Выделение

Разбор темы

Выделение у разных организмов

Одноклеточные (амёба, инфузория): через всю поверхность клетки и сократительные вакуоли, которые выводят избыток воды.

Плоские черви — протонефридии с пламенными клетками; кольчатые черви — метанефридии в каждом сегменте; насекомые — мальпигиевы сосуды; рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие — почки.

Продукты азотистого обмена: аммиак (водные животные — легко выводится с водой), мочевина (млекопитающие, земноводные), мочевая кислота (птицы, пресмыкающиеся, насекомые — экономит воду).

Растения: избыток веществ откладывается в вакуолях и клеточных стенках, удаляется при листопаде; лишняя вода — через транспирацию и гуттацию.

Мочевыделительная система человека

Почки (бобовидные, в поясничной области) → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал.

В почке различают корковое вещество (здесь капсулы нефронов) и мозговое (канальцы и собирательные трубочки, образующие пирамиды), а также почечную лоханку.

Кровь поступает по почечной артерии, которая отходит от аорты, поэтому в клубочке высокое давление.

Как образуется моча

1. Фильтрация (в капсуле): под давлением из клубочка в капсулу проходят вода, соли, глюкоза, аминокислоты, мочевина. Белки и клетки крови не проходят. Получается первичная моча — около 150–180 л в сутки.

2. Реабсорбция (в канальцах и петле Генле): обратно в кровь всасываются почти вся вода, вся глюкоза и аминокислоты, нужные соли.

3. Секреция: клетки канальцев активно выделяют в мочу некоторые вещества (ионы, лекарства).

Итог — вторичная моча ≈ 1,5 л в сутки: вода, мочевина, мочевая кислота, соли. Глюкоза в моче — признак сахарного диабета, белок — признак поражения почек.

Регуляция водно-солевого баланса

При обезвоживании растёт концентрация солей в крови → гипоталамус усиливает выработку АДГ → гипофиз выделяет его в кровь → канальцы возвращают больше воды → мочи мало, она концентрированная.

При избытке воды АДГ выделяется меньше, мочи образуется много. Нехватка АДГ вызывает несахарный диабет — до 10–20 л мочи в сутки.

Альдостерон (гормон коры надпочечников) регулирует обратное всасывание натрия.

Гомеостаз и терморегуляция

Человек — теплокровный (эндотермный) организм, температура тела ≈ 36,6 °C. Центр терморегуляции — в гипоталамусе.

При перегреве: сосуды кожи расширяются, усиливается потоотделение (испарение пота охлаждает).

При охлаждении: сосуды кожи сужаются, мышечная дрожь, усиливается обмен веществ.

Принцип отрицательной обратной связи: отклонение показателя запускает процессы, которые возвращают его к норме.

Кожа и другие органы выделения

Лёгкие выделяют CO₂ и пары воды; кожа — пот (вода, соли, немного мочевины); печень выводит с желчью продукты распада гемоглобина (билирубин); кишечник — соли тяжёлых металлов.

Кожа: эпидермис (роговой слой, меланин защищает от ультрафиолета), дерма (потовые и сальные железы, рецепторы, сосуды), подкожная жировая клетчатка (теплоизоляция, запас энергии).

Нарушения и их предупреждение

Мочекаменная болезнь (отложение солей), пиелонефрит и цистит (воспаления), почечная недостаточность.

Гемодиализ («искусственная почка») очищает кровь от мочевины через полупроницаемую мембрану, когда почки не справляются. Другой путь — пересадка почки.

Профилактика: достаточное питьё, умеренная соль, избегать переохлаждения, не злоупотреблять алкоголем и лекарствами.

Выделение у растений и животных 7 класс

Растения выделяют отходы через листопад, устьица (вода, газы) и накапливают в вакуолях.

Простейшие — сократительные вакуоли (у пресноводных: удаляют лишнюю воду); плоские черви — протонефридии; кольчатые — метанефридии; насекомые — мальпигиевы сосуды; позвоночные — почки.

Пресная и солёная вода 9 класс

Пресноводные рыбы постоянно «впитывают» воду осмосом — выделяют много разбавленной мочи. Морские рыбы теряют воду — пьют морскую воду, а лишние соли выводят через жабры.

Антидиуретический гормон 10 класс

АДГ (вазопрессин) вырабатывается гипоталамусом и выделяется гипофизом. При нехватке воды его больше — стенки собирательных трубочек пропускают больше воды обратно в кровь, моча становится концентрированной. Алкоголь подавляет АДГ — поэтому усиливается мочеиспускание.

Болезни кожи 8 класс

Чесотка (клещ), лишай (грибок), угревая сыпь, ожоги и обморожения. Профилактика — личная гигиена, защита кожи от солнца и холода.

