Die Aufrechterh altung eines normalen Stoffwechsels im Körper, Homöostase genannt, erfolgt mit Hilfe der neurohumoralen Regulation der Atmungs-, Verdauungs-, Blutzirkulations-, Ausscheidungs- und Reproduktionsprozesse. In diesem Artikel werden das System der Ausscheidungsorgane von Mensch und Tier, ihre Struktur und Funktion sowie ihre Bedeutung für die Stoffwechselreaktionen lebender Organismen betrachtet.
Biologische Bedeutung der Ausscheidungsorgane
Infolge des Stoffwechsels, der in jeder Zelle eines lebenden Organismus stattfindet, sammeln sich große Mengen giftiger Substanzen an: Kohlendioxid, Ammoniak, Salze. Um sie zu entfernen, wird ein System benötigt, das Giftstoffe in die äußere Umgebung entfernt. Die Struktur und Funktionen der Organe des Ausscheidungssystems werden durch Anatomie und Physiologie untersucht.
Zum ersten Mal tritt bei Wirbellosen ein separates Ausscheidungsorgan mit bilateraler Symmetrie auf. Die Wände ihres Körpers bestehen aus drei Schichten: Exomeso- und Endoderm. Für solche Organismengehören Plattwürmer und Spulwürmer, und das Ausscheidungssystem selbst wird durch Protonephridien repräsentiert.
Funktion der Ausscheidungsorgane bei Plattwürmern und Fadenwürmern
Protonephridien sind ein System röhrenförmiger Formationen, die sich vom Hauptlängskanal aus erstrecken. Sie werden aus der äußeren Keimschicht – dem Exoderm – gebildet. Toxine und überschüssige Ionen werden durch die Poren an die Oberfläche des Helminthenkörpers entfernt.
Das innere Ende der Protonephridien ist mit einer Gruppe von Fortsätzen versehen - Flimmerhärchen oder Geißeln. Ihre wellenförmigen Bewegungen mischen die Interzellularflüssigkeit, was die Filtrationsfunktionen der Ausführungsgänge verbessert.
Fortschreitende Komplikationen der Ausscheidungsorgane bei Anneliden
Ringe, zum Beispiel Regenwurm, Nereis, Sandwurm, entfernen mit Hilfe von Metanephridien - den Ausscheidungsorganen der Würmer - Stoffwechselprodukte aus ihrem Körper. Sie haben die Form von Tubuli, von denen ein Ende leukoid erweitert und mit Flimmerhärchen ausgestattet ist, und das andere zum Integument des Tieres geht und ein Loch hat - eine Pore. Die Komplikation der Ausscheidungsorgane bei Regenwürmern erklärt sich durch das Auftreten einer sekundären Körperhöhle - des Zöloms.
Struktur und Funktion der malpighischen Gefäße
Bei Vertretern der Arthropodenart hat das Ausscheidungsorgan die Form von verzweigten Tubuli, in die gelöste Stoffwechselprodukte und überschüssiges Wasser aus der Hämolymphe aufgenommen werden - intrakavitäre Flüssigkeit. Sie werden Malpighian-Gefäße genannt und sind charakteristisch für Vertreter der Klassen der Spinnentiere und Insekten. In letzterem, außer AusscheidungTubuli gibt es ein weiteres Organ - den Fettkörper, in dem sich Stoffwechselprodukte ansammeln. Malpighische Gefäße, in die Giftstoffe eingedrungen sind, münden in den Hinterdarm. Von dort werden die Stoffwechselprodukte über den After ausgeschieden.
Das Ausscheidungsorgan bei Krebstieren - Krebse, Hummer, Langusten - wird durch grüne Drüsen dargestellt, die modifizierte Metanephridien sind. Sie befinden sich am Cephalothorax des Tieres hinter der Basis der Antennen. Unter den grünen Drüsen bei Krebstieren befindet sich die Blase, die sich mit einer Ausscheidungspore öffnet.
Ausscheidungsorgan bei Fischen
Bei Vertretern der Klasse der Knochenfische gibt es eine weitere Komplikation des Ausscheidungssystems. Es hat das Aussehen von dunkelroten, bandartigen Körpern - Rumpfnieren, die sich über der Schwimmblase befinden. Von jedem von ihnen geht der Harnleiter ab, durch den Urin in die Blase und von dort in die Urogenitalöffnung fließt. Bei Vertretern der Klasse der Knorpelfische (Haie, Rochen) münden die Harnleiter in die Kloake und die Blase fehlt.
Aufgrund der Struktur des Ausscheidungssystems werden alle Knochenfische in drei Gruppen eingeteilt: die im Süßwasser lebenden, die im Salzwasser lebenden sowie eine Gruppe der sogenannten anadromen Fische, die sowohl im Salz- als auch im Süßwasser leben aufgrund der Laicheigenschaften.
Süßwasserfische (Barsch, Karausche, Karpfen, Brassen) sind gezwungen, eine große Menge Flüssigkeit durch die Nierentubuli und Malpighischen Glomeruli der Nieren zu entfernen, um eine übermäßige Wasseraufnahme in ihren Körper zu vermeiden. Karpfen geben also bis zu 120 ml Wasser pro 1 kg abseine Masse und Wels - bis zu 380-400 ml. Damit der Körper keinen Salzmangel erleidet, wirken die Kiemen von Süßwasserfischen als Pumpen, die Natrium- und Chlorionen aus dem Wasser pumpen. Meereslebewesen - Kabeljau, Flunder, Makrele - hingegen leiden unter Wassermangel im Körper. Um eine Austrocknung zu vermeiden und den normalen osmotischen Druck im Körper aufrechtzuerh alten, müssen sie Meerwasser trinken, das in den Nieren gefiltert und von Salz befreit wird. Überschüssiges Natriumchlorid wird über die Kiemen und den Kot ausgeschieden.
Bei anadromen Fischen wie dem Europäischen Aal gibt es einen "Sch alter" in der Art und Weise, wie die Osmoregulation durch die Nieren und Kiemen durchgeführt wird, je nachdem, in welchem Wasser sie sich befinden.
Ausscheidungssystem der Amphibien
Als k altblütige Bewohner der terrestrisch-aquatischen Umwelt entfernen Amphibien wie Fische schädliche Stoffwechselprodukte über die nackte Haut und die Rumpfnieren. Bei Fröschen, Molchen und der Ceylon-Fischschlange wird das Ausscheidungsorgan durch gepaarte Nieren dargestellt, die sich auf beiden Seiten der Wirbelsäule befinden, von denen sich Harnleiter erstrecken und in die Kloake fließen. Teilweise werden ihnen gasförmige Stoffwechselprodukte durch Lungenabschnitte entzogen, die zusammen mit der Haut eine Ausscheidungsfunktion übernehmen.
Beckennieren sind die wichtigsten Ausscheidungsorgane von Vögeln und Säugetieren
Im Laufe der evolutionären Entwicklung werden die Rumpfnieren zu einer progressiveren Form des Ausscheidungsorgans - den Beckennieren - umgebaut. Sie befinden sich tief in der Beckenhöhle, fast neben der Kloake bei Reptilien und Vögeln,und in der Nähe der Keimdrüsen (Hoden und Eierstöcke) - bei Säugetieren. Die Masse und das Volumen ihrer Nieren nehmen ab, aber die Filtrationskapazität der renalen Nephronzellen nimmt erheblich zu, was dazu führt, dass die Ausscheidungsorgane bei Tieren, die zu den Klassen der Vögel und Säugetiere gehören, das Blut viel effektiver von Zerfallsprodukten reinigen und schützt den Körper vor Austrocknung.
Darüber hinaus haben Vögel im Gegensatz zu allen anderen Landwirbeltieren keine Blase, sodass sich Urin nicht in ihnen ansammelt, sondern von den Harnleitern sofort in die Kloake gelangt und dann wieder austritt. Dies ist ein Gerät, das das Körpergewicht von Vögeln reduziert, was angesichts ihrer Flugfähigkeit wichtig ist.
Filtrations- und Adsorptionsfunktionen der menschlichen Niere
Beim Menschen erreicht das Ausscheidungsorgan - die Niere - seine höchste Entwicklung und Spezialisierung. Es kann als ein sehr kompakter (das Gewicht beider Nieren eines Erwachsenen nicht mehr als 300 g) biologischer Filter angesehen werden, der durch seine Zellen - Nephrone - bis zu 1500 Liter Blut pro Tag fließt. In der Physiologie und Medizin ist die normale Funktion dieses Organs von besonderer Bedeutung. Und im chinesischen Wu-Xing-Gesundheitssystem sind die Nieren das wichtigste lebenserh altende Element.
Das Nierenparenchym enthält etwa 2 Millionen Nephrone, bestehend aus Bowman-Shumlyansky-Kapseln, in denen der Prozess des Filterns von Blut und der Bildung von Primärharn und gewundenen Tubuli (Henle-Schleifen), die eine Reabsorption ermöglichen - selektive Extraktion von Glukose, Vitamine und niedermolekulare Proteine ausPrimärharn und ihre Rückkehr in den Blutkreislauf. Durch Reabsorption entsteht Sekundärharn. Es enthält überschüssiges Wasser, Salze, Harnstoff. Es fließt in das Nierenbecken und von dort in die Harnleiter und dann in die Blase. Das sind etwa 2 l/Tag. Von dort wird sie durch die Harnröhre nach außen geführt.
Dadurch wird die Ansammlung von Flüssigkeit in den Hohlräumen der inneren Organe verhindert und eine Vergiftung des Körpers verhindert.
Zusätzliche Organe, die Stoffwechselprodukte ausscheiden
Neben den Nieren, die eine wichtige Rolle bei der Osmoregulation und dem Abtransport überschüssiger Salze und Toxine spielen, übernehmen Lunge, Haut, Schweiß- und Verdauungsdrüsen im menschlichen Körper eine teilweise Ausscheidungsfunktion. So werden durch den Gasaustausch der Alveolen, aus denen die Lungensegmente bestehen, Kohlendioxid, Wasserdampf und toxische Substanzen, wie z. B. Ethanol-Zersetzungsprodukte, entfernt. Durch die Ausscheidung von Schweißdrüsen werden Harnstoff, überschüssige Salze und Wasser entfernt. Die Leber inaktiviert zusätzlich zu ihrer führenden Rolle im Verdauungsprozess toxische Abbauprodukte von Proteinen, Drogen, Alkohol, Cadmium und Bleisalzen, die im venösen Blut enth alten sind.
Die Arbeit aller Organe (Nieren, Lunge, Haut, Verdauungs- und Schweißdrüsen), die eine Ausscheidungsfunktion haben, gewährleistet den normalen Ablauf aller Stoffwechselreaktionen und die Homöostase.
