Il mantenimento di un normale livello di metabolismo nel corpo, chiamato omeostasi, viene effettuato con l'ausilio della regolazione neuro-umorale dei processi di respirazione, digestione, circolazione sanguigna, escrezione e riproduzione. Questo articolo considererà il sistema degli organi escretori di esseri umani e animali, la loro struttura e funzioni, nonché il loro significato nelle reazioni metaboliche degli organismi viventi.
Significato biologico degli organi escretori
Come risultato del metabolismo che avviene in ogni cellula di un organismo vivente, si accumula una grande quantità di sostanze tossiche: anidride carbonica, ammoniaca, sali. Per rimuoverli, è necessario un sistema che rimuova le tossine nell'ambiente esterno. La struttura e le funzioni degli organi del sistema escretore sono studiate dall'anatomia e dalla fisiologia.
Per la prima volta, un organo escretore separato appare negli invertebrati con simmetria bilaterale. Le pareti del loro corpo sono costituite da tre strati: esomeso ed endoderma. Per tali organismiincludono vermi piatti e nematodi e il sistema escretore stesso è rappresentato da protonefridi.
Come funzionano gli organi escretori nei vermi piatti e nei nematodi
I protonefridi sono un sistema di formazioni tubolari che si estendono dal canale longitudinale principale. Sono formati dallo strato germinale esterno: l'esoderma. Le tossine e gli ioni in eccesso vengono rimossi dalla superficie del corpo degli elminti attraverso i pori.
L'estremità interna dei protonefridi è provvista di un gruppo di processi: ciglia o flagelli. I loro movimenti ondulatori mescolano il fluido intercellulare, che potenzia le funzioni di filtrazione dei dotti escretori.
Complicazioni progressive degli organi escretori negli anellidi
Gli anelli, ad esempio, lombrico, nereis, sandworm, rimuovono i prodotti metabolici dal loro corpo usando i metanefridi, gli organi escretori dei vermi. Hanno la forma di tubuli, un'estremità dei quali è espansa in modo leucoide e dotata di ciglia, e l' altra va al tegumento dell'animale e ha un foro: un poro. La complicazione degli organi escretori nei lombrichi è spiegata dalla comparsa di una cavità corporea secondaria: il celoma.
Caratteristiche della struttura e della funzione delle navi malpighiane
Nei rappresentanti del tipo di artropodi, l'organo escretore ha la forma di tubuli ramificati, in cui i prodotti metabolici disciolti e l'acqua in eccesso vengono assorbiti dall'emolinfa - liquido intracavitario. Sono chiamati vasi malpighiani e sono caratteristici dei rappresentanti delle classi di aracnidi e insetti. In quest'ultimo, ad eccezione dell'escretoretubuli, c'è un altro organo: il corpo grasso, in cui si accumulano i prodotti metabolici. I vasi malpighi, in cui sono entrate sostanze tossiche, scorrono nell'intestino posteriore. Da lì, i prodotti metabolici vengono escreti attraverso l'ano.
L'organo escretore nei crostacei - gamberi di fiume, aragoste, aragoste - è rappresentato da ghiandole verdi, che sono metanefridi modificati. Si trovano sul cefalotorace dell'animale, dietro la base delle antenne. Sotto le ghiandole verdi dei crostacei c'è la vescica, che si apre con un poro escretore.
Organo escretore nel pesce
Nei rappresentanti della classe dei pesci ossei, c'è un'ulteriore complicazione del sistema escretore. Ha l'aspetto di corpi a forma di nastro rosso scuro - reni del tronco situati sopra la vescica natatoria. Da ciascuno di essi parte l'uretere, attraverso il quale l'urina scorre nella vescica e da essa nell'apertura urogenitale. Nei rappresentanti della classe dei pesci cartilaginei (squali, razze), gli ureteri scorrono nella cloaca e la vescica è assente.
In base alla struttura del sistema escretore, tutti i pesci ossei sono divisi in tre gruppi: quelli che vivono in acqua dolce, in acqua salata, così come un gruppo di cosiddetti anadromi che vivono sia in acqua dolce che salata a causa delle caratteristiche della deposizione delle uova.
I pesci d'acqua dolce (persico, carassio, carpa, sarago), per evitare un'eccessiva assunzione di acqua nel loro corpo, sono costretti a rimuovere una grande quantità di liquido attraverso i tubuli renali e i glomeruli malpighiani dei reni. Quindi, la carpa rilascia fino a 120 ml di acqua per 1 kgla sua massa e il pesce gatto - fino a 380-400 ml. Per evitare che il corpo subisca una carenza di sali, le branchie dei pesci d'acqua dolce agiscono come pompe che pompano ioni sodio e cloro dall'acqua. La vita marina - merluzzo, passera, sgombro - al contrario, soffre di mancanza di acqua nel corpo. Per evitare la disidratazione e mantenere la normale pressione osmotica all'interno del corpo, sono costretti a bere acqua di mare, che, filtrata nei reni, viene liberata dal sale. L'eccesso di cloruro di sodio viene eliminato attraverso le branchie e le feci.
