§ 42. Выделение

Определения и обозначения

Выделение — удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды и солей, а также вредных веществ. Оно нужно, чтобы ненужные соединения не накапливались и не мешали работе органов. Обмен веществ постоянно происходит в клетках, поэтому продукты, которые организм не использует, тоже образуются непрерывно.

Мочевыделительная система — органы, образующие и выводящие мочу: почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. Вместе они обеспечивают полный путь мочи от образования до выхода из организма. Каждый орган выполняет свою часть работы, поэтому их важно не путать.

Почка — парный орган, который фильтрует кровь, образует мочу и помогает поддерживать постоянство внутренней среды организма. Постоянство внутренней среды означает, что состав жидкостей организма остаётся подходящим для работы клеток. Почки регулируют выведение воды и солей, поэтому нужны не только для образования мочи.

Нефрон — структурно-функциональная единица почки, в которой из веществ крови образуется моча. Слово «структурно-функциональная» указывает, что нефрон является и частью строения органа, и местом выполнения его главной работы. Именно работа нефронов позволяет почкам очищать кровь и сохранять нужные организму вещества.

Как это устроено

Обмен веществ обеспечивает клетки энергией и материалами для роста, но при этом образуются ненужные конечные продукты. Если они остаются в организме, их концентрация может стать вредной и нарушить работу клеток. Поэтому выделение необходимо как постоянная часть обмена веществ, а не только как реакция на избыток выпитой воды. Организм удаляет и те вещества, которые поступают извне, но не должны накапливаться.

Выделение выполняют несколько органов, потому что разные продукты удобнее выводить разными путями. При газообмене лёгкие удаляют углекислый газ, а вместе с выдыхаемым воздухом — часть водяного пара. Потовые железы кожи выделяют пот, с которым уходят вода и соли; испарение пота помогает телу охлаждаться. Почки удаляют избыток воды и солей, а также некоторые продукты обмена, поэтому они дополняют работу лёгких и кожи.

Почки получают кровь по почечным артериям, и именно кровь приносит к ним вещества, которые нужно отфильтровать. В нефронах из крови отделяются вода и растворённые вещества, из которых формируется моча. Однако фильтрация не означает, что организм без разбора теряет всё содержимое крови. Нужные вещества и часть воды возвращаются обратно в кровь, а состав мочи зависит от того, что организму следует сохранить или вывести.

После образования моча должна пройти по органам мочевыделительной системы, каждый из которых выполняет отдельную задачу. Из почек она поступает в мочеточники — узкие трубки, ведущие к мочевому пузырю. Пузырь служит временным вместилищем: в нём моча накапливается до выведения. Когда организм опорожняет пузырь, моча проходит через мочеиспускательный канал наружу, поэтому направление её движения нельзя менять местами.

Количество и состав мочи меняются, потому что поступление воды и солей не всегда одинаково. На работу выделительной системы также влияют температура и другие условия: например, при сильном потоотделении часть воды уходит через кожу. Почки участвуют в поддержании постоянства внутренней среды, изменяя то, сколько воды и солей выводится с мочой. Благодаря совместной работе органов организм может сохранять подходящий состав внутренних жидкостей.

Органы выделения и удаляемые ими вещества

Таблица помогает сопоставить вещество с органом, через который оно выводится, и не смешивать выделение с продвижением мочи по путям. Почки образуют мочу, а мочеточники, пузырь и мочеиспускательный канал обеспечивают её перемещение и выведение. Если нужно проследить путь конкретного вещества, сначала определите, в какой жидкости оно переносится.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Назовите органы, через которые организм удаляет углекислый газ, избыток воды и минеральных солей. Здесь нужно соотнести каждое вещество с органом, а не перечислить все органы мочевыделительной системы. При этом избыток воды может удаляться несколькими путями.

1. Сначала определим, как организм выводит углекислый газ: он покидает тело с выдыхаемым воздухом через лёгкие.
2. Затем соотнесём воду и соли с органами выделения. Почки удаляют их с мочой, а кожа — часть воды и солей с потом.
3. Проверим, что не перепутали пути: лёгкие отвечают за газ, а почки и кожа участвуют в удалении воды и солей.

