Menținerea unui nivel normal al metabolismului în organism, numit homeostazie, se realizează cu ajutorul reglării neuro-umorale a proceselor de respirație, digestie, circulație sanguină, excreție și reproducere. Acest articol va lua în considerare sistemul de organe excretoare ale oamenilor și animalelor, structura și funcțiile acestora, precum și semnificația lor în reacțiile metabolice ale organismelor vii.
Semnificația biologică a organelor excretoare
Ca urmare a metabolismului care are loc în fiecare celulă a unui organism viu, se acumulează o cantitate mare de substanțe toxice: dioxid de carbon, amoniac, săruri. Pentru a le elimina, este nevoie de un sistem care elimină toxinele în mediul extern. Structura și funcțiile organelor sistemului excretor sunt studiate de anatomie și fiziologie.
Pentru prima dată, la nevertebratele cu simetrie bilaterală apare un organ excretor separat. Pereții corpului lor sunt formați din trei straturi: exomezo- și endoderm. Pentru astfel de organismeinclud viermi plati și viermi rotunzi, iar sistemul excretor în sine este reprezentat de protonefridie.
Cum funcționează organele excretoare la viermi plati și nematozi
Protonefridia este un sistem de formațiuni tubulare care se extind din canalul longitudinal principal. Ele sunt formate din stratul germinal exterior - exodermul. Toxinele și ionii în exces sunt îndepărtați la suprafața corpului helminților prin pori.
Capătul interior al protonefridiei este prevăzut cu un grup de procese - cili sau flageli. Mișcările lor ondulante amestecă lichidul intercelular, ceea ce îmbunătățește funcțiile de filtrare ale canalelor excretoare.
Complicații progresive ale organelor excretoare la anelide
Inelele, de exemplu, râme, nereis, vierme de nisip, elimină produsele metabolice din corpul lor folosind metanefridia - organele excretoare ale viermilor. Au formă de tubuli, dintre care un capăt este expandat leucoid și echipat cu cili, iar celăl alt merge la tegumentul animalului și are o gaură - un por. Complicația organelor excretoare la râme se explică prin apariția unei cavități corporale secundare - celomul.
Caracteristici ale structurii și funcției vaselor malpighiene
La reprezentanții tipului de artropode, organul excretor are forma unor tubuli ramificați, în care produsele metabolice dizolvate și excesul de apă sunt absorbiți din hemolimfa - lichid intracavitar. Se numesc vase malpighiene și sunt caracteristice reprezentanților claselor de arahnide și insecte. În acesta din urmă, cu excepția excretoriitubuli, există un alt organ - corpul de grăsime, în care se acumulează produse metabolice. Vasele malpighiene, în care au pătruns substanțe toxice, se varsă în intestinul posterior. De acolo, produsele metabolice sunt excretate prin anus.
Organul excretor la crustacee - raci, homari, homari - este reprezentat de glande verzi, care sunt metanefridii modificate. Sunt situate pe cefalotoracele animalului, în spatele bazei antenelor. Sub glandele verzi la crustacee se află vezica urinară, care se deschide cu un por excretor.
Organul excretor la pește
La reprezentanții clasei de pești osoși, există o complicație suplimentară a sistemului excretor. Are aspectul unor corpi roșu închis ca o panglică - rinichi trunchi situati deasupra vezicii natatoare. Din fiecare dintre ele pleacă ureterul, prin care urina curge în vezică și din acesta - în orificiul urogenital. La reprezentanții clasei de pești cartilaginoși (rechini, raze), ureterele curg în cloaca, iar vezica urinară este absentă.
Pe baza structurii sistemului excretor, toți peștii osoși sunt împărțiți în trei grupe: cei care trăiesc în apă dulce, în apă sărată, precum și un grup de așa-numiți anadromi care trăiesc atât în apă sărată, cât și în apă dulce. datorită caracteristicilor de depunere a icrelor.
Peștii de apă dulce (biban, caras, crap, platică), pentru a evita aportul excesiv de apă în organism, sunt nevoiți să elimine o cantitate mare de lichid prin tubii renali și glomerulii malpighieni ai rinichilor. Deci, crapul eliberează până la 120 ml de apă la 1 kgmasa sa și somnul - până la 380-400 ml. Pentru a împiedica organismul să se confrunte cu o lipsă de săruri, branhiile peștilor de apă dulce acționează ca pompe care pompează ionii de sodiu și clor din apă. Viața marină - cod, lipa, macrou -, dimpotrivă, suferă de lipsă de apă în organism. Pentru a evita deshidratarea și pentru a menține presiunea osmotică normală în interiorul corpului, aceștia sunt nevoiți să bea apă de mare, care, filtrată în rinichi, este curățată de sare. Excesul de clorură de sodiu este eliminat prin branhii și fecale.
