Η διατήρηση ενός φυσιολογικού επιπέδου μεταβολισμού στο σώμα, που ονομάζεται ομοιόσταση, πραγματοποιείται με τη βοήθεια της νευρο-χυμικής ρύθμισης των διαδικασιών της αναπνοής, της πέψης, της κυκλοφορίας του αίματος, της απέκκρισης και της αναπαραγωγής. Αυτό το άρθρο θα εξετάσει το σύστημα των απεκκριτικών οργάνων των ανθρώπων και των ζώων, τη δομή και τις λειτουργίες τους, καθώς και τη σημασία τους στις μεταβολικές αντιδράσεις των ζωντανών οργανισμών.
Βιολογική σημασία των απεκκριτικών οργάνων
Ως αποτέλεσμα του μεταβολισμού που συμβαίνει σε κάθε κύτταρο ενός ζωντανού οργανισμού, συσσωρεύεται μεγάλη ποσότητα τοξικών ουσιών: διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία, άλατα. Για την απομάκρυνσή τους χρειάζεται ένα σύστημα που απομακρύνει τις τοξίνες στο εξωτερικό περιβάλλον. Η δομή και οι λειτουργίες των οργάνων του απεκκριτικού συστήματος μελετώνται από την ανατομία και τη φυσιολογία.
Για πρώτη φορά, ένα ξεχωριστό απεκκριτικό όργανο εμφανίζεται σε ασπόνδυλα με αμφοτερόπλευρη συμμετρία. Τα τοιχώματα του σώματός τους αποτελούνται από τρία στρώματα: το εξωμέσο και το ενδόδερμα. Για τέτοιους οργανισμούςπεριλαμβάνει επίπεδους και στρογγυλούς σκώληκες και το ίδιο το απεκκριτικό σύστημα αντιπροσωπεύεται από πρωτονεφρίδια.
Πώς λειτουργούν τα απεκκριτικά όργανα σε επίπεδους σκώληκες και νηματώδεις
Τα
Πρωτονεφρίδια είναι ένα σύστημα σωληνοειδών σχηματισμών που εκτείνονται από τον κύριο διαμήκη σωλήνα. Σχηματίζονται από το εξωτερικό βλαστικό στρώμα - το εξώδερμα. Οι τοξίνες και η περίσσεια ιόντων απομακρύνονται στην επιφάνεια του σώματος των ελμινθών μέσω των πόρων.
Το εσωτερικό άκρο των πρωτονεφριδίων παρέχεται με μια ομάδα διεργασιών - βλεφαρίδες ή μαστίγια. Οι κυματοειδείς κινήσεις τους αναμειγνύουν το μεσοκυττάριο υγρό, το οποίο ενισχύει τις λειτουργίες διήθησης των απεκκριτικών αγωγών.
Προοδευτικές επιπλοκές των απεκκριτικών οργάνων σε annelids
Οι δακτύλιοι, για παράδειγμα, γαιοσκώληκας, νερέις, αμμοσκώληκας, απομακρύνουν τα μεταβολικά προϊόντα από το σώμα τους χρησιμοποιώντας μετανεφρίδια - τα απεκκριτικά όργανα των σκουληκιών. Έχουν τη μορφή σωληναρίων, το ένα άκρο των οποίων είναι λευκοειδώς διαστελλόμενο και εξοπλισμένο με βλεφαρίδες, και το άλλο πηγαίνει στο περίβλημα του ζώου και έχει μια τρύπα - έναν πόρο. Η επιπλοκή των απεκκριτικών οργάνων στους γαιοσκώληκες εξηγείται από την εμφάνιση μιας δευτερεύουσας σωματικής κοιλότητας - το κοέλωμα.
Χαρακτηριστικά της δομής και της λειτουργίας των Malpighian αγγείων
Σε εκπροσώπους του τύπου των αρθρόποδων, το απεκκριτικό όργανο έχει τη μορφή διακλαδιζόμενων σωληναρίων, μέσα στα οποία απορροφώνται διαλυμένα μεταβολικά προϊόντα και περίσσεια νερού από το αιμολέμφο - ενδοκοιλοειδές υγρό. Ονομάζονται malpighian αγγεία και είναι χαρακτηριστικά των εκπροσώπων των τάξεων των αραχνιδών και των εντόμων. Στο τελευταίο, εκτός από το απεκκριτικόσωληνάρια, υπάρχει ένα άλλο όργανο - το λίπος σώμα, στο οποίο συσσωρεύονται μεταβολικά προϊόντα. Τα αγγεία Malpighian, στα οποία έχουν εισέλθει τοξικές ουσίες, ρέουν στο οπίσθιο έντερο. Από εκεί, τα μεταβολικά προϊόντα απεκκρίνονται μέσω του πρωκτού.
