Кінцеві продукти обміну речовин

ЕВОЛЮЦІЯ ВИДІЛЕННЯ.

Значення процесу виділення.

Кінцеві продукти обміну речовин.

Основні типи органів виділення.

Осморегуляція у різних груп тварин.

1. Значення процесу виділення. В процесі обміну завжди утворюються речовини, які

не можуть бути використані організмом. Якщо не відбуватиметься їх виділення назовні, то поступово накопичуючись, вони рано чи пізно неминуче стануть перешкодою для нормальної життєдіяльності. Відомо, наприклад, що розмноження молочнокислих бактерій сповільнюються, а потім і зовсім припиняється у міру того, як в навколишньому середовищі підвищується концентрація основного продукту їх діяльності - молочної кислоти. Зростання дріжджових культур припиняється, коли концентрація спирту, що утворюється при бродінні, перевищує 10-12%. У високоорганізованих тварин припинення функції органів виділення, наприклад шляхом їх видалення, викликає все зростаюче порушення всієї діяльності організму, що приводить до його загибелі.

Звільнення організму від вуглекислоти може здійснюватися шляхом дифузії газу або через поверхню тіла, або в спеціальних органах газообміну. Виведення інших кінцевих продуктів обміну - це майже завжди активний фізіологічний процес, вельми схожий з процесом всмоктування у ворсинках кишечника. Обидва вони носять вибірковий характер: їх швидкість неоднакова для різних речовин. Схожість виділення і всмоктування особливо яскраво виявляється у нижчих тварин. У багатьох найпростіших ( джгутикові, інфузорії ) ці процеси полягають в проникненні речовин через стінку вакуолі - в одному випадку скоротливою, а в іншому - травною. У кишковопорожнинних вони є функцією одного і того ж органу - ентодерми, що вистилає травну порожнину. В основному відмінності зводяться до того, що при всмоктуванні речовини проходять всередину організму, а при виділенні - назовні.

Продукти обміну, за винятком газоподібних, звільняють організм у вигляді водного розчину, який у хребетних отримав назву сечі, причому зазвичай концентрація речовин, що виводиться, невелика. Іншими словами, процес екскреції, або виділення, супроводжується втратою деякої, іноді значної, кількості води разом з розчиненими в ній мінеральними речовинами (неорганічними солями). Тим часом життєдіяльність може протікати нормально лише за умови, якщо вміст в організмі води і солей, що знаходяться в ній, підтримується на одному і тому ж постійному рівні. Всяке більш менш значне відхилення від нього може привести до різкої зміни фізико-хімічних умов внутрішнього середовища, зокрема активній реакції крові, її осмотичного тиску і ін. Є підстави вважати, що функція навіть такого простого утворення, як скоротлива вакуоль найпростіших, полягає не тільки у видаленні продуктів обміну, але і в підтримці постійності осмотичного тиску.

У високоорганізованих тварин функції органів виділення (у хребетних - нирок) полягають в екскреції кінцевих продуктів обміну, знешкодженні деяких речовин, підтримці в рідинах організму кислотно-лужної рівноваги, постійність осмотичного тиску і змісту води. У невеликому ступені, неоднаковому у різних тварин, ті ж функції можуть виконуватися і іншими органами. У людини через шкіру разом з потом виводяться хлористий натрій і дуже невелика кількість інших мінеральних речовин, а також азотовмісних і безазотистих продуктів обміну: незначна кількість деяких органічних речовин виділяється через слизову оболонку травного тракту і через його залозисті органи, особливо печінку.

Кінцеві продукти обміну речовин.

У різних представників тваринного світу неоднакові як процеси обміну, так і кінцеві їх продукти. При дисиміляції вуглеводів і ліпідів утворюються вуглекислий газ і вода. Вода виводиться через нирки, меншою мірою через шкіру, легені та кишки, а вуглекислий газ переважно через легені. Окрім цього утворюються і продукти неповного окислення як наприклад органічні кислоти (щавлева, молочна, ацетооцтова та інші), альдегіди, кетони. У різних тварин можуть виводитися з організму ті або інші з них і притому в різній кількості. У здорової людині вони є лише украй невеликою частиною продуктів обміну вуглеводів і жирів, які в основного окислюються повністю.

