Тема 5. Виділення. Терморегуляція

Поміркуйте

Якими шляхами з організму можна виводити непотрібні продукти обміну речовин?

Згадайте

• Типи видільних систем у тварин

• Будову видільної системи ссавців

Видільна система організму людини

Обмін речовин у нашому організмі відбувається безперервно. Отже, певні продукти життєдіяльності, які вже не можуть засвоюватися організмом, необхідно виводити з організму.

З організму виділяються:

• кінцеві продукти обміну: вода, вуглекислий газ, сечовина, кал;

• шкідливі сполуки;

• надлишок води й мінеральних солей.

Ці речовини перебувають у рідкому, твердому або газоподібному станах і виводяться з організму різними органами, що належать до різних фізіологічних систем. Це — нирки, легені, шкіра, печінка, кишечник (мал. 22.1).

Окремо виділяють сечовидільну систему, до складу якої належать нирки, сечоводи, сечовий міхур і сечівник.

Головна функція сечовидільної системи — виведення з організму водорозчинних продуктів обміну речовин. Виділення цих речовин є для організму одним із головних засобів підтримання гомеостазу.

Нирки

Нирки — це парні органи бобоподібної форми (мал. 22.2). Маса однієї нирки дорослої людини становить близько 120 г. Нирки складаються з двох шарів: зовнішнього кіркового і внутрішнього мозкового. Усередині нирки є порожнина — ниркова миска. Ззовні в нирку входять артерії, вени, лімфатичні судини, нерви.

Функціональними одиницями нирки є нефрони — численні мікроскопічні утворення (у кожній нирці їх близько мільйона). Не-фрони здійснюють головну функцію нирок — утворення сечі.

Нефрон

Нефрон складається з капсули й звивистого канальця (мал. 22.3). У капсулі розміщується судинний клубочок, утворений капілярами. У нефроні виділяють два звивисті канальці (низхідний і висхідний) та один прямий, який утворює довгу петлю. Висхідний звивистий

канадець упадає в збірну трубку, якою сеча, що утворилася в нефроні, потрапляє до ниркової миски, а звідти сечоводом — до сечового міхура.

Сечоводи, сечовий міхур, сечівник

Сечоводи — це трубки завдовжки 3035 см, якими сеча з ниркових мисок потрапляє до сечового міхура.

Сечовий міхур — це м’язовий мішок, який складається з непосмугованої (гладенької) мускулатури і зсередини вкритий епітелієм (мал. 22.4). У ньому збирається сеча. Щоб вона не витікала назовні мимовільно, цей орган має сфінктери (м’язи-замикачі). Із сечового міхура сеча виводиться через сечівник.

Сечівник — це трубка, якою сеча видаляється з організму. У чоловіків сечівник значно довший (до 18 см), ніж у жінок (3-4 см).

Шкіра

Шкіра відіграє значну роль у процесах виділення. Через протоки потових залоз із організму виводяться вода, сечовина й деякі солі. Завдяки великій площі поверхні через шкіру можуть швидко виділятися різні токсини й продукти обміну.

Випаровування води через потові залози сприяє втраті тепла. Це дуже важливо, бо теплота — один із продуктів обміну речовин, і його надлишок в організмі є небажаним.

Печінка

У печінці відбувається утворення жовчних пігментів, які в складі жовчі надходять до кишечника, звідки виводяться разом із калом. Окрім того, одна з найважливіших функцій печінки — переробка відходів обміну білків і нуклеїнових кислот, унаслідок якої утворюються сполуки Нітрогену, що виводяться нирками.

Легені

За допомогою легень з організму виводяться газоподібні продукти обміну речовин, насамперед вуглекислий газ.

Через вологу поверхню легеневих альвеол з організму також видаляється вода.

Роль нирок у здійсненні водно-сольового обміну

Для нормального обміну речовин концентрація солей в організмі має бути відносно сталою. Нирки є важливим регулятором водно-сольового балансу організму.

Якщо води в організмі забагато й концентрація розчинених солей зменшується, нирки сповільнюють поглинання води з первинної сечі й прискорюють її виведення з організму. Якщо води, навпаки, замало, то інтенсивність її поглинання з первинної сечі зростає.

Ключова ідея

Видільна система видаляє з організму продукти обміну та шкідливі речовини. Видільні функції в організмі виконують нирки, легені, шкіра, печінка. Сечовидільна система виводить з організму водорозчинні продукти обміну. До складу сечовидільної системи належать нирки, сечоводи, сечовий міхур і сечівник. Функціональною одиницею нирки є нефрон.

Запитання та завдання

1. Навіщо потрібна видільна система? 2. Які органи виконують видільні функції? 3. Яку будову мають нирки? 4. Які продукти виводяться через легені? 5*. Запропонуйте своє пояснення того факту, що існує кілька шляхів виведення продуктів обміну речовин з організму людини.

 

 

Параграф 23.

 

Поміркуйте

Чому продукти обміну сполук Нітрогену з організму людини виводяться у вигляді сечовини, а в риб — у вигляді амоніаку?

Згадайте

• Чому у птахів немає сечового міхура?

• Особливості кровопостачання печінки й нирок

Процес утворення первинної сечі

Утворення сечі відбувається як результат трьох основних процесів: фільтрації, секреції та реабсорбції, і складається з двох основних етапів: утворення первинної та вторинної сечі.

Первинна сеча утворюється в результаті процесу фільтрації в клубочках капсули не-фрона (мал. 23.1).

