Раздел 11. Выделение

Определения и обозначения

Выделение — удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды и солей. Оно помогает сохранять постоянство внутренней среды: состав крови и других жидкостей не должен резко меняться. Если ненужные вещества накапливаются, они мешают нормальной работе органов.

Мочевыделительная система — органы, которые образуют, накапливают и выводят мочу. В неё входят почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. Их совместная работа обеспечивает путь мочи от её образования до удаления из организма.

Почка — парный орган, который фильтрует кровь и образует мочу. В ней различают наружный корковый и внутренний мозговой слои, а также почечную лоханку, куда собирается моча. Кровь поступает в почку по почечной артерии, а после обмена веществ уходит по почечной вене.

Нефрон — структурно-функциональная единица почки, в которой образуется моча. Он состоит из почечного тельца с капсулой и клубочком капилляров, а также системы канальцев. Такое строение позволяет сначала отфильтровать часть плазмы, а затем вернуть в кровь вещества, которые ещё нужны организму.

Как это устроено

При обмене веществ клетки используют питательные вещества и образуют продукты, которые уже не нужны организму. Некоторые из них могут быть вредными, если остаются в крови и тканях, поэтому их необходимо удалять. Вместе с продуктами обмена организм выводит избыток воды и солей, но не должен терять их чрезмерно. Так поддерживается постоянство внутренней среды.

Выделение выполняют не только почки, потому что разные вещества покидают организм разными путями. Лёгкие удаляют углекислый газ, образующийся при клеточном дыхании, и водяной пар с выдыхаемым воздухом. Кожа выделяет воду и соли с потом, что также помогает отдавать тепло. Кишечник удаляет некоторые вещества вместе с калом, но это не то же самое, что выведение непереваренных остатков пищи.

Почки получают кровь по почечным артериям, а очищенная от части ненужных веществ кровь уходит по почечным венам. Внутри почек образуется моча, которая собирается в почечных лоханках. Затем она проходит по мочеточникам в мочевой пузырь, где временно накапливается. При опорожнении пузыря моча покидает организм через мочеиспускательный канал.

В нефроне кровь проходит через клубочек капилляров, где часть плазмы фильтруется в капсулу. Так возникает первичная моча, содержащая воду и растворённые вещества. Затем жидкость движется по канальцам, и часть воды и нужных веществ возвращается из них в кровь. Ненужные вещества остаются в канальцах и вместе с оставшейся водой образуют конечную мочу.

Количество и состав мочи меняются, потому что потребность организма в воде и солях не всегда одинакова. Например, при потере воды с потом почкам важно уменьшить её дальнейшее выведение. Нервная и гуморальная регуляция — управление с помощью нервных сигналов и веществ, переносимых кровью, — помогает менять работу почек. Благодаря этому водно-солевой баланс остаётся в подходящих пределах.

Органы выделения и удаляемые ими вещества

Сравнивайте в таблице не только удаляемые вещества, но и роль каждого органа. Почки образуют мочу, тогда как лёгкие и кожа выводят часть веществ через другие процессы. Это помогает не сводить всё выделение только к работе мочевыделительной системы.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Назовите органы мочевыделительной системы и расположите их в порядке прохождения мочи. Чтобы ответить, нужно отделить органы, которые проводят мочу, от органа, где она накапливается. Сам путь начинается там, где моча образуется.

1. Моча образуется в почках, поэтому это первый пункт пути.
2. Из каждой почки она поступает в мочеточник, который ведёт к мочевому пузырю.
3. В мочевом пузыре моча накапливается, а затем покидает организм через мочеиспускательный канал.

Ответ. Почки → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал. Мочеточник соединяет почку с пузырём, а мочеиспускательный канал ведёт из пузыря наружу.

Задача 2

Условие. Ученик после физической нагрузки сильно вспотел. Какие вещества теряет организм и почему важно восполнить воду? При нагрузке организм выделяет пот, а вместе с ним теряет часть воды и солей. Поэтому нужно связать работу кожи не только с охлаждением, но и с поддержанием состава внутренней среды.

1. Потоотделение происходит через кожу и помогает отдавать тепло.
2. С потом организм теряет воду и растворённые в ней соли.
3. Если потерянную воду не восполнить, водно-солевой баланс может нарушиться; питьё помогает компенсировать потери.

Ответ. При потоотделении теряются вода и соли. После нагрузки важно восполнить воду, чтобы поддержать нормальный водно-солевой баланс; потребность в восполнении зависит от величины потерь.

Задача 3

Условие. Проследите путь вещества, удаляемого из крови почкой: от поступления крови в почку до выведения мочи. Укажите, где происходит фильтрация и где вещества возвращаются в кровь. Здесь нужно соединить кровоснабжение почки с работой нефрона и движением мочи по органам.

1. Кровь с растворёнными веществами поступает в почку по почечной артерии и проходит через капиллярный клубочек нефрона.
2. В почечном тельце часть плазмы фильтруется в капсулу. Затем жидкость движется по канальцам, где вода и нужные вещества частично возвращаются в кровь.
3. Оставшиеся ненужные вещества входят в состав конечной мочи; кровь оттекает от почки по почечной вене.
4. Моча собирается в почечной лоханке, проходит по мочеточнику в мочевой пузырь и выводится через мочеиспускательный канал.

Ответ. Фильтрация происходит в почечном тельце нефрона, а обратное всасывание воды и нужных веществ — в его канальцах. Путь мочи: почка → мочеточник → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что выделение осуществляют только почки. Так думают, потому что при разговоре о выделении часто сразу вспоминают мочу, но лёгкие, кожа и кишечник тоже удаляют некоторые вещества. Проверьте себя вопросом: какие вещества организм выводит с выдохом и потом? Если в ответе есть углекислый газ, водяной пар и соли, вы учитываете другие органы.

Мочеточник часто путают с мочеиспускательным каналом из-за похожих названий. Однако первый проводит мочу от почки к пузырю, а второй — из пузыря наружу. Чтобы проверить себя, восстановите путь мочи по порядку: орган образования, проводящая трубка, место накопления, выход из организма.

Неверно считать, что первичная моча сразу выводится из организма. Это предположение пропускает работу канальцев нефрона, где часть воды и нужных веществ возвращается в кровь. Проверьте себя: если в описании образования мочи есть только фильтрация, добавьте этап обратного всасывания.

Нельзя смешивать выделение продуктов обмена с удалением непереваренных остатков пищи. Их могут выводить через кишечник, но непереваренные остатки не образовались в клетках в результате обмена веществ. Для проверки спросите себя, откуда взялось вещество: из клеточного обмена или из пищи, которая не переварилась.

Связь с другими темами

Чтобы понять выделение, нужно знать, что обмен веществ образует конечные продукты, а кровь переносит вещества между органами и клетками. Поэтому тема связана с изучением крови и кровообращения: почки получают кровь, фильтруют её и возвращают в неё часть воды и нужных веществ. Эти знания пригодятся при изучении постоянства внутренней среды и водно-солевого баланса. Они также помогают понять, почему профилактика заболеваний почек важна для всего организма.

Что запомнить

• Выделение удаляет конечные продукты обмена и помогает сохранять постоянство внутренней среды.
• В выделении участвуют почки, лёгкие, кожа и кишечник.
• Мочевыделительная система включает почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
• Нефрон — структурно-функциональная единица почки.
• Моча образуется при фильтрации крови и последующем обратном всасывании веществ.
• Почки выводят из организма избыток воды и солей, а также продукты обмена.