Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Rola nerek w organizmie

Rqz3CgsN1F4b61
Grafika przedstawia narządy układu wydalniczego człowieka.  Po lewej stronie grafiki znajduje się przekrój przez ciało człowieka, w którym zaznaczono elementy układu wydalniczego. Są to kolejno: żyła główna dolna oraz tętnica i żyła nerkowa, aorta, moczowód, pęcherz moczowy, cewka moczowa oraz nerki.  Na środku grafiki znajduje się przekrój przez nerkę. Jest to parzysty narząd o kształcie fasolki. Nerki leżą pozaotrzewnowo na tylnej ścianie jamy brzusznej, po obu stronach kręgosłupa, poniżej przepony. W ich budowie możemy wyróżnić dochodzące do nich tętnice oraz żyłę nerkową oraz wychodzący z nich moczowód. Nerka zbudowana jest z kory nerki oraz rdzenia nerki. Oprócz nich, w jej centrum znajduje się miedniczka nerkowa.  Po prawej stronie grafiki przedstawiono przybliżenie na jedną z piramidek nerkowych. W jej budowie możemy zauważyć silnie unaczynioną kore nerki, oraz jej rdzeń. Zarówno w korze, jak i rdzeniu osadzone są nefrony – korowe oraz przyrdzeniowe.
Narządy układu wydalniczego człowieka. Nerki leżą pozaotrzewnowo na tylnej ścianie jamy brzusznej, po obu stronach kręgosłupa, poniżej przepony. Nerka prawa leży nieco niżej, niż lewa. Wytworzony w nerkach mocz za pośrednictwem moczowodów dociera do pęcherza moczowego, skąd kierowany jest na zewnątrz przez cewkę moczową.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Głównym narządem osmoregulacyjnymosmoregulacjaosmoregulacyjnym są nerki. Ich podstawowym elementem strukturalnym i czynnościowym są kanaliki nerkowe − nefronynefronnefrony. Każdy nefron zbudowany jest z ciałka nerkowegociałko nerkoweciałka nerkowego oraz części kanalikowej, w której wyróżniamy kanalik proksymalny (bliższy), pętlę Henlegopętla Henlego (pętla nefronu)pętlę Henlego (pętlę nefronu), kanalik dystalny (dalszy) oraz kanalik zbiorczy.

Rra5GpXXMQHCx1
Grafika przedstawia przekrój nerki i biegnącą od niego strzałkę wskazującą na schemat nefronu i kanalika zbiorczego. Nefron rozpoczyna się ciałkiem nerkowym. W ciałku nerkowym zachodzi proces filtracji, czyli przesączania wody, soli mineralnych i substancji drobnocząsteczkowych z krwi obecnej w naczyniach kłębuszka nerkowego do torebki Bowmana. W ten sposób powstaje mocz pierwotny. Ciałko nerkowe przechodzi w kanalik proksymalny. Zwany też kanalikiem krętym pierwszego rzędu. Na drodze transportu aktywnego do krwi powracają tu składniki odżywcze, takie jak aminokwasy, glukoza oraz kationy sodowe i potasowe. Na drodze transportu aktywnego do krwi powraca woda. Kanalik proksymalny przechodzi w ramię zstępujące pętli Henlego. W ramieniu zstępującym pętli Henlego następuje bierna resorpcja wody przez liczne akwaporyny − kanały wodne występujące w nabłonku. Ramię zstępujące przechodzi w ramię wstępujące pętli Henlego. W przeciwieństwie do nabłonka ramienia zstępującego, nabłonek ramienia wstępującego jest nieprzepuszczalny dla wody. Tutaj następuje transport NaCl z kanalika do płynu śródmiąższowego. Ramię wstępujące przechodzi w kanalik dystalny. Zwany też kanalikiem krętym drugiego rzędu. Na tym etapie może odbywać się dodatkowe wchłaniane wody i jonów (między innymi sodowych, chlorkowych, wodorowęglanowych) oraz usuwanie jonów (na przykład potasowych), jak również regulacja pH przez usuwanie jonów wodorowych. Proces ten nosi nazwę resorpcji zwrotnej nieobowiązkowej. Kanalik dystalny przechodzi w kanalik zbiorczy. Zbiera on mocz z kilku nefronów i prowadzi go do przewodów wyprowadzających. W tym miejscu może jeszcze zachodzić wchłanianie zwrotne wody, jonów i mocznika.
Schemat przedstawia nefron oraz fragment kanalika zbiorczego. W nefronie występuje strefowa specjalizacja nabłonka, umożliwiająca mu pełnienie różnych funkcji w kolejnych odcinkach narządu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W ciałku nerkowym zachodzi proces filtracjifiltracjafiltracji składników osocza krwi (wody, elektrolitów, niskocząsteczkowych związków organicznych) do torebki otaczającej gęstą sieć naczyń włosowatych (torebki Bowmanatorebka Bowmanatorebki Bowmana). W kanalikach − proksymalnymkanalik proksymalny (bliższy, kanalik kręty I rzędu)proksymalnymdystalnymkanalik dystalny (dalszy, kanalik kręty II rzędu)dystalnym − ma miejsce resorpcjaresorpcjaresorpcja, czyli zwrotne wchłanianie do krwi tych substancji, które są organizmowi potrzebne. W pętli Henlego wchłaniana jest woda i jony NaIndeks górny + (następuje zagęszczanie moczu). Mocz z nefronu spływa do kanalika zbiorczegokanalik zbiorczykanalika zbiorczego, następnie drogami wyprowadzającymi (miedniczki nerkowe, moczowody, pęcherz moczowy, cewka moczowa) wyprowadzany jest na zewnątrz.

