Орган виділення: будова і функції. Органи виділення у тварин: опис, значення

Підтримання нормального рівня обміну речовин в організмі, називається гомеостазом, здійснюється з допомогою нервово-гуморальної регуляції процесів дихання, травлення, кровообігу, виділення та розмноження. У даній статті буде розглянута система органів виділення людини і тварин, їх будова і функції, а також значення в метаболічних реакціях живих організмів.

Біологічне значення органів виділення

В внаслідок обміну речовин, що відбувається в кожній клітині живого організму, накопичується велика кількість токсичних речовин: вуглекислого газу, аміаку, солей. Для їх видалення необхідна система, що виводить токсини в зовнішнє середовище. Будова і функції органів видільної системи вивчають анатомія і фізіологія.
Вперше відокремлений орган виділення з'являється у безхребетних тварин, що мають двосторонню симетрію. Стінки тіла складаються з трьох шарів: екзо - мезо - і энтодермы. До таких організмів належать плоскі і круглі черви, а сама видільна система у них представлена протонефридиями.

Як функціонують органи виділення у плоских черв'яків і нематод

Протонефридии являють собою систему трубчастих утворень, що відходять від головного поздовжнього каналу. Вони утворюються з зовнішнього зародкового листка - экзодермы. Токсини і надлишок іонів виводяться на поверхню тіла гельмінтів через пори. Внутрішній кінець протонефридий забезпечений групою відростків – вій або джгутиків. Хвилеподібні їх руху перемішують міжклітинну рідину, що сприяє посиленню фільтраційних видільних функцій трубочок.

Прогресивні ускладнення органів виділення у кільчастих червів

Кольчецы, наприклад, дощовий черв'як, нерєїс, пескожил, видаляють з організму продукти обміну речовин, використовуючи метанефридии – органи виділення черв'яків. Вони мають вигляд трубочок, один кінець яких лейковидно розширений і оснащений віями, а інший виходить до покрови тваринного і має отвір – пору. Ускладнення органів виділення у дощових черв'яків пояснюється появою вторинної порожнини тіла – целома.

Особливості будови і функції мальпигиевых судин

У представників типу членистоногих орган виділення має вигляд розгалужених трубочок, які з гемолімфи – внутрішньопорожнинної рідини, – всмоктуються розчинені продукти обміну речовин і надлишок води. Вони називаються мальпігієві судинами і характерні для представників класів павукоподібних і комах. В останніх, крім видільних трубочок, є ще один орган – жирове тіло, в якому накопичуються продукти метаболізму. Мальпігієві судини, які надійшли токсичні речовини, впадають в задній відділ кишечнику. Звідти продукти обміну виділяються назовні через анальний отвір. Орган виділення у ракоподібних - річкового рака, омарів, лангустів, - представлений зеленими залозами, є видозміненими метанефридиями. Вони розташовуються на головогруди тварини, ззаду підстави антен. Під зеленими залозами у ракоподібних розташований сечовий міхур, що відкривається видільною порою.

Орган виділення у риб

У представників класу кісткових риб відбувається подальше ускладнення видільної системи. Вона має вигляд темно-червоних смуговидних тел – туловищных нирок, розташованих над плавальним міхуром. Від кожної з них відходить сечовід, по якому сеча відтікає в сечовий міхур, а вже з нього – в мочеполовое отвір. У представників класу хрящових риб (акули, скати) сечоводи, впадають у клоаку, а сечовий міхур відсутній. Виходячи з будови видільної системи, всі кісткові риби діляться на три групи: які живуть у прісній воді, в солоних водоймах, а також група так званих прохідних, що живуть як у солоної, так і в прісній воді у зв'язку з особливостями нересту. Прісноводні риби (окунь, карась, короп, лящ), щоб уникнути надлишкового надходження в їх організм води, змушені видаляти великий об'єм рідини через ниркові канальці і мальпігієві клубочки нирок. Так, короп виділяє 120 мл води на 1 кг своєї маси, а сом - до 380-400 мл. Щоб організм не відчував нестачі солей, зябра прісноводних риб виконують роль насосів, закачували з води іони натрію і хлору. Морські мешканці - тріска, камбала, скумбрія, - навпаки, страждають від нестачі води в організмі. Щоб уникнути зневоднення і зберегти нормальний осмотичний тиск всередині організму, вони змушені пити морську воду, яка, фільтруючись у нирках, очищається від солі. Надлишок хлориду натрію видаляється через зябра і з екскрементами. У прохідних риб, наприклад, європейського вугра, відбувається «перемикання» способів осморегуляції, здійснюваних нирками і зябрами, залежно від того, в якій воді вони знаходяться.

