Поміркуйте

Нефрони гризунів, що живуть у пустелі, мають надзвичайно довгі петлі Генле, а у їхніх родичів, що живуть у лісах, ці петлі набагато коротші. Чому?

Згадайте

• Гомеостаз

• Дисиміляція білків, вуглеводів, жирів

• Будова нирок та сечовидільних шляхів

Роль екскреції та осморегуляції в підтриманні гомеостазу

Екскреція і осморегуляція є дуже важливими процесами життєдіяльності, вони підтримують сталість внутрішнього середовища організму (гомеостаз). Їхня функція полягає в підтримці сталості складу й обсягу рідин внутрішнього середовища організму, насамперед крові.

Шляхом екскреції видаляються побічні продукти метаболізму, багато з яких є токсичними і негативно впливають на перебіг нормальних метаболічних реакцій.

Процеси екскреції й осморегуляції підтримують йонний склад рідин тіла за рахунок регуляції концентрації йонів Na+, K+, Mg²+, Ca²+, Fe²+, H+, Cl^-, I^-, PO³4^- HCO₃.

Процеси екскреції й осморегуляції підтримують постійну концентрацію йонів Гідрогену H+ (тобто підтримують кислотність середовища).

Шляхом осморегуляції контролюється вміст води в рідинах тіла.

Токсичні продукти обміну речовин

Кінцеві продукти обміну речовин не можуть далі використовуватися організмом і мають вилучатися з нього. Основними відходами, які необхідно видаляти з організму, є вуглекислий газ і вода від розщеплення глюкози, амоніак від переробки амінокислот, солі. Частина цих продуктів є токсичною, тому в організмі формуються механізми,

спрямовані на перетворення цих шкідливих речовин або на нешкідливі, або менш шкідливі для організму.

Багато з продуктів метаболізму білків (амоніак, індол, феноли, ароматичні аміни) є дуже токсичними і, за високих концентрацій спричиняють ураження різних внутрішніх органів. Знешкодження токсичних продуктів розпаду білків відбувається в печінці. Амоніак перетворюється на сечовину або сечову кислоту; фенол, індол і скатол з’єднуються із сульфатною й глюкуроновою кислотами, утворюючи менш токсичні сполуки. В екскреції нітрогенвмісних речовин головну роль відіграють нирки, а невелика кількість цих речовин виводиться через легені й потові залози шкіри.

Однією з найтоксичніших речовин є амоніак — продукт руйнування амінокислот. Він має швидко видалятися з організму. У прісноводних організмів амоніак розчиняється у великій кількості води і виділяється безпосередньо в навколишнє середовище, не встигаючи досягнути токсичної концентрації. У морських і суходільних організмів запаси води в організмі обмежені, і вони не можуть марнотратно витрачати її на виведення амоніаку. Такі тварини використовують інші способи екскреції нітрогенвмісних продуктів. Головним нітрогенвмісним екскретом у ссавців є сечовина, яка утворюється в печінці з амоніаку і яка набагато менш токсична, ніж амоніак. В інших наземних тварин (комах, птахів) екскретом є сечова кислота та її солі. Вони майже не токсичні й малорозчинні, для їх екскреції потрібна невелика кількість води.

Дізнайтеся більше

Деякі метаболіти, що накопичуються рослинами в клітинних вакуолях, виконують захисні функції. Щоб уникнути знищення травоїдними тваринами, рослини синтезують різні отруйні речовини, які вивільняються з вакуолей у разі пошкодження клітин. Серед них і високотоксичні алкалоїди, і просто неприємні на смак речовини, що негативно впливають на травлення.

Вуглекислий газ також є токсичним продуктом метаболізму. Навіть незначне підвищення його концентрації призводить до підвищення кислотності, погіршення самопочуття, головного болю, зниження уваги. Видалення понад 90 % вуглекислого газу забезпечують легені. Також через легені виводяться інші леткі речовини, наприклад випари ефіру й хлороформу під час наркозу, випари алкоголю в разі сп’яніння.

Рослини як кінцеві продукти обміну виділяють не тільки вуглекислий газ і воду, а й кисень. Роль кисню в організмах двоїста. Вільний, атомарний Оксиген і озон фактично є клітинними отрутами. В атмосфері чистого кисню дихання рослин знижується, а за тривалої його дії рослина гине. Це пов’язано з посиленням вільнорадикальних реакцій, пошкодженням мембран унаслідок окиснен-ня їх ліпідів і, зрештою, з порушенням багатьох процесів обміну речовин.

Фактори, що порушують процес виділення у людини

• Спадкові та вроджені захворювання органів виділення. Спадкові дефекти нирок (нефропатії) можуть виникати в різних структурах видільної системи, наприклад у клубочковому апараті, ферментних системах і транспортних каналах ниркових ка-нальців, спричиняти анатомічні аномалії нирок і сечовидільних шляхів (мал. 53.1).

• Інфекційні захворювання. Ниркові інфекції зазвичай спричиняють бактерії, які уражають ниркові лоханки або ниркову паренхіму. Трапляються також паразитарні та вірусні захворювання. Інфекція знижує активність роботи нирок.

• Інтоксикація. До ураження нирок можуть призвести отруєння алкоголем, важкими металами, отруйними речовинами в побуті та в промисловості, укуси отруйних змій і комах, надмірні дози деяких лікарських препаратів.

• Травми. Ниркова недостатність розвивається в разі сильного травмування нирок.

• Гормональний дисбаланс. Порушення реабсорбції можуть бути зумовлені недостатньою секрецією гормонів (альдостерону, вазопресину) або блокадою рецепторів до цих гормонів.

Ключова ідея

Екскреція й осморегуляція є дуже важливими процесами життєдіяльності, вони підтримують сталість внутрішнього середовища організму (гомеостаз). Шляхом екскреції видаляються побічні продукти метаболізму, багато з яких є токсичними; це продукти метаболізму білків (амоніак), вуглекислий газ, кисень (у рослин). Нормальні процеси виділення можуть бути порушені внаслідок захворювань нирок (спадкових та інфекційних), гормонального дисбалансу, отруєння і травм нирок.

Практична робота

Критичний аналіз реклами харчових продуктів та біодобавок

1. Знайдіть в Інтернеті відеоролики або тексти реклами харчових продуктів та біодобавок (або скористайтеся тими, що розміщено в електронному додатку).

2. Проаналізуйте їх, зверніть увагу на коректність, науковість та об'єктивність інформації, яка в них міститься.

3. Сформулюйте висновок.

Запитання та завдання

1. У ході метаболізму білків утворюються дуже токсичні продукти. Чи означає це, що ми не повинні вживати білкові продукти в їжу? 2. Чи є кисень корисним або небезпечним для організмів? 3. Як порушуються процеси виділення у разі великих опіків? 4. Як порушуються процеси виділення під час синдрому здавлювання?

Це матеріал з підручника Біологія і Екологія 10 клас Задорожний