Udržování normální úrovně metabolismu v těle, zvané homeostáza, se provádí pomocí neurohumorální regulace procesů dýchání, trávení, krevního oběhu, vylučování a reprodukce. Tento článek se bude zabývat systémem vylučovacích orgánů lidí a zvířat, jejich stavbou a funkcemi a také jejich významem v metabolických reakcích živých organismů.
Biologický význam vylučovacích orgánů
V důsledku metabolismu, který probíhá v každé buňce živého organismu, se hromadí velké množství toxických látek: oxid uhličitý, amoniak, soli. K jejich odstranění je potřeba systém, který odvádí toxiny do vnějšího prostředí. Strukturu a funkce orgánů vylučovacího systému studuje anatomie a fyziologie.
Poprvé se u bezobratlých s bilaterální symetrií objevuje samostatný vylučovací orgán. Stěny jejich těla se skládají ze tří vrstev: exomeso- a endoderm. Pro takové organismyzahrnují ploštěnky a škrkavky a samotný vylučovací systém je reprezentován protonefridií.
Jak fungují vylučovací orgány u plochých červů a háďátek
Protonefridie jsou systémem tubulárních útvarů vybíhajících z hlavního podélného kanálu. Vznikají z vnější zárodečné vrstvy – exodermu. Toxiny a přebytečné ionty jsou odstraněny na povrch těla helmintů přes póry.
Vnitřní konec protonefridií je opatřen skupinou výběžků – řasinkami nebo bičíky. Jejich vlnité pohyby mísí mezibuněčnou tekutinu, která zlepšuje filtrační funkce vylučovacích cest.
Progresivní komplikace vylučovacích orgánů u kroužkovců
Prsteny, například žížala, nereis, písečný červ, odstraňují z jejich těla produkty metabolismu pomocí metanefridií - vylučovacích orgánů červů. Mají formu tubulů, jejichž jeden konec je leukoidně rozšířený a opatřený řasinkami a druhý jde do kůže zvířete a má díru - pór. Komplikace vylučovacích orgánů u žížal se vysvětluje výskytem sekundární tělesné dutiny - coelom.
Vlastnosti struktury a funkce malpighických cév
U zástupců druhu členovců má vylučovací orgán podobu větvících se tubulů, do kterých se vstřebávají rozpuštěné metabolické produkty a přebytečná voda z hemolymfy - intrakavitární tekutiny. Říká se jim malpighické cévy a jsou charakteristické pro zástupce tříd pavoukovců a hmyzu. V tom druhém kromě vylučovacíchtubulů, existuje další orgán - tukové těleso, ve kterém se hromadí produkty metabolismu. Do zadního střeva proudí malpighické cévy, do kterých se dostaly toxické látky. Odtud jsou metabolické produkty vylučovány přes řitní otvor.
Vylučovací orgán u korýšů – raků, humrů, langust – představují zelené žlázy, což jsou modifikované metanefridie. Jsou umístěny na cefalothoraxu zvířete, za základnou tykadel. Pod zelenými žlázami u korýšů je močový měchýř, který se otevírá vylučovacím pórem.
Vylučovací orgán u ryb
U zástupců třídy kostnatých ryb dochází k další komplikaci vylučovacího systému. Má vzhled tmavě červených stuhovitých těl - ledvin trupu umístěných nad plaveckým měchýřem. Z každého z nich odchází močovod, přes který proudí moč do močového měchýře, a z něj - do urogenitálního otvoru. U zástupců třídy chrupavčitých ryb (žraloci, rejnoci) proudí močovody do kloaky a chybí močový měchýř.
Na základě struktury vylučovacího systému jsou všechny kostnaté ryby rozděleny do tří skupin: ryby žijící ve sladké vodě, ve slané vodě a také skupina takzvaných anadromů žijících ve slané i sladké vodě kvůli vlastnostem tření.
Sladkovodní ryby (okoun, karas, kapr, cejn), aby se vyhnuly nadměrnému příjmu vody do těla, jsou nuceny odstraňovat velké množství tekutin ledvinovými tubuly a Malpighiovými glomeruly ledvin. Kapr tedy vydá až 120 ml vody na 1 kgjeho hmotnost a sumec - až 380-400 ml. Aby se zabránilo tělu, aby pociťovalo nedostatek solí, žábry sladkovodních ryb fungují jako pumpy, které pumpují ionty sodíku a chlóru z vody. Mořský život – treska, platýs, makrela – naopak trpí nedostatkem vody v těle. Aby se vyhnuli dehydrataci a udrželi normální osmotický tlak uvnitř těla, jsou nuceni pít mořskou vodu, která je přefiltrována v ledvinách a zbavena soli. Přebytek chloridu sodného se vylučuje žábrami a stolicí.