У капсулу нефрона кров надходить через тоненьку кровоносну артерію — приносну артеріолу, а виходить іншою — виносною, діаметр якої дещо менший. Це полегшує фільтрацію плазми з принесеної крові, насиченої різними речовинами, у порожнину капсули. Рідину, яка утворилася в цьому процесі, називають первинною сечею. Вона потрапляє у звивистий каналець нефрона.

Первинна сеча за своїм складом схожа на плазму крові, але в ній майже немає білків. За добу в організмі людини утворюється близько 150-180 л первинної сечі.

Процес утворення вторинної сечі

Первинна сеча містить продукти обміну речовин і речовини, які організм ще може використовувати. До того ж у ній багато води, яка ще потрібна організму. Тому у звивистому канальці відбувається процес реабсорбції — поглинання раніше виділених речовин (мал. 23.2). Там із первинної сечі поглинаються вода, глюкоза та інші корисні речовини. Крім реабсорбції, у канальцях не-фрона відбувається секреція — виділяються ті сполуки, які необхідно остаточно вивести з організму, наприклад йони Гідрогену та амонію.

Мал. 23.2. Схема утворення вторинної сечі: у процесі реабсорбції у кров повертаються глюкоза, деякі амінокислоти, вітаміни, мінеральні солі, значна кількість води; у процесі секреції в сечу надходять сечова кислота, амоніак, мінеральні солі

Склад сечі значно змінюється, і вона перетворюється на вторинну сечу. Вторинна сеча містить воду, сечовину, сечову кислоту, амоніак тощо. Сечовина є одним з основних продуктів обміну, який виводиться з організму через нирки. Вона є продуктом обміну білків та інших органічних речовин, які містять Нітроген. Норма — це коли у вторинній сечі немає глюкози та білків.

Основна відмінність між первинною і вторинною сечою полягає в кількості води, яка міститься в їх складі. У вторинній сечі вміст води майже в 100 разів менший. Повернення води в кров здійснюється переважно у петлі нефрона (петлі Генле). Вона з’єднує між собою звивисті канальці нефрона й має вигляд шпильки, утвореної прямою трубкою. Петля названа на честь німецького науковця Фрі-дріха Генле.

Реабсорбція може відбуватися за допомогою пасивного (без витрати енергії) або активного (із витратою енергії) транспорту, а секреція — лише активного.

У нормі за добу в дорослої людини утворюється приблизно 1,5 л вторинної сечі. Ця кількість може збільшуватися, якщо до організму людини надходять діуретики — речовини із сечогінними властивостями. Їх використовують під час лікування деяких захворювань.

Олександр Михайлович Шумлянський (17481795) народився на Полтавщині в козацькій сім'ї, навчався в Києво-Могилянській академії. У Страсбурзькому університеті захистив дисертацію «Про будову нирок», у якій уперше у світі (на 60 років раніше Вільяма Бовмена) ґрунтовно дослідив й описав особливості мікроскопічної будови нирок: звивисті канальці, судинний клубочок і капсулу нефрона. Розробив новий метод ін'єкцій сечових канальців та кровоносних судин нирок, завдяки чому довів відсутність прямого сполучення цих структур між собою. Ця дисертаційна робота декілька раз видавалася в Європі.

Дізнайтеся більше

Усього в нирці налічується близько 1 млн не-фронів.

• Здорові нирки фільтрують до 1200 мл крові за хвилину.

Регуляція роботи нирок

Процеси виділення в нирках регулюються як сигналами нервової системи, так і дією гормонів.

Утворення сечі відбувається за участі гормонів. Так, дія антидіуретичного гормону (АДГ) призводить до утворення меншої кількості сечі, але при цьому в ній збільшується концентрація речовин, що виводяться. Уплив гормону адреналіну також зменшує утворення сечі, а дія гормонів тирозину й кортизону, навпаки, — збільшує.

Нервова регуляція інтенсивності утворення сечі відбувається переважно шляхом регуляції кровопостачання в капсули нефронів: чим більше крові надходить до нефронів, тим інтенсивніше утворюється сеча. Для досягнення такого ефекту сигнали нервової системи діють на кровоносні судини, які несуть кров до нирок, звужуючи їх. У деяких випадках (наприклад, больовому подразненні) сигнали нервової системи можуть знижувати сечоутворення навіть до повного його припинення (явище анурії). Але довго це тривати не може, бо є смертельно небезпечним для людини.

Сечовипускання регулюється нервовою системою. У стінках сечового міхура розташовані нервові закінчення, які в разі його розтягнення (коли він наповнюється сечею) надсилають сигнал у центральну нервову систему. Сигнали сприймаються центром у нижній частині спинного мозку й спрямовуються ним у кору головного мозку. Потім сигнал для сечовиділення надходить до стінок сечового міхура та м’яза-сфінктера, який відкриває прохід сечівника.

Отже, регуляція процесу сечовиділення є нервово-гуморальною.

Ключова ідея

Нефрон є основною функціональною одиницею нирки. У його капсулі утворюється первинна сеча. У канальці з неї поглинаються потрібні організму речовини й додатково виділяються непотрібні. Так первинна сеча перетворюється на вторинну. Регуляція процесу сечовиділення є нервово-гуморальною.

Запитання та завдання

1. Яку будову має нефрон? 2. Як утворюється первинна сеча? 3. Як утворюється вторинна сеча? 4*. Яке значення мають нирки для підтримання водно-сольового балансу?

 

 

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Задорожний 2021