Продукти білкового обміну у різних тварин ще різноманітніші: крім вуглекислоти і води, утворюються аміак, сечовина, сечова кислота, креатинін і інші речовини, що містять азот.Серед них єі такі, які з'являються в результаті захисного синтезу, що неоднаково протікаєу різних тварин. Так, бензойна кислота перетворюється у ссавців в гіпурову, яка і виділяється з сечею, а у птахів - в орнітурову. Нарешті, до продуктів білкового обміну слід віднести речовини, щомістять сірку: у птахівце головним чином сульфати, а у ссавців - парні сірчані кислоти.

З повною виразністю виступає переважне утворення певних азотистих продуктів обміну залежно від умов місця існування. Аміак - продукт дезамінування амінокислот - володіє великою токсичністю і повинен швидко виводитися назовні. Це і відбувається у всіх тварин, що знаходяться в умовах значного постачання водою. У морських безхребетних поверхня тіла зазвичай легко проникна для води; у них значна частина або майжевесь азот виділяється з аміаком, тоді як інші, менш токсичні продукти, майже відсутні, оскільки немає необхідності в їхсинтезі, бо аміак достатньо швидко виводиться шляхом дифузії. У прісноводих тварин (як у безхребетних, так і у костистих риб) осмотичний тиск внутрішнього середовища значно більший чим зовнішнього, а тому вода безперервно надходить в організм головним чином через напівпроникні оболонки їх дихальних органів. Так само безперервно екскреторні органи виводять з організму воду разом з аміаком, що міститься вній.

У морських риб осмотичний тиск внутрішнього середовища менший, ніж зовнішнього, тому вода надходить в організм в обмеженій кількості, бо її рухнаправлений в зовнішнєсередовище. Проте накопичення аміаку не відбувається, оскільки у костистих риб частина його синтезується в нетоксичне з'єднання - триметиламін, ау хрящових - головним чином в сечовину. Дводишні риби, знаходячись уводі, виділяють багато аміаку і лишенезначну кількістьсечовини, яка, проте, сильно зростає, коли води виявляється недостатньо.

Для наземних тварин виключена можливість значного і до того ж безперервного надходження в організм води. Вони отримують, а отже, і виділяють її в обмеженій кількості. Це спричиняє за собою підвищення концентрації азотовмісних продуктів обміну, що можливо, якщо вони будуть мати малу отруйність. У багатьох наземних форм азот восновному виділяється у вигляді сечовини. У комах, птахів і більшості рептилій утворюється майже виключно сечова кислота.Така відмінність пояснюється умовами ембріонального розвитку. Яйця змій,ящірок і птахів практично непроникні для води, тому продукти обміну не виділяються назовні. Якби у цихтварин утворювалася добре розчинна сечовина, то за час ембріонального розвитку вона опинилась б в рідинах тіла в такій концентрації, яка викликала б серйозні функціональні порушення.Сечовакислота майже нерозчинна і, нагромаджуючись, відкладається уформі кристалів в алантоїсі. Такий спосіб звільнення від продуктів обміну зберігається і удорослих тварин. Убагатьохбезхребетних є особливі клітини, які протягом життя поступово наповнюютьсясечокислим натрієм. У деяких равликівтакі клітини розсіяні повсьому тілу. У метеликакапустянки, сечовакислота відкладається на крильцях увигляді білогопилку.

У земноводних ембріональний розвиток відбувається у водному середовищі, а отжерозчинні продукти розпаду легко можуть виділятися з організму. Поки пуголовок не піддавсяметаморфозу і мешкає у воді, він виділяє багато аміаку і дуже мало сечовини, кількість якої лишепоступово збільшується, стаючи основним азотистим продуктом обміну удорослої жаби. Винятокстановить шпорцева жаба, що мешкає постійно у воді і що майже несинтезує сечовини. У ссавців вперіод внутріутробного розвитку, як і в доросломустані, утворюється переважно сечовина:її своєчасному видаленню з тіла зародка сприяє безперервний водний обмін з материнським організмом.

Таким чином, характер кінцевих продуктів азотистого обміну виявляється біологічно обумовленим.

Поиск по сайту: