"Биология. Базовый уровень", Андреева Н.Д.
Экскреция — удаление из организма конечных продуктов обмена, избытка воды и солей, а также некоторых чужеродных веществ. Она помогает сохранять постоянство внутренней среды: почки меняют состав мочи, лёгкие выводят углекислый газ, а кожа теряет воду и соли с потом. В нефронах кровь фильтруется, нужные вещества возвращаются в неё, а состав мочи регулируется. Экскреция отличается от удаления непереваренных остатков пищи и связана с работой нервной и эндокринной систем.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экскреция — удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды и солей, а также некоторых чужеродных веществ. Она освобождает внутреннюю среду от того, что образовалось в клетках или поступило извне и больше не нужно. Это не то же самое, что выведение непереваренных остатков пищи: они не прошли через обмен веществ в клетках.
Гомеостаз — поддержание относительного постоянства внутренней среды организма. Речь не о том, что все показатели всегда совершенно неизменны, а о том, что они сохраняются в подходящих пределах. Экскреция помогает поддерживать это равновесие, удаляя излишки воды, солей и продукты обмена.
Осморегуляция — поддержание подходящего содержания воды и растворённых веществ в организме. Если воды становится слишком много или мало, меняются условия работы клеток. Органы выделения, прежде всего почки, помогают отрегулировать соотношение воды и солей.
Нефрон — структурно-функциональная единица почки, в которой образуется моча. Он состоит из почечного тельца с капсулой и клубочком капилляров и системы канальцев. В тельце происходит фильтрация крови, а в канальцах меняется состав фильтрата: нужные вещества возвращаются в кровь, а некоторые попадают в него.
В клетках непрерывно идут реакции обмена веществ, и часть их конечных продуктов организму необходимо удалить. Например, при клеточном дыхании образуется углекислый газ, а при превращениях белков — азотсодержащие отходы. Кроме того, поступающие с пищей и питьём вода и соли могут оказаться в избытке. Состав отходов зависит от того, какие процессы обмена идут в организме и каковы его особенности.
Разные вещества удаляются разными органами, потому что они попадают в разные системы и имеют разные свойства. Углекислый газ переносится кровью к лёгким и удаляется с выдохом вместе с водяным паром. Потовые железы кожи выводят воду и соли, а испарение пота также помогает охлаждать тело. Почки выводят с мочой воду, соли и продукты азотистого обмена, поэтому выделение не сводится к одному органу.
Почки не просто пропускают кровь через фильтр: они избирательно изменяют состав жидкости, из которой образуется моча. В нефроне часть компонентов крови проходит из капилляров в капсулу, образуя фильтрат. Затем в канальцах вода и нужные организму вещества возвращаются в кровь — этот процесс называют обратным всасыванием. Некоторые вещества, напротив, дополнительно выделяются из крови в канальцы; благодаря этому итоговый состав мочи отличается от первоначального фильтрата.
Количество мочи и концентрация растворённых в ней веществ зависят от водно-солевого баланса. Если организм сохраняет воду, её обратное всасывание в нефронах усиливается и мочи образуется меньше; при избытке воды её выведение может увеличиваться. Такая настройка помогает удерживать содержание воды и солей в подходящих пределах. Поэтому изменения мочеобразования — часть осморегуляции и поддержания гомеостаза.
Работа почек связана с состоянием всего организма: состав крови отражает, сколько в ней воды, солей и продуктов обмена. Нервные и гормональные сигналы помогают регулировать, сколько воды и солей следует сохранить или вывести. Например, при необходимости экономить воду почки могут увеличить её возвращение в кровь. Поэтому экскреция не является изолированным процессом, а согласуется с работой других систем.
| Орган или система | Что выводится | Значение для организма |
|---|---|---|
| Почки | Вода, избыток солей, продукты азотистого обмена | Удаляют отходы обмена и регулируют водно-солевой баланс |
| Лёгкие | Углекислый газ и водяной пар | Удаляют продукт клеточного дыхания и часть воды |
| Кожа | Вода и соли с потом | Участвует в выведении веществ и охлаждении тела |
| Печень и кишечник | Некоторые вещества удаляются с желчью и содержимым кишечника | Печень перерабатывает вещества, а кишечник выводит их вместе с содержимым |
Таблица помогает сравнить органы по веществам, которые они выводят, и по их роли. Чтобы понять, какой путь удаления важен для конкретного вещества, сначала найдите его в среднем столбце. Затем сопоставьте эту функцию с ролью почек, лёгких и кожи: органы дополняют друг друга.
Условие. Нужно различить удаление конечных продуктов обмена и выведение содержимого пищеварительного тракта. Важно не ориентироваться только на то, что в обоих случаях вещество покидает организм. Следует выяснить, участвовало ли оно в обмене веществ клеток.
Определяем, что называют экскрецией: это удаление продуктов обмена и избытков веществ из внутренней среды. Такие вещества образовались в организме или были перенесены к органам выделения кровью.
Рассматриваем непереваренные остатки: они прошли по пищеварительному тракту, но не были усвоены и не стали продуктами клеточного обмена. Поэтому их выведение связано с пищеварением, а не с экскрецией.
Проверяем различие по происхождению вещества. Если это отход обмена клеток — речь об экскреции; если это неусвоенное содержимое кишечника — это удаление непереваренных остатков.