U kręgowców występują trzy typy nerek: przednercze, pranercze i zanercze.

bg‑cyan

Osmoregulacja i wydalanie u ryb i płazów

Układ wydalniczy ryb i płazów tworzą parzyste nerki − pranercza.

RQTWmzi6Eemzl1
Grafika przedstawia schemat budowy pranercza. Jest o zbudowany z orzęsionego lejka oraz ciałka nerkowego, w którym znajduje się kłębuszek naczyń włosowatych otoczony torebką Bowmana. Zewnętrzna ściana torebki Bowmana przechodzi w ścianę kanalika nerkowego, a jama torebki przechodzi w światło tego kanalika. Kanalik otoczony jest przez silnie rozgałęzione naczynia krwionośne.
Schemat budowy pranercza.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pranercza zbudowane są nefronów, zawierających ciałko nerkoweciałko nerkoweciałko nerkowe, w którym zachodzi filtracja krwi, oraz orzęsiony lejek, który dodatkowo wyłapuje z jamy ciała produkty przemiany materii. Mocz kanalikiem wyprowadzającym jest odprowadzany do moczowodu. W nefronach tego typu nerek nie występuje pętla Henlego.

bg‑gray1

Ryby

1
Ryby morskie – chrzęstnoszkieletowe

Woda morska stanowi środowisko izoosmotyczneśrodowisko izoosmotyczneśrodowisko izoosmotyczne. Ryby w celu ochrony przed napływem wody utrzymują izoosmotyczność płynów ustrojowych względem środowiska zewnętrznego.

R7EpvqpK8NbX3
Osmoregulacja u rekina.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ryby chrzęstnoszkieletowe mają nerki z dobrze rozwiniętymi kłębuszkami nerkowymi. W kanalikach nerkowych odbywa się aktywna resorpcja mocznika, który gromadzony w osoczu utrzymuje izoosmotyczność wobec wody morskiej, chroniąc organizm ryby przed osmotycznym napływem wody.

Ryby morskie – kostnoszkieletowe

Woda morska stanowi środowisko hipertoniczneśrodowisko hiperosmotyczne (hipertoniczne)środowisko hipertoniczne. Ryby, chroniąc się przed utratą wody, utrzymują hipoosmotyczność płynów ustrojowych względem środowiska zewnętrznego.

RqPws530NrNU6
Osmoregulacja u ryb słonowodnych.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ryby kostnoszkieletowe żyjące z środowisku słonym mają nerki, zbudowane z małej ilości nefronów. Kłębuszki nerkowe są bardzo małe lub w ogóle nie występują, co ogranicza filtrację. Dwuwartościowe jony CaIndeks górny 2+, MgIndeks górny 2+, SOIndeks dolny 4Indeks górny 2- są aktywnie transportowane do kanalików proksymalnych i usuwane z mała ilością moczu.

