§ 16. Удаление из организма конечных продуктов обмена веществ

Определения и обозначения

Выделение — удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды и солей. Оно отличается от выведения непереваренных остатков пищи: выделение связано с обменом веществ, а удаление остатков пищи — с работой пищеварительной системы. Благодаря выделению состав внутренней среды остаётся относительно постоянным.

Мочевыделительная система — органы, которые образуют мочу и выводят её наружу. В неё входят почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. Знание их последовательности помогает понять путь мочи от образования до выведения.

Нефрон — структурно-функциональная единица почки, то есть её основная рабочая часть. Он состоит из почечного тельца с капсулой и сосудистым клубочком и системы извитых канальцев. Такое строение позволяет сначала фильтровать кровь, а затем возвращать в неё нужные вещества.

Мочеобразование — образование мочи в нефронах. Оно включает фильтрацию плазмы крови и обратное всасывание воды и полезных веществ в кровь. В результате формируется окончательная, или вторичная, моча.

Как это устроено

Конечные продукты обмена появляются в клетках, потому что питательные вещества там расщепляются и используются для получения энергии и построения новых веществ. Затем эти продукты поступают во внутреннюю среду — кровь, тканевую жидкость и лимфу. Если они накапливаются, меняется химический состав внутренней среды и нарушается работа клеток, поэтому организм должен постоянно их удалять.

В выделении участвуют несколько органов, потому что разные продукты имеют разные свойства и образуются в разных процессах. Почки удаляют с мочой растворённые продукты обмена, лишнюю воду и соли, лёгкие — углекислый газ и водяной пар, а кожа — воду, соли и немного мочевины. Печень обезвреживает некоторые вещества, а часть продуктов выделяется с желчью через кишечник.

Почки фильтруют кровь благодаря густой сети капилляров и большому числу нефронов. В клубочках создаётся давление, под действием которого часть плазмы проходит в капсулу нефрона, а крупные белки и клетки крови обычно остаются в сосудах. Парное расположение почек и непрерывное кровоснабжение позволяют очищать кровь постоянно, а не только время от времени.

В нефроне сначала образуется первичная моча: вода и небольшие растворённые вещества фильтруются из плазмы. Затем в канальцах в кровь возвращаются глюкоза, аминокислоты, значительная часть воды и другие необходимые вещества, потому что их потеря была бы вредна. Оставшаяся жидкость становится вторичной мочой, содержащей главным образом воду, избыток солей и конечные продукты обмена.

Из почечной лоханки моча попадает в мочеточники и благодаря сокращениям их стенок продвигается в мочевой пузырь. Пузырь накапливает мочу, а при его наполнении возникает позыв к мочеиспусканию. Через мочеиспускательный канал моча выходит наружу, причём её количество и концентрация меняются в зависимости от питья, потоотделения и состояния организма.

Органы выделения и удаляемые ими вещества

В таблице удобно сопоставлять не только орган и вещество, но и способ удаления. Один и тот же орган может выполнять несколько функций, поэтому выделение нельзя сводить только к работе почек. Удаление непереваренных остатков пищи не следует путать с выведением продуктов обмена через органы выделения.

Разбор задач

Задача 1

Условие: Назовите органы, через которые из организма выводятся углекислый газ, избыток воды и мочевина.

1. Определим, какие органы участвуют в выделении каждого вещества.
2. Углекислый газ образуется при клеточном дыхании и удаляется через лёгкие с выдыхаемым воздухом.
3. Избыток воды выводится несколькими путями: через почки с мочой, через кожу с потом и через лёгкие с водяным паром.
4. Мочевина образуется при превращениях белков и главным образом выводится почками; небольшая её часть может выделяться с потом.

Ответ: углекислый газ выводят лёгкие, избыток воды — почки, кожа и лёгкие, мочевину преимущественно — почки.

Задача 2

Условие: Расположите структуры по пути движения мочи: мочевой пузырь, почка, мочеточник, мочеиспускательный канал.

1. Сначала найдём орган, где моча образуется, — это почка.
2. Затем определим проводящий орган, который соединяет почку с местом накопления мочи, — мочеточник.
3. После накопления моча покидает мочевой пузырь по мочеиспускательному каналу.

Ответ: почка → мочеточник → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал.

Задача 3

Условие: Объясните, почему при усиленном потоотделении важно восполнять потерю воды и солей и как это может повлиять на работу почек.

1. Установим, что выходит с потом: организм теряет воду и растворённые соли.
2. Если потери не восполнять, уменьшается объём жидкости во внутренней среде и нарушается соотношение солей.
3. Почки получают сигнал сохранять воду, поэтому уменьшается объём мочи и она становится более концентрированной.
4. Восполнение жидкости и солей помогает поддерживать нормальное кровоснабжение почек и постоянство внутренней среды.

Ответ: при потоотделении нужно пить достаточно жидкости и восполнять соли, поскольку их дефицит изменяет водно-солевой баланс и работу почек.

Типичные ошибки

Только почки осуществляют выделение. Так считают, потому что именно почки образуют мочу. Проверьте себя: вспомните, что лёгкие выводят углекислый газ, а кожа — воду и соли.

Мочеточник и мочеиспускательный канал — одно и то же. Ошибка возникает из-за похожих названий. Проверьте путь мочи: мочеточник ведёт от почки к пузырю, а канал — из пузыря наружу.

Первичная моча является окончательной. Так думают, забывая о работе канальцев нефрона. Проверьте себя: после фильтрации полезные вещества и часть воды возвращаются в кровь, поэтому образуется вторичная моча.

Выделение — это удаление непереваренной пищи. Эти процессы путают, потому что оба заканчиваются удалением веществ из организма. Проверьте источник вещества: продукты обмена выводят органы выделения, а непереваренные остатки проходят через пищеварительный тракт.

Связь с другими темами

Для понимания выделения нужны знания о составе крови и кровообращении: кровь переносит вещества от клеток к органам, которые их удаляют. Без этого нельзя объяснить, как почки получают плазму для фильтрации.

Тема связана с обменом веществ и постоянством внутренней среды. Позже эти знания помогут разобраться в водно-солевой регуляции, влиянии обезвоживания и правилах сохранения здоровья почек.

Что запомнить

• Выделение удаляет конечные продукты обмена, избыток воды и солей и поддерживает постоянство внутренней среды.
• Главные органы мочевыделительной системы — почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
• Структурно-функциональная единица почки — нефрон.
• Моча образуется в нефронах в результате фильтрации и обратного всасывания.
• Лёгкие и кожа также участвуют в удалении веществ из организма.
• Мочеточники проводят мочу в мочевой пузырь, а мочеиспускательный канал — наружу.