Видільна система у амфібій

Будучи холоднокровний мешканцями наземно-водного середовища, земноводне, як і риби, видаляють шкідливі продукти обміну через голу шкіру і туловищные нирки. У жаб, тритонів, цейлонського рыбозмея орган виділення представлений парними нирками, розташованими по обидва боки хребта, відходять від них сечоводами, впадають у клоаку. Частково газоподібні продукти метаболізму видаляються у них через сегменти легень, які поряд з шкірою виконують видільну функцію.

Тазові нирки – головні органи виділення птахів і ссавців

У процесі еволюційного розвитку туловищные нирки видозмінюються в більш прогресивну форму выделительного органу – тазові нирки. Вони розташовуються глибоко в тазовій порожнині, практично поруч з клоакою у плазунів і птахів, і поблизу статевих залоз (сім'яників і яєчників) – у ссавців. Маса і об'єм нирок у них зменшуються, зате фільтраційна здатність ниркових клітин-нефронів значно зростає, а це призводить до того, що органи виділення у тварин, що належать до класах птахів і ссавців, набагато ефективніше очищають кров від продуктів розпаду і захищають організм від зневоднення. Крім того, у птахів, на відміну від всіх інших наземних хребетних тварин, відсутня сечовий міхур, тому сеча у них не накопичується, а з сечоводів надходить відразу ж в клоаку, потім назовні. Це є пристосуванням, що зменшує масу тіла птахів, що важливо, враховуючи їх здатність до польоту.

Фільтраційна і адсорбційна функції нирок людини

У людини орган виділення – нирки, – досягає свого найвищого розвитку і спеціалізації. Його можна розглядати, як дуже компактний (вага обох нирок дорослої людини не перевищує 300 г) біологічний фільтр, що пропускає через свої клітини - нефрони, до 1500 л крові, в добу. У фізіології та медицині нормальній роботі цього органу надають особливе значення. А в китайській системі здоров'я У-Сін нирки є головним життєдіяльність елементом. Ниркова паренхіма містить близько 2 млн нефронів, що складаються з капсули Боумена-Шумлянського, в яких відбувається процес фільтрації крові і утворення первинної сечі, і звивистих канальців (петлі Генле), що забезпечують реабсорбцію – виборче витяг глюкози, вітамінів і низькомолекулярних білків з первинної сечі, і повернення їх у кров'яне русло. В результаті реабсорбції утворюється вторинна сеча. Вона містить надлишок води, солей, сечовини. Вона стікає в ниркові миски, а з них – у сечовід і далі у сечовий міхур. Це близько 2 л/добу. З нього вона видаляється через сечовипускальний канал назовні. Таким чином не допускається скупчення рідини в порожнині внутрішніх органів і запобігається інтоксикація організму.

Додаткові органи виділення продуктів метаболізму

Крім нирок, які виконують головну роль в осморегуляції і видаленні надлишку солей і токсинів, частково видільну функцію в організмі людини виконують легені, шкіра, потові і травні залози. Так, в результаті газообміну, здійснюваного альвеолами, з яких складаються сегменти легень, відбувається виведення вуглекислого газу, водяної пари, токсичних речовин, наприклад, продуктів розкладу етанолу. Шляхом екскреції потових залоз видаляються сечовина, надлишок солей і води. Печінка, крім провідної ролі у процесі травлення, інактивує токсичні продукти розпаду білків, лікарських препаратів, алкоголю, солей кадмію та свинцю, що містяться у венозній крові. Робота всіх органів (нирок, легенів, шкіри, травних і потових залоз), яким притаманна видільна функція, що забезпечує нормальне протікання всіх реакцій обміну речовин і гомеостазу.