Поддържането на нормално ниво на метаболизма в организма, наречено хомеостаза, се осъществява с помощта на невро-хуморална регулация на процесите на дишане, храносмилане, кръвообращение, отделяне и възпроизводство. Тази статия ще разгледа системата на отделителните органи на хората и животните, тяхната структура и функции, както и тяхното значение в метаболитните реакции на живите организми.
Биологично значение на отделителните органи
В резултат на метаболизма, който протича във всяка клетка на живия организъм, се натрупват голямо количество токсични вещества: въглероден диоксид, амоняк, соли. За отстраняването им е необходима система, която извежда токсините във външната среда. Структурата и функциите на органите на отделителната система се изучават от анатомията и физиологията.
За първи път се появява отделен отделителен орган при безгръбначни с двустранна симетрия. Стените на тялото им се състоят от три слоя: екзомезо- и ендодерма. За такива организмивключват плоски и кръгли червеи, а самата отделителна система е представена от протонефридии.
Как функционират отделителните органи при плоски червеи и нематоди
Протонефридиите са система от тръбни образувания, простиращи се от главния надлъжен канал. Те се образуват от външния зародишен слой – екзодермата. Токсините и излишните йони се отстраняват към повърхността на тялото на хелминтите през порите.
Вътрешният край на протонефридиите е снабден с група от израстъци - реснички или флагели. Техните вълнообразни движения смесват междуклетъчната течност, което подобрява филтриращите функции на отделителните канали.
Прогресивни усложнения на отделителните органи в анелидите
Пръстените, например, земен червей, нереис, пясъчен червей, премахват метаболитните продукти от тялото си с помощта на метанефридии - отделителните органи на червеите. Те имат формата на тубули, единият край на които е левкоидно разширен и снабден с реснички, а другият отива към кожата на животното и има дупка - пора. Усложнението на отделителните органи при земните червеи се обяснява с появата на вторична телесна кухина - целома.
Характеристики на структурата и функцията на малпигиевите съдове
При представителите на вида членестоноги отделителният орган има формата на разклонени тубули, в които разтворените метаболитни продукти и излишната вода се абсорбират от хемолимфата - интракухина течност. Те се наричат малпигиеви съдове и са характерни за представители на класовете паякообразни и насекоми. В последния, с изключение на отделителнататубули, има друг орган - мастното тяло, в което се натрупват метаболитни продукти. Малпигиевите съдове, в които са попаднали токсични вещества, се вливат в задното черво. Оттам метаболитните продукти се отделят през ануса.
Отделителният орган при ракообразните - раци, омари, омари - е представен от зелени жлези, които са модифицирани метанефридии. Разположени са на главогрудя на животното, зад основата на антените. Под зелените жлези при ракообразните се намира пикочният мехур, който се отваря с екскреторна пора.
Орган за отделяне на риба
При представителите на класа костни риби има допълнително усложнение на отделителната система. Има вид на тъмночервени лентовидни тела - стволови бъбреци, разположени над плувния мехур. От всеки от тях се отклонява уретера, през който урината се влива в пикочния мехур, а от него - в урогениталния отвор. При представителите на класа хрущялни риби (акули, лъчи) уретерите се вливат в клоаката, а пикочният мехур липсва.
Въз основа на структурата на отделителната система, всички костни риби са разделени на три групи: тези, които живеят в сладка вода, в солена вода, както и група от така наречените анадромни, живеещи както в солена, така и в прясна вода поради характеристиките на хвърляне на хайвера.
Сладководните риби (костур, карас, шаран, платика), за да избегнат излишния прием на вода в тялото си, са принудени да отстраняват голямо количество течност през бъбречните тубули и малпигиевите гломерули на бъбреците. Така шаранът отделя до 120 мл вода на 1 кгмасата му, а сомът - до 380-400 мл. За да се предотврати недостиг на соли в тялото, хрилете на сладководни риби действат като помпи, които изпомпват натриеви и хлорни йони от водата. Морските обитатели - треска, писия, скумрия - напротив, страдат от липса на вода в организма. За да избегнат дехидратацията и да поддържат нормално осмотично налягане вътре в тялото, те са принудени да пият морска вода, която, филтрирана в бъбреците, се изчиства от сол. Излишният натриев хлорид се елиминира през хрилете и изпражненията.
