Prawidłowe funkcjonowanie organizmu w środowisku wymaga zachowania stałego składu oraz objętości płynów ustrojowych. Stężenie i objętość roztworów wodnych w organizmie określają ciśnienie osmotyczneciśnienie osmotyczneciśnienie osmotyczne − wartości te mają decydujący wpływ na wszystkie procesy fizjologiczne. Przyczyną pojawienia się ciśnienia osmotycznego jest różnica stężeń związków chemicznych, lub jonów w roztworach, znajdujących się po obu stronach błony i dążenie układu do ich wyrównania. Procesy umożliwiające utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego określane są mianem osmoregulacjiosmoregulacjaosmoregulacji. Jeżeli ciśnienie osmotyczne płynu ustrojowego jest wyższe niż otaczającego środowiska, jest on hipertonicznyroztwór hipertonicznyhipertoniczny, natomiast jeżeli jest niższe − jest on hipotonicznyroztwór hipotonicznyhipotoniczny w stosunku do środowiska. Gdy ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych, oraz środowiska, jest takie same, organizm pozostaje w stanie równowagi osmotycznej.

bg‑azure

Narządy wydalnicze zwierząt

1
Wodniczki tętniące

Aparatem osmoregulacyjnym u pierwotniaków słodkowodnych są wodniczki tętniące, służące do usuwania nadmiaru wody z komórki. Nie stwierdzono wyspecjalizowanych organelli wydalania u pierwotniaków, czy narządów u gąbek i parzydełkowców występujących w zasolonych wodach morskich, czyli pozostających w równowadze osmotycznej ze środowiskiem.

R18YxdUmlmea5
Zdjęcie mikroskopowe przedstawiające orzęska z rodzaju Paramecium. Zaznaczono wodniczki tętniące, odpowiadające za wypompowywanie wody, która osmotycznie napływa do ciała orzęska.
Źródło: Hämbörger, Wkimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
Protonefrydia

ProtonefrydiumprotonefrydiumProtonefrydium to najprostszy mechanizm wydalniczy. Występuje ono np. u płazińców, niektórych larw pierścienic i larw mięczaków. Zbudowane jest z gwiaździstych komórek płomykowych, stanowiących zakończenia cienkich przewodów, oplatających całe ciało. Przewody te łączą się w szersze cewki, uchodzące na zewnątrz głównym kanałem wydalniczym.

RXTKuGTRC8l2t
Ilustracja interaktywna przedstawia protonefrydia, które tworzą prymitywny układ wydalniczy płazińców. Z jednej strony ilustracji przedstawiony jest obły, podłużny organizm płazińca, a z drugiej strony powiększony w okręgu rysunek protonefrydiów. Zbudowany jest z cienkich kanalików przenikających ciało i zakończonych komórkami płomykowymi, które przekształcają się w okrągłe, a na końcu spiczaste twory, które wypełnia płyn tkankowy. Na schemacie zaznaczone są cyframi następujące elementy: 1. Komórka płomykowa, 2. Główne kanały wydalnicze, 3. Główny kanał wydalniczy, 4. Kanalik wydalniczy.
Protonefrydia tworzą prymitywny układ wydalniczy płazińców. Zbudowany jest z cienkich kanalików przenikających ciało i zakończonych komórkami płomykowymi.
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., Na podstawie: Biologia Campbella, praca zbiorowa, Rebis, Poznań 2016), licencja: CC BY-SA 3.0.
Metanefrydia

MetanefrydiummetanefrydiumMetanefrydium charakteryzuje się wyższym stopniem organizacji. Występuje u pierścienic, a − w formie przekształconej − u stawonogów i mięczaków. Składa się z orzęsionego lejka, skierowanego do jamy ciała, oraz ze spiralnie skręconej cewki, która uchodzi na zewnątrz ciała.

R1DoFbOPYcZux
Metanefrydium to segmentalny, zwykle parzysty, narząd wydalniczy występujący np. u niektórych pierścienic. Metanefrydium zbudowane jest z otwierającego się do wtórnej jamy ciała, orzęsionego lejka, oraz krętego, orzęsionego kanalika prowadzącego na zewnątrz ciała.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., Na podstawie: Biologia Campbella, praca zbiorowa, Rebis, Poznań 2016), licencja: CC BY-SA 3.0.
Cewki Malpigiego

Narządami wydalniczymi owadów, wijów i mięczaków są tzw. cewki Malpigiegocewki Malpigiegocewki Malpigiego. Są one kanalikami uchodzącymi do przewodu pokarmowego (jelita), których końce skierowane do jamy ciała są zamknięte.

RUTDCo30ArsyQ
Cewka Malpighiego to narząd wydalniczy występujący u stawonogów lądowych. Są to zamknięte od strony jamy ciała kanaliki, uchodzące do przewodu pokarmowego. Kanaliki te zbierają zbędne i szkodliwe metabolity z hemolimfy i przekazują je do jelita, skąd są usuwane.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o. o., Na podstawie: Biologia Campbella, praca zbiorowa, Rebis, Poznań 2016), licencja: CC BY-SA 3.0.