Фильтрация и избирательная реабсорбция подробно 9 класс

Почему кровь фильтруется: приносящая артериола шире выносящей, поэтому в капиллярах клубочка давление высокое (≈ 70 мм рт. ст.) — выше, чем в обычных капиллярах. Ему противодействуют давление жидкости в капсуле и онкотическое давление белков плазмы, но их разница (≈ 20 мм рт. ст.) выдавливает плазму сквозь трёхслойный фильтр: эндотелий капилляра с порами, базальную мембрану и клетки-подоциты капсулы. Проходят молекулы мельче белков, а клетки крови и большинство белков остаются в крови. Это ультрафильтрация: за сутки образуется ≈ 180 л фильтрата.

Избирательная реабсорбция идёт главным образом в проксимальном извитом канальце: его клетки имеют щёточную каёмку из микроворсинок (большая поверхность) и много митохондрий (энергия для активного транспорта). Здесь активно возвращаются в кровь вся глюкоза, аминокислоты, ионы Na⁺, а вслед за ними по осмосу — около двух третей воды. Остальная вода всасывается в петле Генле и собирательных трубочках.

Переносчики глюкозы могут вернуть лишь ограниченное её количество. Если концентрация глюкозы в крови выше почечного порога (≈ 10 ммоль/л, около 1,8 г/л), канальцы не успевают её вернуть, и глюкоза появляется в моче — признак сахарного диабета. На работу почек влияют рацион (избыток соли и белка), переохлаждение, лекарства и инфекции: осложнения ангины и нелеченого кариеса могут повредить почечный фильтр.

Петля Генле и концентрированная моча 10 класс

Петля Генле работает как противоточная система. Нисходящее колено проницаемо для воды, но не для солей; восходящее, наоборот, непроницаемо для воды, но активно выкачивает ионы Na⁺ и Cl⁻ в окружающую ткань. В результате мозговое вещество почки становится очень солёным (гипертоническим), причём чем глубже, тем выше концентрация.

Собирательные трубочки проходят через это солёное мозговое вещество. Когда в крови есть АДГ, в их стенке открываются водные каналы (аквапорины), и вода по осмосу уходит в ткань и обратно в кровь — моча становится концентрированной. У пустынных животных (тушканчик, песчанка) петли Генле очень длинные, поэтому их моча в несколько раз концентрированнее, чем у человека. В дистальном канальце под действием альдостерона реабсорбируется Na⁺ и секретируются K⁺ и H⁺ — так почки регулируют и кислотность крови.

Азотистые отходы: аммиак, мочевина, мочевая кислота 9 класс

Лишние аминокислоты в организме не запасаются: в печени от них отщепляется аминогруппа (дезаминирование) и образуется аммиак NH₃ — очень ядовитое вещество, а безазотистый остаток используется для получения энергии или превращается в глюкозу и жиры. В печени аммиак в орнитиновом цикле соединяется с CO₂ и превращается в мочевину — она гораздо менее ядовита и хорошо растворяется в воде.

Конечный продукт зависит от среды обитания. Аммиак можно выводить, только сразу сильно разбавляя его водой: так делают пресноводные рыбы, головастики, водные беспозвоночные. Мочевина требует умеренного количества воды — млекопитающие, взрослые земноводные, хрящевые рыбы. Мочевая кислота почти нерастворима и наименее ядовита, её выводят в виде пасты почти без воды — птицы, пресмыкающиеся, насекомые, наземные улитки; кроме того, зародыш в яйце со скорлупой может накапливать её, не отравляясь.

Животные пустынь экономят воду. Тушканчик и песчанка почти не пьют: им хватает метаболической воды, образующейся при окислении пищи (при окислении 1 г жира — около 1,1 г воды), а моча и кал у них очень концентрированные. Верблюд выдерживает потерю воды до четверти массы тела, выделяет мало мочи, а температура его тела днём может подниматься на несколько градусов, что уменьшает потоотделение.

Диализ и пересадка почки 10 класс

При хронической почечной недостаточности почки перестают очищать кровь: в ней накапливаются мочевина, креатинин, ионы K⁺, вода, нарушается кислотность. Гемодиализ («искусственная почка»): кровь из сосуда руки идёт в диализатор, где течёт по трубочкам из полупроницаемой мембраны, а снаружи навстречу ей (противотоком) течёт диализирующий раствор. Мочевины в растворе нет, поэтому она диффундирует из крови; глюкоза и нужные соли содержатся в растворе в той же концентрации, что в нормальной плазме, поэтому они не теряются. Белки и клетки крови через мембрану не проходят, а чтобы кровь не свернулась, добавляют гепарин. Процедура длится около 4 часов 3 раза в неделю.

Перитонеальный диализ использует в качестве мембраны собственную брюшину: через катетер в брюшную полость заливают раствор, а через несколько часов сливают его вместе с отходами; процедуру можно делать дома. Лучший выход — пересадка (трансплантация) почки: донором может быть живой родственник, так как человек может жить и с одной почкой. Чтобы иммунная система не отторгла почку, подбирают донора с похожими белками-антигенами тканей, а пациент всю жизнь принимает иммунодепрессанты.