Le maintien d'un niveau normal de métabolisme dans le corps, appelé homéostasie, est réalisé à l'aide de la régulation neuro-humorale des processus de respiration, de digestion, de circulation sanguine, d'excrétion et de reproduction. Cet article examinera le système des organes excréteurs des humains et des animaux, leur structure et leurs fonctions, ainsi que leur importance dans les réactions métaboliques des organismes vivants.
Importance biologique des organes excréteurs
À la suite du métabolisme qui se produit dans chaque cellule d'un organisme vivant, une grande quantité de substances toxiques s'accumule: dioxyde de carbone, ammoniac, sels. Pour les éliminer, il faut un système qui élimine les toxines dans l'environnement extérieur. La structure et les fonctions des organes du système excréteur sont étudiées par l'anatomie et la physiologie.
Pour la première fois, un organe excréteur séparé apparaît chez les invertébrés à symétrie bilatérale. Les parois de leur corps sont constituées de trois couches: exomeso- et endoderme. Pour de tels organismescomprennent les vers plats et les vers ronds, et le système excréteur lui-même est représenté par la protonéphridie.
Comment fonctionnent les organes excréteurs chez les vers plats et les nématodes
Les protonéphridies sont un système de formations tubulaires s'étendant du canal longitudinal principal. Ils sont formés à partir de la couche germinale externe - l'exoderme. Les toxines et les ions en excès sont éliminés à la surface du corps des helminthes à travers les pores.
L'extrémité interne de la protonéphridie est pourvue d'un groupe de processus - cils ou flagelles. Leurs mouvements ondulatoires mélangent le fluide intercellulaire, ce qui améliore les fonctions de filtration des canaux excréteurs.
Complications progressives des organes excréteurs chez les annélides
Les anneaux, par exemple, les vers de terre, les néréis, les vers des sables, éliminent les produits métaboliques de leur corps à l'aide de métanéphridies - les organes excréteurs des vers. Ils ont la forme de tubules, dont une extrémité est élargie de manière leucoïde et équipée de cils, et l'autre va au tégument de l'animal et a un trou - un pore. La complication des organes excréteurs chez les vers de terre s'explique par l'apparition d'une cavité corporelle secondaire - le coelome.
Caractéristiques de la structure et de la fonction des vaisseaux malpighiens
Chez les représentants du type d'arthropodes, l'organe excréteur a la forme de tubules ramifiés, dans lesquels les produits métaboliques dissous et l'excès d'eau sont absorbés par l'hémolymphe - liquide intracavitaire. Ils sont appelés vaisseaux malpighiens et sont caractéristiques des représentants des classes d'arachnides et d'insectes. Dans ce dernier, à l'exception des excréteurstubules, il existe un autre organe - le corps gras, dans lequel s'accumulent les produits métaboliques. Les vaisseaux de Malpighi, dans lesquels des substances toxiques sont entrées, se déversent dans l'intestin postérieur. De là, les produits métaboliques sont excrétés par l'anus.
L'organe excréteur des crustacés - écrevisses, homards, langoustes - est représenté par des glandes vertes, qui sont des métanéphridies modifiées. Elles sont situées sur le céphalothorax de l'animal, derrière la base des antennes. Sous les glandes vertes des crustacés se trouve la vessie, qui s'ouvre par un pore excréteur.
Organe excréteur chez le poisson
Chez les représentants de la classe des poissons osseux, il existe une complication supplémentaire du système excréteur. Il a l'apparence de corps en forme de ruban rouge foncé - les reins du tronc situés au-dessus de la vessie natatoire. De chacun d'eux part l'uretère, à travers lequel l'urine s'écoule dans la vessie, et de celle-ci - dans l'ouverture urogénitale. Chez les représentants de la classe des poissons cartilagineux (requins, raies), les uretères coulent dans le cloaque et la vessie est absente.
Selon la structure du système excréteur, tous les poissons osseux sont divisés en trois groupes: ceux qui vivent en eau douce, en eau salée, ainsi qu'un groupe de soi-disant anadromes vivant à la fois en eau salée et en eau douce en raison des caractéristiques de frai.
Les poissons d'eau douce (perches, carassins, carpes, brèmes), afin d'éviter un apport excessif d'eau dans leur corps, sont obligés d'éliminer une grande quantité de liquide par les tubules rénaux et les glomérules de Malpighi des reins. Ainsi, la carpe libère jusqu'à 120 ml d'eau pour 1 kgsa masse et le poisson-chat - jusqu'à 380-400 ml. Pour éviter que le corps ne connaisse une pénurie de sels, les branchies des poissons d'eau douce agissent comme des pompes qui pompent les ions sodium et chlore de l'eau. La vie marine - morue, plie, maquereau - souffre au contraire d'un manque d'eau dans le corps. Pour éviter la déshydratation et maintenir une pression osmotique normale à l'intérieur du corps, ils sont obligés de boire de l'eau de mer qui, filtrée dans les reins, est débarrassée du sel. L'excès de chlorure de sodium est éliminé par les branchies et les matières fécales.
