxid uhličitý, amoniak, soli. Na ich odstránenie je potrebný systém, ktorý odvádza toxíny do vonkajšieho prostredia. Štruktúru a funkcie orgánov vylučovacej sústavy študuje anatómia a fyziológia.
Po prvý raz sa u bezstavovcov objavuje samostatný vylučovací orgán s bilaterálnou symetriou. Steny ich tela pozostávajú z troch vrstiev: exomeso- a endoderm. Pre takéto organizmyzahŕňajú ploché červy a škrkavky a samotný vylučovací systém predstavujú protonefrídie.
Ako fungujú vylučovacie orgány u plochých červov a nematód
Protonefrídie sú systém tubulárnych útvarov vybiehajúcich z hlavného pozdĺžneho kanála. Vznikajú z vonkajšej zárodočnej vrstvy – exodermu. Toxíny a prebytočné ióny sa odstraňujú na povrch tela helmintov cez póry.
Vnútorný koniec protonefrídie je vybavený skupinou výbežkov - riasinkami alebo bičíkmi. Ich vlnité pohyby miešajú medzibunkovú tekutinu, čo zlepšuje filtračné funkcie vylučovacích kanálikov.
Progresívne komplikácie vylučovacích orgánov u annelidiek
Prsteny, napríklad dážďovka, nereis, piesočný červ, odstraňujú splodiny metabolizmu z ich tela pomocou metanefrídií – vylučovacích orgánov červov. Majú formu tubulov, ktorých jeden koniec je leukoidne rozšírený a vybavený mihalnicami a druhý ide do kože zvieraťa a má dieru - pór. Komplikácia vylučovacích orgánov u dážďoviek sa vysvetľuje objavením sa sekundárnej telesnej dutiny - coelomu.
Vlastnosti štruktúry a funkcie malpighických ciev
U predstaviteľov typu článkonožcov má vylučovací orgán formu vetviacich sa tubulov, do ktorých sa z hemolymfy - intrakavitárnej tekutiny vstrebávajú rozpustené produkty látkovej výmeny a prebytočná voda. Nazývajú sa malpighické cievy a sú charakteristické pre zástupcov tried pavúkovcov a hmyzu. V tom druhom okrem vylučovacíchtubuly, existuje ďalší orgán - tukové teleso, v ktorom sa hromadia produkty látkovej výmeny. Malpighické cievy, do ktorých sa dostali toxické látky, prúdia do zadného čreva. Odtiaľ sa metabolické produkty vylučujú cez konečník.
Vylučovací orgán u kôrovcov - raky, homáre, langusty - predstavujú zelené žľazy, čo sú modifikované metanefrídie. Sú umiestnené na cefalothoraxe zvieraťa, za základňou antén. Pod zelenými žľazami u kôrovcov je močový mechúr, ktorý sa otvára vylučovacím pórom.
Vylučovací orgán v rybách
U zástupcov triedy kostnatých rýb existuje ďalšia komplikácia vylučovacieho systému. Má vzhľad tmavočervených stuhovitých teliesok - obličiek trupu umiestnených nad plaveckým mechúrom. Z každého z nich odchádza močovod, cez ktorý prúdi moč do močového mechúra a z neho do urogenitálneho otvoru. U predstaviteľov triedy chrupavých rýb (žraloky, raje) prúdia močovody do kloaky a chýba močový mechúr.
Na základe štruktúry vylučovacieho systému sú všetky kostnaté ryby rozdelené do troch skupín: ryby žijúce v sladkej vode, v slanej vode, ako aj skupina takzvaných anadrómov žijúcich v slanej aj sladkej vode kvôli vlastnostiam neresenia.
Sladkovodné ryby (ostriež, karas, kapor, pleskáč), aby sa vyhli nadmernému príjmu vody do tela, sú nútené odstraňovať veľké množstvo tekutiny cez obličkové tubuly a malpighické glomeruly v obličkách. Kapor teda vypustí až 120 ml vody na 1 kgjeho hmotnosť a sumec - do 380 - 400 ml. Aby telo nepociťovalo nedostatok solí, žiabre sladkovodných rýb fungujú ako pumpy, ktoré pumpujú ióny sodíka a chlóru z vody. Morský život – treska, platesa, makrela – naopak trpí nedostatkom vody v tele. Aby sa predišlo dehydratácii a udržal normálny osmotický tlak vo vnútri tela, sú nútení piť morskú vodu, ktorá je prefiltrovaná v obličkách a zbavená soli. Nadbytočný chlorid sodný sa vylučuje žiabrami a výkalmi.