Ryby słodkowodne – kostnoszkieletowe

Woda śródlądowa stanowi środowisko hipoosmotyczne. Ryby w celu ochrony przed napływem wody utrzymują hiperosmotyczność płynów ustrojowych względem środowiska zewnętrznego.

RcsCTpGtfyzQK
Osmoregulacja u ryb słodkowodnych.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ryby kostnoszkieletowe, żyjące w wodach słodkich, mają nerki zbudowane z dużej  ilości nefronów i dużych kłębuszków nerkowych, co pozwala szybko przeprowadzać filtrację i usuwać z organizmu nadmiar wody. Straty jonów uzupełniają dodatkowo na drodze wchłaniania zwrotnego w kanaliku nerkowym.

bg‑gray1

Płazy

Płazy mają nerki, zbudowane podobnie jak ryby słodkowodne. Nie piją wody, ale pobierają ją przez skórę. Silnie rozcieńczony mocz odprowadzany jest do kloaki, której uchyłek tworzy pęcherz moczowy, w którym okresowo gromadzony jest mocz. Przebywając na lądzie, płazy prowadzą oszczędną gospodarkę wodną, resorbując wodę przez nabłonek ścian pęcherza moczowego. Dorosłe płazy wydalająwydalaniewydalają mocznik, a ich larwy – amoniak.

bg‑cyan

Osmoregulacja i wydalanie u gadów, ptaków, ssaków

W układzie wydalniczym gadów, ptaków i ssaków występują parzyste nerki − zanercza (inaczej nerki ostateczne, nerki właściwe).

RSNKvCYY2ka6t1
Grafika przedstawia schemat budowy zanercza. Jego podstawowym elementem budowy jest nefron, który składa się z ciałka nerkowego oraz kanalików. Cała struktura otoczona jest przez silnie rozgałęzione naczynia krwionośne.
Schemat budowy zanercza.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Parzyste zanercza zbudowane są  z nefronów, na które składają się: ciałko nerkowe i część kanalikowa. Nie występuje już orzęsiony lejek.

Gady

Gady mają nerki zbudowane jedynie z nefronów korowych. Podobnie jak ryby i płazy − nie mają pętli Henlego, w związku z czym nie są zdolne do wytwarzania moczu hipertonicznego. Silnie rozcieńczony mocz spływa do kloaki i pęcherza moczowego, których ściany mają zdolność do resorbowania wody. Zwrotne wchłanianie wody powoduje, że stężenie kwasu moczowego w pęcherzu wzrasta i wytrąca się on z roztworu w postaci gęstej pasty. Gady morskie mają wodoszczelną powierzchnię ciała, ale nie mając innego źródła wody, muszą pić wodę morską. Nadmiar soli usuwają za pośrednictwem gruczołów łzowych.

Ptaki

Ptaki, podobnie jak gady, żyjąc na lądzie, prowadzą oszczędną gospodarkę wodną. Produkują mocz, który jest hiperosmotyczny względem płynów ustrojowych. Kanaliki nerkowe mają krótkie pętle Henlego, a zagęszczanie moczu odbywa się w kloace, do której spływa rozcieńczony mocz (ptaki nie mają pęcherza moczowego). Ptaki morskie piją wodę słoną, a nadmiar soli usuwają przez gruczoły solne, mające ujście u nasady dzioba.

Ssaki

Ssaki mają zdolność do wydalania moczu hiperosmotycznego. Mocz jest zagęszczany w pętlach Henlego, które wraz z kanalikami zbiorczymi tworzą część wewnętrzną, rdzeniową nerki. Na część korową składają się ciałka nerkowe oraz kanaliki proksymalne i dystalne nefronu. Z każdej nerki, mocz zawierający azotowy produkt przemiany materii – mocznik – jest odprowadzany moczowodami do pęcherza moczowego, a następnie, przez cewkę moczową, na zewnątrz. U człowieka w wydalaniu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii dodatkowo biorą udział płuca, skóra i układ pokarmowy.