La peștii anadromi, cum ar fi anghila europeană, există un „comutator” în modul în care osmoreglarea este efectuată de rinichi și branhii, în funcție de apa în care se află.
Sistemul excretor al amfibienilor
Fiind locuitori cu sânge rece ai mediului terestru-acvatic, amfibienii, precum peștii, elimină produsele metabolice dăunătoare prin pielea goală și rinichii trunchiului. La broaște, tritoni și șarpele de pește din Ceylon, organul excretor este reprezentat de rinichi perechi situati pe ambele părți ale coloanei vertebrale, cu ureterele extinzându-se din ei, curgând în cloaca. Parțial, produsele metabolice gazoase sunt îndepărtate din acestea prin segmente ale plămânilor, care, împreună cu pielea, îndeplinesc o funcție excretorie.
Rinichii pelvieni sunt principalele organe excretoare ale păsărilor și mamiferelor
În procesul de dezvoltare evolutivă, rinichii trunchiului sunt modificați într-o formă mai progresivă a organului excretor - rinichii pelvini. Sunt situate adânc în cavitatea pelviană, aproape lângă cloaca la reptile și păsări,iar lângă gonade (testicule și ovare) – la mamifere. Masa și volumul rinichilor lor scad, dar capacitatea de filtrare a celulelor nefronului renal crește semnificativ, iar acest lucru duce la faptul că organele excretoare la animalele aparținând claselor de păsări și mamifere curăță mult mai eficient sângele de produsele de degradare. și protejează organismul de deshidratare.
În plus, păsările, spre deosebire de toate celel alte vertebrate terestre, nu au vezică urinară, deci urina nu se acumulează în ele, dar din uretere intră imediat în cloacă, apoi afară. Acesta este un dispozitiv care reduce greutatea corporală a păsărilor, ceea ce este important, având în vedere capacitatea lor de a zbura.
Funcțiile de filtrare și adsorbție ale rinichilor umani
La om, organul excretor - rinichii - atinge cea mai în altă dezvoltare și specializare. Poate fi considerat un filtru biologic foarte compact (greutatea ambilor rinichi ai unui adult nu depășește 300 g) care trece prin celulele sale - nefroni, până la 1500 litri de sânge pe zi. În fiziologie și medicină, funcționarea normală a acestui organ este de o importanță deosebită. Și în sistemul de sănătate chinezesc Wu Xing, rinichii sunt principalul element de susținere a vieții.
Parenchimul renal conține aproximativ 2 milioane de nefroni, constând din capsule Bowman-Shumlyansky, în care procesul de filtrare a sângelui și formarea urinei primare, și tubuli contorți (ansele lui Henle), care asigură reabsorbția - extracția selectivă a glucozei, vitamine și proteine cu greutate moleculară mică dinurina primară și întoarcerea lor în fluxul sanguin. Ca urmare a reabsorbției, se formează urina secundară. Contine apa in exces, saruri, uree. Se scurge în pelvisul renal și din ele în uretere și apoi în vezică. Aceasta este de aproximativ 2 l/zi. Din aceasta, ea este îndepărtată prin uretră spre exterior.
Astfel, acumularea de lichid în cavitatea organelor interne nu este permisă și se previne intoxicația organismului.
Organe suplimentare care excretă produse metabolice
Pe lângă rinichii, care joacă un rol major în osmoreglarea și eliminarea excesului de săruri și toxine, plămânii, pielea, glandele sudoripare și digestive îndeplinesc o funcție excretorie parțială în corpul uman. Deci, ca urmare a schimbului de gaze efectuat de alveole, care alcătuiesc segmentele plămânilor, dioxidul de carbon, vaporii de apă și substanțele toxice, cum ar fi produșii de descompunere a etanolului, sunt îndepărtate. Prin excreția glandelor sudoripare se elimină ureea, sărurile în exces și apa. Ficatul, pe lângă rolul său principal în procesul de digestie, inactivează produsele toxice de degradare a proteinelor, medicamentelor, alcoolului, cadmiului și sărurilor de plumb conținute în sângele venos.
Lucrarea tuturor organelor (rinichi, plămâni, piele, glande digestive și sudoripare), care au o funcție excretorie, asigură cursul normal al tuturor reacțiilor metabolice și al homeostaziei.