При анадромни риби, като европейската змиорка, има "превключване" в начина, по който осморегулацията се извършва от бъбреците и хрилете, в зависимост от това в каква вода се намират.
Изделителна система на земноводни
Бидейки хладнокръвни обитатели на сухоземно-водната среда, земноводните, подобно на рибите, отстраняват вредните метаболитни продукти през голата кожа и бъбреците на ствола. При жабите, тритоните и цейлонската рибна змия отделителният орган е представен от сдвоени бъбреци, разположени от двете страни на гръбначния стълб, като от тях се простират уретери, вливащи се в клоаката. Частично газообразните метаболитни продукти се отстраняват от тях чрез сегменти на белите дробове, които заедно с кожата изпълняват отделителна функция.
Тазовите бъбреци са основните отделителни органи на птиците и бозайниците
В процеса на еволюционно развитие, стволовите бъбреци се модифицират в по-прогресивна форма на отделителния орган - тазовите бъбреци. Те са разположени дълбоко в тазовата кухина, почти до клоаката при влечуги и птици,и близо до половите жлези (тестиси и яйчници) - при бозайници. Масата и обемът на бъбреците им намаляват, но капацитетът на филтриране на клетките на бъбречните нефрони се увеличава значително и това води до факта, че отделителните органи при животни, принадлежащи към класовете птици и бозайници, много по-ефективно почистват кръвта от продукти на разпад. и предпазват тялото от дехидратация.
Освен това, птиците, за разлика от всички други сухоземни гръбначни животни, нямат пикочен мехур, така че урината не се натрупва в тях, а от уретерите веднага навлиза в клоаката, след което излиза. Това е устройство, което намалява телесното тегло на птиците, което е важно, като се има предвид способността им да летят.
Филтрационни и адсорбционни функции на човешки бъбреци
При хората отделителният орган – бъбреците – достига най-високото си развитие и специализация. Може да се разглежда като много компактен (теглото на двата бъбрека на възрастен не надвишава 300 g) биологичен филтър, който преминава през клетките си - нефрони, до 1500 литра кръв на ден. Във физиологията и медицината нормалното функциониране на този орган е от особено значение. А в китайската система за здраве Wu Xing бъбреците са основният елемент, поддържащ живота.
Бъбречният паренхим съдържа около 2 милиона нефрона, състоящи се от капсули Bowman-Shumlyansky, в които се извършва процесът на филтриране на кръвта и образуването на първична урина, и извити тубули (примките на Хенле), осигуряващи реабсорбция - селективно извличане на глюкоза, витамини и нискомолекулни протеини отпървична урина и връщането им в кръвния поток. В резултат на реабсорбция се образува вторична урина. Съдържа излишна вода, соли, урея. Той се оттича в бъбречното легенче, а от тях в уретерите и след това в пикочния мехур. Това е около 2 л/ден. От него тя се извежда през уретрата навън.
По този начин не се допуска натрупването на течност в кухините на вътрешните органи и се предотвратява интоксикацията на организма.
Допълнителни органи, отделящи метаболитни продукти
В допълнение към бъбреците, които играят основна роля в осморегулацията и отстраняването на излишните соли и токсини, белите дробове, кожата, потните и храносмилателните жлези изпълняват частична отделителна функция в човешкото тяло. И така, в резултат на газообмен, извършван от алвеолите, които съставляват сегментите на белите дробове, въглеродният диоксид, водните пари и токсичните вещества, като продукти на разлагането на етанол, се отстраняват. Чрез отделяне на потните жлези се отстраняват уреята, излишните соли и вода. Черният дроб, освен водещата си роля в процеса на храносмилане, инактивира токсичните продукти на разпадане на протеини, лекарства, алкохол, кадмиеви и оловни соли, съдържащи се във венозната кръв.
Работата на всички органи (бъбреци, бели дробове, кожа, храносмилателни и потни жлези), които имат отделителна функция, осигурява нормално протичане на всички метаболитни реакции и хомеостаза.