U anadrómnych rýb, ako je úhor európsky, dochádza k „prepínaču“v spôsobe, akým obličky a žiabre uskutočňujú osmoreguláciu v závislosti od vody, v ktorej sa nachádzajú.
Vylučovací systém obojživelníkov
Ako chladnokrvní obyvatelia suchozemského vodného prostredia obojživelníky, podobne ako ryby, odstraňujú škodlivé metabolické produkty holou pokožkou a obličkami trupu. U žiab, mlokov a cejlónskeho hada predstavujú vylučovací orgán párové obličky umiestnené na oboch stranách chrbtice, z ktorých vybiehajú močovody ústiace do kloaky. Čiastočne sa z nich plynné produkty látkovej výmeny odvádzajú cez segmenty pľúc, ktoré spolu s kožou plnia vylučovaciu funkciu.
Panvové obličky sú hlavným vylučovacím orgánom vtákov a cicavcov
V procese evolučného vývoja sa obličky trupu modifikujú na progresívnejšiu formu vylučovacieho orgánu – panvové obličky. Sú umiestnené hlboko v panvovej dutine, takmer vedľa kloaky u plazov a vtákov,a v blízkosti pohlavných žliaz (semenníkov a vaječníkov) - u cicavcov. Hmotnosť a objem ich obličiek sa znižuje, ale filtračná kapacita obličkových nefrónových buniek sa výrazne zvyšuje, čo vedie k tomu, že vylučovacie orgány zvierat patriacich do tried vtákov a cicavcov oveľa efektívnejšie čistia krv od produktov rozkladu. a chrániť telo pred dehydratáciou.
Okrem toho vtáky, na rozdiel od všetkých ostatných suchozemských stavovcov, nemajú močový mechúr, takže sa v nich moč nehromadí, ale z močovodov sa okamžite dostáva do kloaky a potom von. Ide o zariadenie, ktoré znižuje telesnú hmotnosť vtákov, čo je dôležité vzhľadom na ich schopnosť lietať.
Funkcie filtrácie a adsorpcie ľudských obličiek
U človeka dosahuje vylučovací orgán – obličky – najvyšší rozvoj a špecializáciu. Možno ho považovať za veľmi kompaktný (hmotnosť oboch obličiek dospelého človeka nepresahuje 300 g) biologický filter, ktorý cez jeho bunky - nefróny prejde až 1500 litrov krvi denne. Vo fyziológii a medicíne je normálne fungovanie tohto orgánu mimoriadne dôležité. A v čínskom systéme zdravia Wu Xing sú obličky hlavným prvkom podporujúcim život.
Obličkový parenchým obsahuje asi 2 milióny nefrónov, ktoré pozostávajú z Bowman-Shumlyanskych kapsúl, v ktorých prebieha proces filtrácie krvi a tvorby primárneho moču, a stočených tubulov (Henleho slučky), zabezpečujúcich reabsorpciu – selektívnu extrakciu glukózy, vitamíny a bielkoviny s nízkou molekulovou hmotnosťou zprimárneho moču a ich návrat do krvného obehu. V dôsledku reabsorpcie sa tvorí sekundárny moč. Obsahuje prebytočnú vodu, soli, močovinu. Steká do obličkovej panvičky az nich do močovodov a potom do močového mechúra. To je asi 2 l / deň. Z nej je odvádzaná cez močovú rúru von.
Akumulácia tekutiny v dutine vnútorných orgánov tak nie je povolená a zabraňuje sa intoxikácii tela.
Ďalšie orgány vylučujúce metabolické produkty
Okrem obličiek, ktoré hrajú hlavnú úlohu pri osmoregulácii a odstraňovaní prebytočných solí a toxínov, plnia v ľudskom tele čiastočnú vylučovaciu funkciu aj pľúca, koža, pot a tráviace žľazy. Takže v dôsledku výmeny plynov v alveolách, ktoré tvoria segmenty pľúc, sa odstráni oxid uhličitý, vodná para a toxické látky, ako sú produkty rozkladu etanolu. Vylučovaním potných žliaz sa odstraňuje močovina, prebytočné soli a voda. Pečeň okrem svojej vedúcej úlohy v procese trávenia inaktivuje toxické produkty rozkladu bielkovín, liekov, alkoholu, kadmia a olovených solí obsiahnutých v žilovej krvi.
Práca všetkých orgánov (obličky, pľúca, koža, tráviace a potné žľazy), ktoré majú vylučovaciu funkciu, zabezpečuje normálny priebeh všetkých metabolických reakcií a homeostázu.