U kręgowców narządami wydalniczymi są nerki, charakteryzujące się różnym stopniem rozwoju. PrzednerczaprzednerczePrzednercza, występujące w rozwoju zarodkowym bezowodniowców (bezżuchwowców, ryb i płazów), zbudowane są z orzęsionych lejków, otwierających się do jamy ciała, i zbierających zbędne produkty przemiany materii. U dorosłych bezowodniowców, oraz w rozwoju zarodkowym owodniowców, narządy wydalnicze stanowią pranerczapranerczepranercza. W ich budowie, oprócz orzęsionych lejków, można zaobserwować ciałko nerkowe, zawierające kłębuszek naczyń włosowatych. Najbardziej zaawansowanym anatomicznie i funkcjonalnie narządem wydalniczym jest nerka właściwa (zanercze)zanerczenerka właściwa (zanercze), występująca u dorosłych owodniowców (gadów, ptaków i ssaków). Podstawowym elementem funkcjonalnym nerki właściwej jest nefron, zbudowany z ciałka nerkowego oraz kanalika nerkowego. Nefron pobiera produkty przemiany materii, sole mineralne i wodę jedynie z krwi, przepływającej przez naczynia włosowate.

bg‑azure

Strategie pobierania wody u kręgowców

Pobieranie i wydalanie wody przez kręgowce uzależnione jest od ich środowiska życia.

R1TBApNnBoXus1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Gospodarka wodna u płazów wygląda odmiennie. Zwierzęta te nigdy nie piją wody, lecz pobierają ją przez skórę. Ich brzuszna strona tułowia i ud jest bogato unaczyniona, a jej funkcją jest absorpcja wody. Do jej pobrania wystarczy jedynie wilgotna gleba. Gatunki, żyjące w obszarach suchych, gromadzą duże ilości mocznika w płynach ustrojowych, podnosząc w ten sposób swoją hipertonię, i zwiększając wchłanianie wody przez skórę.

Stężenie roztworów wodnych w ciele zwierząt lądowych jest wyższe od stężenia w otaczającym środowisku. Ssaki regulują poziom wody, dzięki dobrze rozwiniętym mechanizmom zagęszczania lub rozrzedzania moczu, w zależności od aktualnego stopnia uwodnienia organizmu.

bg‑azure

Bilans wodny

Wszystkie zwierzęta muszą stosować podstawową zasadę równowagi pomiędzy wodą uzyskaną i utraconą. Oznacza to, że gospodarka wodna ustroju musi być zbilansowana – ilość wody przyjmowanej i traconej musi być zawsze równa. U człowieka w ciągu doby objętość wody pobranej przez organizm (ok. 2500 ml) jest równa objętości wody wydalonej.

Dostarczanie wody

Utrata wody

z pokarmem (ok. 600 ml)

przez płuca i skórę (ok. 800 ml)

woda powstająca w procesach metabolicznych (ok. 300 ml)

z kałem (ok. 100 ml)

przyjmowanie płynów (ok. 1600 ml)

wydalanie przez nerki (ok. 1600 ml)

Największa dobowa utrata wody związana jest z jej wydalaniem wraz z moczem. W związku z tym podstawową funkcją nerek jest utrzymywanie stałej objętości i składu płynów ustrojowych, a przede wszystkim płynu zewnątrzkomórkowego. Proces ten odbywa się dzięki ciągłej zmianie objętości i składu wytwarzanego moczu, oraz wydalaniu, bądź zatrzymywaniu wody − w zależności od aktualnych potrzeb organizmu.

Słownik

cewki Malpigiego
cewki Malpigiego

narządy wydalnicze pazurnic, owadów, wijów i niektórych pajęczaków; stosunkowo długie, ślepo zakończone kanaliki (cewki), uchodzące do jelita na granicy jelita środkowego i tylnego

ciśnienie osmotyczne
ciśnienie osmotyczne

wartość ciśnienia, wywieranego na półprzepuszczalną błonę przez dwa roztwory, które ta błona rozdziela

metanefrydium
metanefrydium

segmentalny narząd wydalniczy niektórych bezkręgowców; zwykle orzęsiony lejek otwierający się do wtórnej jamy ciała oraz skręcona rurka uchodząca na zewnątrz; zazwyczaj występuje parzyście

osmoregulacja
osmoregulacja

proces mający na celu utrzymanie ilości wody i soli mineralnych w płynach ustrojowych na stałym poziomie

pranercze
pranercze

narząd wydalniczy kręgowców; u ryb i płazów funkcjonuje przez całe życie, u gadów, ptaków i ssaków występuje tylko w rozwoju zarodkowym; ma postać parzystych ciał położonych pod kręgosłupem, zbudowanych z nefronów

przednercze
przednercze

najstarszy ewolucyjnie narząd wydalniczy kręgowców; występuje w rozwoju zarodkowym bezowodniowców (bezżuchwowców, ryb i płazów); jest zbudowany z kanalików, rozpoczynających się urzęsionymi lejkami, otwartymi do jamy ciała

protonefrydium
protonefrydium

system kanalików z rzęskami lub komórkami płomykowymi, pełniący funkcję narządu wydalniczego płazińców, obleńców i kolcogłowów oraz larw niektórych pierścienic i mięczaków

roztwór hipertoniczny
roztwór hipertoniczny

roztwór, mający wyższe ciśnienie osmotyczne, niż roztwór odniesienia, oddzielony od niego błoną półprzepuszczalną

roztwór hipotoniczny
roztwór hipotoniczny

roztwór, mający niższe ciśnienie osmotyczne, niż roztwór odniesienia, oddzielony od niego błoną półprzepuszczalną

zanercze
zanercze

nerka właściwa; parzysty narząd wydalniczy kręgowców; występuje u dorosłych gadów, ptaków i ssaków