Nei pesci anadromi, come l'anguilla europea, c'è un "interruttore" nel modo in cui l'osmoregolazione viene effettuata dai reni e dalle branchie, a seconda dell'acqua in cui si trovano.
Sistema escretore anfibio
Essendo abitanti a sangue freddo dell'ambiente terrestre-acquatico, gli anfibi, come i pesci, rimuovono i prodotti metabolici dannosi attraverso la pelle nuda e i reni del tronco. Nelle rane, nei tritoni e nel serpente pesce di Ceylon, l'organo escretore è rappresentato da reni accoppiati situati su entrambi i lati della colonna vertebrale, con gli ureteri che si estendono da essi, fluendo nella cloaca. Parzialmente, i prodotti metabolici gassosi vengono rimossi da loro attraverso segmenti dei polmoni che, insieme alla pelle, svolgono una funzione escretrice.
I reni pelvici sono i principali organi escretori di uccelli e mammiferi
Nel processo di sviluppo evolutivo, i reni del tronco vengono modificati in una forma più progressiva dell'organo escretore: i reni pelvici. Si trovano in profondità nella cavità pelvica, quasi accanto alla cloaca nei rettili e negli uccelli,e vicino alle gonadi (testicoli e ovaie) - nei mammiferi. La massa e il volume dei loro reni diminuiscono, ma la capacità di filtrazione delle cellule renali del nefrone aumenta in modo significativo, e questo porta al fatto che gli organi escretori negli animali appartenenti alle classi di uccelli e mammiferi puliscono molto più efficacemente il sangue dai prodotti di decomposizione e proteggere il corpo dalla disidratazione.
Inoltre gli uccelli, a differenza di tutti gli altri vertebrati terrestri, non hanno vescica, quindi l'urina non si accumula in essi, ma dagli ureteri entra immediatamente nella cloaca, quindi esce. Questo è un dispositivo che riduce il peso corporeo degli uccelli, il che è importante, data la loro capacità di volare.
Funzioni di filtrazione e adsorbimento dei reni umani
Negli esseri umani, l'organo escretore - i reni - raggiunge il suo massimo sviluppo e specializzazione. Può essere considerato un filtro biologico molto compatto (il peso di entrambi i reni di un adulto non supera i 300 g) che passa attraverso le sue cellule - nefroni, fino a 1500 litri di sangue al giorno. In fisiologia e medicina, il normale funzionamento di questo organo è di particolare importanza. E nel sistema sanitario cinese Wu Xing, i reni sono il principale elemento di supporto vitale.
Il parenchima renale contiene circa 2 milioni di nefroni, costituiti da capsule di Bowman-Shumlyansky, in cui il processo di filtraggio del sangue e la formazione dell'urina primaria, e tubuli contorti (anse di Henle), forniscono il riassorbimento - estrazione selettiva del glucosio, vitamine e proteine a basso peso molecolare daurina primaria e il loro ritorno al flusso sanguigno. Come risultato del riassorbimento, si forma l'urina secondaria. Contiene acqua in eccesso, sali, urea. Drena nella pelvi renale e da loro negli ureteri e quindi nella vescica. Si tratta di circa 2 l/giorno. Da esso, viene rimossa attraverso l'uretra verso l'esterno.
Quindi non è consentito l'accumulo di liquidi nella cavità degli organi interni e si impedisce l'intossicazione del corpo.
Organi aggiuntivi che espellono prodotti metabolici
Oltre ai reni, che svolgono un ruolo importante nell'osmoregolazione e nella rimozione dei sali e delle tossine in eccesso, i polmoni, la pelle, il sudore e le ghiandole digestive svolgono una funzione escretrice parziale nel corpo umano. Quindi, a seguito dello scambio di gas effettuato dagli alveoli, che costituiscono i segmenti dei polmoni, vengono rimossi anidride carbonica, vapore acqueo e sostanze tossiche, come i prodotti di decomposizione dell'etanolo. Con l'escrezione delle ghiandole sudoripare, l'urea, i sali in eccesso e l'acqua vengono rimossi. Il fegato, oltre al suo ruolo di primo piano nel processo di digestione, inattiva i prodotti di degradazione tossici di proteine, farmaci, alcol, cadmio e sali di piombo contenuti nel sangue venoso.
Il lavoro di tutti gli organi (reni, polmoni, pelle, ghiandole digestive e sudoripare), che hanno una funzione escretoria, assicura il normale corso di tutte le reazioni metaboliche e dell'omeostasi.