Ответ. Углекислый газ удаляют лёгкие; избыток воды и минеральных солей выводят почки и кожа. Вода также покидает организм с водяным паром при выдохе.

Задача 2

Условие. Проследите путь мочи от места её образования до выхода из организма. Для решения нужно отделить органы, в которых моча образуется, от органов, которые лишь проводят или временно хранят её. Полезно выстроить их в направлении движения жидкости.

1. Место образования — почки, точнее нефроны внутри них. Поэтому путь начинается не с мочевого пузыря.
2. Из почек моча поступает в мочеточники, которые проводят её к пузырю. Мочеточники парные, поскольку соединяют каждую почку с мочевым пузырём.
3. В мочевом пузыре моча накапливается, а затем проходит по мочеиспускательному каналу наружу. Проверка: мочеточник ведёт к пузырю, канал — от пузыря наружу.

Ответ. Почки → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал → выход из организма.

Задача 3

Условие. После длительной физической нагрузки человек сильно потел. Объясните, как это связано с выделением и почему почки также участвуют в удалении продуктов обмена. Здесь важно не считать, что пот заменяет работу почек.

1. Пот содержит воду и соли, поэтому их удаление через кожу относится к выделению. Испарение пота также помогает охлаждать тело во время нагрузки.
2. Во время работы мышц обмен веществ продолжается, и образуются продукты, которые нужно удалять. Почки фильтруют кровь и выводят с мочой избыток воды, солей и некоторые продукты обмена.
3. Сравним роли органов: кожа выводит вещества с потом, а почки — с мочой. Оба пути дополняют друг друга, но выполняют не одинаковые задачи.

Ответ. Пот — способ удаления воды и солей через кожу и одновременно средство охлаждения. Почки продолжают очищать кровь и выводить с мочой продукты обмена, поэтому выделение происходит несколькими органами.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что выделение выполняют только почки. Так думают, потому что именно почки образуют мочу и входят в название мочевыделительной системы. Но углекислый газ удаляют лёгкие, а часть воды и солей — кожа. Проверь себя: для каждого вещества назови возможный путь выхода из организма.

Ошибка: путать мочеточники с мочеиспускательным каналом. Оба проводят мочу, поэтому их названия легко смешать. Мочеточники ведут от почек к пузырю, а канал — из пузыря наружу. Проверка простая: мысленно проследи путь мочи по порядку и уточни, где находится пузырь.

Ошибка: считать, что моча образуется в мочевом пузыре. Пузырь заметен потому, что в нём моча накапливается перед выведением, но образование происходит в почках, в нефронах. Не путай место производства с местом хранения. Проверь себя вопросом: какой орган фильтрует кровь?

Ошибка: полагать, что при фильтрации из крови удаляются все вещества без разбора. Такое представление возникает, если считать фильтрацию простым сливом крови. На самом деле часть нужных веществ и воды возвращается в кровь, поэтому организм не теряет всё подряд. Проверка: вспомни, что почки не только удаляют вещества, но и помогают поддерживать постоянство внутренней среды.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу почек, нужно знать основы кровообращения: кровь приносит к ним вещества, которые следует удалить или сохранить. Выделение тесно связано с обменом веществ, потому что именно при нём образуются конечные продукты. Понимание роли почек, кожи и лёгких пригодится при изучении гигиены и поддержания постоянства внутренней среды. Оно помогает объяснить, почему организму нужны разные пути удаления веществ.

Что запомнить

• Выделение удаляет конечные продукты обмена и избыток веществ.
• В выделении участвуют почки, лёгкие и кожа.
• Почки фильтруют кровь и образуют мочу.
• Нефрон — структурно-функциональная единица почки.
• Моча из почек поступает по мочеточникам в мочевой пузырь.
• Мочевой пузырь накапливает мочу, а мочеиспускательный канал выводит её наружу.