RuqnjbgydZhKE1
Współdziałanie narządów w organizmie człowieka w wydalaniu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii. We wszystkich komórkach w wyniku oddychania komórkowego powstają: dwutlenek węgla, który następnie transportowany z krwią trafia do płuc, gdzie jest usuwany w trakcie wymiany gazowej, oraz woda, która również trafia do krwi i jest usuwana w płucach w postaci pary wodnej, przez skórę – z potem i w układzie pokarmowym, z kałem. Dodatkowo w wątrobie zachodzi rozpad hemoglobiny, a powstałe w ten sposób barwniki żółciowe wydalane są z kałem, a także deaminacja aminokwasów i rozpad kwasów nukleinowych, których metabolity – mocznik i kwas moczowy wydalane są z moczem.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Woda usuwana jest wraz z moczem, a także przez gruczoły potowe skóry z potem, przez przewód pokarmowy z kałem oraz przez płuca w postaci pary wodnej. Powstające z wyniku przemian produkty rozpadu hemoglobiny, zawartej w obumarłych erytrocytach, jony żelaza i wapnia usuwane są za pośrednictwem układu pokarmowego. Przez układ oddechowy usuwany jest dwutlenek węgla.

Słownik

ciałko nerkowe
ciałko nerkowe

część nefronu, zbudowana z gęstej sieci włosowatych naczyń krwionośnych (kłębuszka naczyniowego), otoczona torebką zbudowaną z nabłonka jednowarstwowego płaskiego – torebką Bowmana

filtracja
filtracja

nieselektywne przesączanie składników osocza krwi do jamy torebki Bowmana

kanalik dystalny (dalszy, kanalik kręty II rzędu)
kanalik dystalny (dalszy, kanalik kręty II rzędu)

odcinek nefronu, w którym zachodzi dodatkowa/nadobowiązkowa resorpcja zwrotna

kanalik proksymalny (bliższy, kanalik kręty I rzędu)
kanalik proksymalny (bliższy, kanalik kręty I rzędu)

odcinek nefronu odchodzący od ciałka nerkowego, w którym zachodzi zwrotne wchłanianie tych składników, które są jeszcze organizmowi potrzebne

kanalik zbiorczy
kanalik zbiorczy

kanalik, w którym zbierany jest mocz; uchodzą do niego kanaliki dystalne nefronu

nefron
nefron

podstawowa jednostka anatomiczna i czynnościowa nerki kręgowców; składa się z kłębuszka nerkowego i części kanalikowej: kanalika proksymalnego, pętli Henlego, kanalika dystalnego i kanalika zbiorczego

osmoregulacja
osmoregulacja

regulacja przez organizm lub komórkę ilości wody i stężenia rozpuszczonych w niej soli

osmoza
osmoza

dyfuzja cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną

pętla Henlego (pętla nefronu)
pętla Henlego (pętla nefronu)

pętla w kształcie litery U, pomiędzy kanalikiem proksymalnym i dystalnym, w której zachodzi resorpcja wody i soli (zagęszczanie moczu)

resorpcja
resorpcja

zwrotne wchłanianie wody i elektrolitów z kanalików nerkowych do osocza krwi

środowisko hiperosmotyczne (hipertoniczne)
środowisko hiperosmotyczne (hipertoniczne)

środowisko, w którym stężenie soli jest wyższe niż w środowisku wewnętrznym komórki, co powoduje, że traci ona wodę

środowisko hipotoniczne
środowisko hipotoniczne

środowisko, w którym stężenie soli jest mniejsze niż w środowisku wewnętrznym komórki, co powoduje, że pobiera ona wodę

środowisko izoosmotyczne
środowisko izoosmotyczne

środowisko, w którym stężenie soli jest takie samo jak we wnętrzu komórki, co powoduje, że nie ma żadnego wpływu na przepływ wody do i z komórki

torebka Bowmana
torebka Bowmana

torebka otaczająca naczynia krwionośne kłębuszka nerkowego; zbudowana z dwóch warstw nabłonka jednowarstwowego, tworzącego dwie blaszki, pomiędzy którym znajduje się jama torebki; do jamy torebki na drodze filtracji przesączane są składniki osocza krwi tworzące filtrat

wydalanie
wydalanie

usuwanie z organizmu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii za pośrednictwem narządów wydalniczych; głównym narządem wydalniczym jest nerka