Chez les poissons anadromes, comme l'anguille européenne, il y a un "changement" dans la façon dont l'osmorégulation est effectuée par les reins et les branchies, en fonction de l'eau dans laquelle ils se trouvent.
Système excréteur des amphibiens
En tant qu'habitants à sang froid de l'environnement terrestre et aquatique, les amphibiens, comme les poissons, éliminent les produits métaboliques nocifs par la peau nue et les reins du tronc. Chez les grenouilles, les tritons et le serpent de poisson de Ceylan, l'organe excréteur est représenté par des reins appariés situés des deux côtés de la colonne vertébrale, avec des uretères s'étendant à partir d'eux, s'écoulant dans le cloaque. En partie, les produits métaboliques gazeux en sont éliminés par des segments des poumons qui, avec la peau, remplissent une fonction d'excrétion.
Les reins pelviens sont les principaux organes excréteurs des oiseaux et des mammifères
Au cours du développement évolutif, les reins du tronc sont modifiés en une forme plus progressive de l'organe excréteur - les reins pelviens. Ils sont situés profondément dans la cavité pelvienne, presque à côté du cloaque chez les reptiles et les oiseaux,et près des gonades (testicules et ovaires) - chez les mammifères. La masse et le volume de leurs reins diminuent, mais la capacité de filtration des cellules du néphron rénal augmente considérablement, ce qui conduit au fait que les organes excréteurs chez les animaux appartenant aux classes d'oiseaux et de mammifères nettoient beaucoup plus efficacement le sang des produits de décomposition et protéger le corps de la déshydratation.
De plus, les oiseaux, contrairement à tous les autres vertébrés terrestres, n'ont pas de vessie, de sorte que l'urine ne s'y accumule pas, mais à partir des uretères, elle entre immédiatement dans le cloaque, puis en sort. Il s'agit d'un appareil qui réduit le poids corporel des oiseaux, ce qui est important compte tenu de leur capacité à voler.
Fonctions de filtration et d'adsorption des reins humains
Chez l'homme, l'organe excréteur - les reins - atteint son développement et sa spécialisation les plus élevés. Il peut être considéré comme un filtre biologique très compact (le poids des deux reins d'un adulte ne dépasse pas 300 g) qui traverse ses cellules - les néphrons, jusqu'à 1500 litres de sang par jour. En physiologie et en médecine, le fonctionnement normal de cet organe revêt une importance particulière. Et dans le système de santé chinois Wu Xing, les reins sont le principal élément vital.
Le parenchyme rénal contient environ 2 millions de néphrons, constitués de capsules de Bowman-Shumlyansky, dans lesquelles le processus de filtrage du sang et de formation de l'urine primaire, et de tubules contournés (anses de Henle), assurant la réabsorption - extraction sélective du glucose, des vitamines et des protéines de bas poids moléculairel'urine primaire et leur retour dans la circulation sanguine. À la suite de la réabsorption, de l'urine secondaire se forme. Il contient de l'eau en excès, des sels, de l'urée. Il s'écoule dans le bassinet du rein, puis dans les uretères, puis dans la vessie. C'est environ 2 l/jour. De là, elle est retirée par l'urètre vers l'extérieur.
Ainsi, l'accumulation de liquide dans la cavité des organes internes n'est pas autorisée et l'intoxication du corps est évitée.
Organes supplémentaires excrétant des produits métaboliques
Outre les reins, qui jouent un rôle majeur dans l'osmorégulation et l'élimination des excès de sels et de toxines, les poumons, la peau, la sueur et les glandes digestives remplissent une fonction d'excrétion partielle dans le corps humain. Ainsi, à la suite des échanges gazeux effectués par les alvéoles, qui constituent les segments des poumons, le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau et les substances toxiques, telles que les produits de décomposition de l'éthanol, sont éliminés. Par excrétion des glandes sudoripares, l'urée, l'excès de sels et l'eau sont éliminés. Le foie, en plus de son rôle de premier plan dans le processus de digestion, inactive les produits de dégradation toxiques des protéines, des médicaments, de l'alcool, des sels de cadmium et de plomb contenus dans le sang veineux.
Le travail de tous les organes (reins, poumons, peau, glandes digestives et sudoripares), qui ont une fonction excrétrice, assure le déroulement normal de toutes les réactions métaboliques et l'homéostasie.