Το απεκκριτικό όργανο στα μαλακόστρακα - καραβίδες, αστακούς, ακανθώδεις αστακούς - αντιπροσωπεύεται από πράσινους αδένες, οι οποίοι είναι τροποποιημένα μετανεφρίδια. Βρίσκονται στον κεφαλοθώρακα του ζώου, πίσω από τη βάση των κεραιών. Κάτω από τους πράσινους αδένες στα καρκινοειδή βρίσκεται η ουροδόχος κύστη, η οποία ανοίγει με έναν απεκκριτικό πόρο.
Αποκριτικό όργανο στα ψάρια
Στους εκπροσώπους της κατηγορίας των οστέινων ψαριών, υπάρχει μια περαιτέρω επιπλοκή του συστήματος απέκκρισης. Έχει την εμφάνιση σκούρων κόκκινων σωμάτων που μοιάζουν με κορδέλα - νεφρούς κορμού που βρίσκονται πάνω από την ουροδόχο κύστη. Από καθένα από αυτά αναχωρεί ο ουρητήρας, μέσω του οποίου τα ούρα ρέουν στην ουροδόχο κύστη, και από αυτό - στο ουρογεννητικό άνοιγμα. Σε εκπροσώπους της κατηγορίας των χόνδρινων ψαριών (καρχαρίες, ακτίνες), οι ουρητήρες ρέουν στην κλοάκα και η κύστη απουσιάζει.
Με βάση τη δομή του απεκκριτικού συστήματος, όλα τα οστεώδη ψάρια χωρίζονται σε τρεις ομάδες: σε αυτά που ζουν σε γλυκό νερό, σε αλμυρό νερό, καθώς και σε μια ομάδα των λεγόμενων αναδρομών που ζουν τόσο σε αλμυρό όσο και σε γλυκό νερό λόγω των χαρακτηριστικών της ωοτοκίας.
Τα ψάρια του γλυκού νερού (πέρκα, κυπρίνος, κυπρίνος, τσιπούρα), για να αποφύγουν την υπερβολική πρόσληψη νερού στο σώμα τους, αναγκάζονται να αφαιρέσουν μεγάλη ποσότητα υγρού μέσω των νεφρικών σωληναρίων και των σπειραμάτων Malpighian των νεφρών. Έτσι, ο κυπρίνος απελευθερώνει έως και 120 ml νερού ανά 1 κιλόη μάζα του και το γατόψαρο - μέχρι 380-400 ml. Για να αποτραπεί το σώμα από το να βιώσει έλλειψη αλάτων, τα βράγχια των ψαριών του γλυκού νερού λειτουργούν ως αντλίες που αντλούν ιόντα νατρίου και χλωρίου από το νερό. Η θαλάσσια ζωή - μπακαλιάρος, καλκάνι, σκουμπρί - αντίθετα, υποφέρουν από έλλειψη νερού στο σώμα. Για να αποφύγουν την αφυδάτωση και να διατηρήσουν τη φυσιολογική οσμωτική πίεση μέσα στο σώμα, αναγκάζονται να πίνουν θαλασσινό νερό, το οποίο, φιλτραρισμένο στα νεφρά, καθαρίζεται από το αλάτι. Η περίσσεια χλωριούχου νατρίου αποβάλλεται μέσω των βραγχίων και των κοπράνων.
Στα ανάδρομα ψάρια, όπως το ευρωπαϊκό χέλι, υπάρχει μια «διακόπτης» στον τρόπο με τον οποίο γίνεται η ωσμορύθμιση από τα νεφρά και τα βράγχια, ανάλογα με το νερό στο οποίο βρίσκονται.
Αποκριτικό σύστημα αμφιβίων
Όντας ψυχρόαιμοι κάτοικοι του χερσαίου-υδάτινου περιβάλλοντος, τα αμφίβια, όπως και τα ψάρια, απομακρύνουν τα επιβλαβή μεταβολικά προϊόντα μέσω του γυμνού δέρματος και των νεφρών του κορμού. Στους βατράχους, τους τρίτωνες και το ψαρόφιδο της Κεϋλάνης, το απεκκριτικό όργανο αντιπροσωπεύεται από ζευγαρωμένους νεφρούς που βρίσκονται και στις δύο πλευρές της σπονδυλικής στήλης, με τους ουρητήρες να εκτείνονται από αυτούς και να ρέουν στην κλοάκα. Εν μέρει, τα αέρια μεταβολικά προϊόντα απομακρύνονται από αυτά μέσω τμημάτων των πνευμόνων, τα οποία, μαζί με το δέρμα, εκτελούν μια απεκκριτική λειτουργία.