U anadromních ryb, jako je úhoř evropský, dochází k „přepnutí“ve způsobu, jakým ledviny a žábry provádějí osmoregulaci v závislosti na tom, v jaké vodě se nacházejí.
Vylučovací systém obojživelníků
Jako chladnokrevní obyvatelé suchozemsko-vodního prostředí obojživelníci, stejně jako ryby, odstraňují škodlivé produkty metabolismu holou kůží a ledvinami trupu. U žab, čolků a cejlonského rybího hada představují vylučovací orgán párové ledviny umístěné po obou stranách páteře, z nichž vybíhají močovody ústící do kloaky. Částečně jsou z nich odváděny plynné metabolické produkty prostřednictvím segmentů plic, které spolu s kůží plní vylučovací funkci.
Pánevní ledviny jsou hlavní vylučovací orgány ptáků a savců
V procesu evolučního vývoje jsou ledviny trupu modifikovány do progresivnější formy vylučovacího orgánu - pánevní ledviny. Jsou umístěny hluboko v pánevní dutině, téměř vedle kloaky u plazů a ptáků,a v blízkosti gonád (varlat a vaječníků) - u savců. Hmotnost a objem jejich ledvin se zmenšuje, ale výrazně se zvyšuje filtrační kapacita ledvinových nefronových buněk, což vede k tomu, že vylučovací orgány u zvířat patřících do tříd ptáků a savců mnohem účinněji čistí krev od produktů rozkladu. a chrání tělo před dehydratací.
Ptáci navíc na rozdíl od všech ostatních suchozemských obratlovců nemají močový měchýř, takže se v nich moč nehromadí, ale z močovodů se okamžitě dostává do kloaky a pak ven. Jedná se o zařízení, které snižuje tělesnou hmotnost ptáků, což je důležité vzhledem k jejich schopnosti létat.
Filtrační a adsorpční funkce lidských ledvin
U člověka dosahuje vylučovací orgán – ledviny – nejvyššího rozvoje a specializace. Lze jej považovat za velmi kompaktní (hmotnost obou ledvin dospělého člověka nepřesahuje 300 g) biologický filtr, který projde jeho buňkami – nefrony, až 1500 litrů krve denně. Ve fyziologii a medicíně je normální fungování tohoto orgánu zvláště důležité. A v čínském systému zdraví Wu Xing jsou ledviny hlavním prvkem podporující život.
Lenální parenchym obsahuje asi 2 miliony nefronů, skládajících se z Bowman-Shumlyanskyho kapslí, ve kterých probíhá proces filtrace krve a tvorby primární moči, a svinutých tubulů (Henleovy kličky), zajišťujících reabsorpci – selektivní extrakci glukózy, vitamíny a nízkomolekulární proteiny zprimární moč a jejich návrat do krevního řečiště. V důsledku reabsorpce se tvoří sekundární moč. Obsahuje přebytečnou vodu, soli, močovinu. Odtéká do ledvinné pánvičky az nich do močovodů a poté do močového měchýře. To je asi 2 l / den. Z ní je odstraněna močovou trubicí ven.
Akumulace tekutiny v dutině vnitřních orgánů tak není povolena a je zabráněno intoxikaci těla.
Další orgány vylučující metabolické produkty
Kromě ledvin, které hrají hlavní roli v osmoregulaci a odstraňování přebytečných solí a toxinů, plní v lidském těle částečnou vylučovací funkci plíce, kůže, potní a trávicí žlázy. Takže v důsledku výměny plynů prováděné alveoly, které tvoří segmenty plic, jsou odstraněny oxid uhličitý, vodní pára a toxické látky, jako jsou produkty rozkladu etanolu. Vylučováním potních žláz se odstraňuje močovina, přebytečné soli a voda. Játra kromě své vedoucí role v procesu trávení inaktivují toxické produkty rozkladu bílkovin, léků, alkoholu, kadmia a solí olova obsažené v žilní krvi.
Práce všech orgánů (ledviny, plíce, kůže, trávicí a potní žlázy), které mají vylučovací funkci, zajišťuje normální průběh všech metabolických reakcí a homeostázu.