Ответ. Непереваренные остатки пищи не относят к экскреции, потому что они не являются конечными продуктами обмена веществ клеток. Они выводятся из пищеварительного тракта.
Условие. После длительной физической нагрузки человек сильно потел. Нужно назвать вещества, которые теряются, и объяснить необходимость восполнить воду. Рассуждаем от работы кожи к изменениям внутренней среды.
Потовые железы выделяют пот, содержащий воду и растворённые соли. Поэтому при обильном потоотделении организм теряет не только влагу, но и часть солей.
Оцениваем последствия потери: при недостатке воды меняется водно-солевой баланс, а внутренней среде труднее сохранять подходящие условия. Физическая нагрузка и жара могут увеличить потоотделение.
Делаем вывод о восполнении потерь. Питьё помогает вернуть воду, необходимую организму; объём и темп питья стоит соотносить с жаждой, нагрузкой и условиями.
Ответ. С потом теряются вода и соли. Восполнение воды помогает поддерживать водно-солевой баланс и постоянство внутренней среды.
Условие. После обильного питья меняется количество воды, поступившей в организм. Нужно проследить, как почки корректируют образование мочи, чтобы сохранить гомеостаз. Важно учитывать обратное всасывание воды в нефронах.
После поступления воды меняется водный баланс и состав внутренней среды. Кровь приносит эту информацию к почкам, работа которых согласуется с потребностями организма.
В нефронах регулируется возвращение воды из канальцев в кровь. Если организму нужно вывести избыток, обратное всасывание воды может уменьшиться, поэтому больше воды останется в будущей моче.
Изменение количества возвращённой воды меняет объём и концентрацию мочи. Так почки выводят избыток и помогают сохранять подходящее содержание воды и растворённых веществ.
Ответ. При избытке воды почки могут увеличить её выведение: мочи становится больше, а она обычно менее концентрированная. Это помогает вернуть водный баланс к подходящему уровню.
Считать экскрецией любое удаление вещества из организма. Такую ошибку допускают, потому что и остатки пищи, и продукты обмена в итоге покидают тело. Проверьте происхождение вещества: непереваренное содержимое кишечника не было продуктом обмена клеток.
Утверждать, что почки только фильтруют кровь. Это представление возникает, если помнить только о начальном этапе мочеобразования. Проверьте себя: в канальцах есть обратное всасывание необходимых веществ и воды, а также секреция — выделение некоторых веществ в канальцы.
Считать мочу неизменным набором отходов. Можно ошибочно полагать, что почки всегда выводят одинаковое количество воды и солей. Сверьте вывод с водно-солевым балансом: при его изменении меняются и объём мочи, и концентрация веществ.
Сводить выделение только к работе почек. Почки важны, но это не единственный путь удаления веществ. Для проверки назовите, что выводят лёгкие и кожа: соответственно углекислый газ с водяным паром и воду с солями.
Чтобы понять экскрецию, нужно знать, что при клеточном обмене образуются конечные продукты, которые требуется вывести. Также пригодится представление о внутренней среде организма и о том, почему состав крови и тканевой жидкости должен оставаться относительно постоянным. Эти знания связывают обмен веществ с гомеостазом.
Тема подготавливает к изучению строения мочевыделительной системы и работы её органов. Она помогает разобраться в водно-солевом обмене, а также в нервной и гормональной регуляции функций организма. Позже эти связи объясняют, как тело согласует работу разных органов при изменении условий.
Экскреция удаляет конечные продукты обмена и избыток веществ.
Экскрецию не следует путать с удалением непереваренных остатков пищи.
Почки — важный, но не единственный орган выделения.
В нефронах кровь фильтруется, а состав будущей мочи дополнительно изменяется.
Почки помогают регулировать содержание воды и солей в организме.
Экскреция участвует в поддержании гомеостаза.
Чем экскреция отличается от выведения непереваренных остатков пищи?
Экскреция удаляет конечные продукты обмена, которые образовались в клетках и попали во внутреннюю среду организма. Непереваренные остатки проходят через пищеварительный тракт и выводятся кишечником, поэтому их удаление не относят к экскреции.
Почему углекислый газ относят к продуктам, которые нужно выводить?
Углекислый газ образуется при клеточном дыхании. Если он накапливается, меняется состав внутренней среды, поэтому кровь переносит его к лёгким, откуда он удаляется при выдохе.
Какие вещества удаляются с мочой?
С мочой выводятся вода, избыток минеральных солей и продукты азотистого обмена, например мочевина. В зависимости от состояния организма меняются и количество мочи, и концентрация растворённых в ней веществ.
Почему после потоотделения важно восполнить потерю воды?
С потом организм теряет воду и растворённые соли. При значительной потере воды нарушается водно-солевой баланс, поэтому после нагрузки нужно пить, ориентируясь на жажду и условия.
Как почки помогают поддерживать постоянство внутренней среды?
В нефронах почки фильтруют кровь, возвращают в неё необходимые вещества и часть воды, а некоторые вещества выделяют в канальцы. Так почки регулируют состав и количество мочи, помогая поддерживать баланс воды, солей и продуктов обмена.
§ 22. Экскреция как процесс саморегуляции организма