Οι νεφροί της πυέλου είναι τα κύρια απεκκριτικά όργανα των πτηνών και των θηλαστικών
Στη διαδικασία της εξελικτικής ανάπτυξης, οι νεφροί του κορμού τροποποιούνται σε μια πιο προοδευτική μορφή του απεκκριτικού οργάνου - τους πυελικούς νεφρούς. Βρίσκονται βαθιά στην πυελική κοιλότητα, σχεδόν δίπλα στην κλοάκα στα ερπετά και τα πουλιά,και κοντά στους γονάδες (όρχεις και ωοθήκες) - στα θηλαστικά. Η μάζα και ο όγκος των νεφρών τους μειώνονται, αλλά η ικανότητα διήθησης των νεφρικών κυττάρων του νεφρώνα αυξάνεται σημαντικά, και αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι τα απεκκριτικά όργανα σε ζώα που ανήκουν στις κατηγορίες πτηνών και θηλαστικών καθαρίζουν πολύ πιο αποτελεσματικά το αίμα από προϊόντα αποσύνθεσης και προστατεύουν το σώμα από την αφυδάτωση.
Επιπλέον, τα πουλιά, σε αντίθεση με όλα τα άλλα χερσαία σπονδυλωτά, δεν έχουν ουροδόχο κύστη, επομένως τα ούρα δεν συσσωρεύονται σε αυτά, αλλά από τους ουρητήρες εισέρχονται αμέσως στην κλοάκα και μετά έξω. Αυτή είναι μια συσκευή που μειώνει το σωματικό βάρος των πτηνών, κάτι που είναι σημαντικό, δεδομένης της ικανότητάς τους να πετούν.
Λειτουργίες διήθησης και προσρόφησης των ανθρώπινων νεφρών
Στον άνθρωπο, το απεκκριτικό όργανο - οι νεφροί - φτάνει στην υψηλότερη ανάπτυξη και εξειδίκευσή του. Μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πολύ συμπαγές (το βάρος και των δύο νεφρών ενός ενήλικα δεν ξεπερνά τα 300 g) βιολογικό φίλτρο που διέρχεται από τα κύτταρα - νεφρώνες του, έως και 1500 λίτρα αίματος την ημέρα. Στη φυσιολογία και την ιατρική, η φυσιολογική λειτουργία αυτού του οργάνου έχει ιδιαίτερη σημασία. Και στο κινεζικό σύστημα υγείας Wu Xing, τα νεφρά είναι το κύριο στοιχείο που υποστηρίζει τη ζωή.
Το νεφρικό παρέγχυμα περιέχει περίπου 2 εκατομμύρια νεφρώνες, που αποτελούνται από κάψουλες Bowman-Shumlyansky, στις οποίες γίνεται η διαδικασία του φιλτραρίσματος του αίματος και ο σχηματισμός πρωτογενών ούρων, και σύνθετα σωληνάρια (θηλιές του Henle), που παρέχουν επαναρρόφηση - επιλεκτική εκχύλιση γλυκόζης, βιταμίνες και χαμηλού μοριακού βάρους πρωτεΐνες απόπρωτογενή ούρα και την επιστροφή τους στην κυκλοφορία του αίματος. Ως αποτέλεσμα της επαναρρόφησης, σχηματίζονται δευτερογενή ούρα. Περιέχει περίσσεια νερού, άλατα, ουρία. Παροχετεύεται στη νεφρική πύελο και από αυτούς στους ουρητήρες και στη συνέχεια στην ουροδόχο κύστη. Αυτό είναι περίπου 2 l / ημέρα. Από αυτό, αφαιρείται μέσω της ουρήθρας προς τα έξω.
Έτσι, δεν επιτρέπεται η συσσώρευση υγρού στην κοιλότητα των εσωτερικών οργάνων και αποτρέπεται η μέθη του σώματος.
Επιπλέον όργανα που απεκκρίνουν μεταβολικά προϊόντα
Εκτός από τα νεφρά, τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην ωσμορύθμιση και την απομάκρυνση της περίσσειας αλάτων και τοξινών, οι πνεύμονες, το δέρμα, ο ιδρώτας και οι πεπτικοί αδένες εκτελούν μερική απεκκριτική λειτουργία στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι, ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής αερίων που πραγματοποιείται από τις κυψελίδες, που αποτελούν τα τμήματα των πνευμόνων, αφαιρούνται το διοξείδιο του άνθρακα, οι υδρατμοί και οι τοξικές ουσίες, όπως τα προϊόντα αποσύνθεσης αιθανόλης. Με την απέκκριση των ιδρωτοποιών αδένων απομακρύνεται η ουρία, η περίσσεια αλάτων και νερού. Το συκώτι, εκτός από τον ηγετικό του ρόλο στη διαδικασία της πέψης, αδρανοποιεί τα τοξικά προϊόντα διάσπασης πρωτεϊνών, φαρμάκων, αλκοόλης, καδμίου και αλάτων μολύβδου που περιέχονται στο φλεβικό αίμα.
Η εργασία όλων των οργάνων (νεφροί, πνεύμονες, δέρμα, πεπτικοί και ιδρωτοποιοί αδένες), που έχουν απεκκριτική λειτουργία, διασφαλίζει την κανονική πορεία όλων των μεταβολικών αντιδράσεων και την ομοιόσταση.
