Жизнедеятельность любого организма — от одноклеточной амебы до млекопитающего — непрерывно связана с обменом веществ (метаболизмом). В процессе питания и дыхания клетки получают энергию и строительный материал, но при этом образуются побочные продукты, которые больше не нужны или даже опасны. Процесс удаления этих конечных продуктов обмена веществ называется выделением (экскрецией). Без него жизнь организма невозможна.
Основные функции выделения:
- Поддержание гомеостаза (постоянства внутренней среды).
Выделение регулирует концентрацию солей, воды и pH крови и тканевой жидкости. Удаляя избыток воды и минеральных веществ, организм сохраняет оптимальное осмотическое давление, необходимое для работы клеток. - Удаление токсичных продуктов метаболизма.
При распаде белков и нуклеиновых кислот образуется аммиак — сильный яд. У разных групп животных он превращается в менее опасные вещества:
У водных животных (рыбы, раки) — сразу в аммиак (много воды).
У млекопитающих — в мочевину (менее токсична, требует меньше воды).
У птиц и рептилий — в мочевую кислоту (выводится в виде кашицы, экономя воду).
Без выведения этих веществ организм погиб бы от самоотравления. - Регуляция водно-солевого баланса.
Выделительные органы (почки у позвоночных, мальпигиевы сосуды у насекомых, сократительные вакуоли у простейших) откачивают лишнюю воду или, наоборот, экономят её. Например, у обитателей пустынь (верблюд, кенгуровая крыса) моча очень концентрированная, что позволяет терять минимум жидкости. - Участие в кислотно-щелочном равновесии.
Почки и легкие удаляют избыток ионов водорода (H⁺) и углекислый газ, не давая крови закисляться (pH = 7,35–7,45). При нарушении этой функции развивается ацидоз или алкалоз — опасные для жизни состояния. - Защита от чужеродных веществ.
Выделительная система помогает выводить лекарства, яды, красители, избыток витаминов и другие вещества, попавшие в организм извне.
Особенности выделения у разных групп организмов:
- Растения не имеют специальных органов выделения. Они накапливают ненужные вещества в вакуолях, удаляют их при листопаде (кальций, щавелевая кислота) или выделяют через устьица (кислород, воду, некоторые углеводороды). Смолы и эфирные масла — тоже продукты выделения, защищающие растение.
- Простейшие (амеба, инфузория) используют сократительные вакуоли, которые «выкачивают» лишнюю воду и растворенные продукты наружу.
- Насекомые имеют мальпигиевы сосуды, которые извлекают мочевую кислоту из гемолимфы в кишечник.
- Позвоночные животные обладают парными почками — наиболее совершенным органом фильтрации крови. У человека через почки за сутки проходит около 1500–1800 литров крови, а образуется 1,5–2 литра мочи.
Последствия нарушения выделения:
Если процессы выделения блокируются, в крови и тканях накапливаются шлаки (креатинин, мочевина, токсины). Это ведет к уремии — самоотравлению организма. Без искусственной очистки крови (диализа) или пересадки почки человек погибает через несколько суток.
Заключение
Процессы выделения — это «канализационная система» организма. Они обеспечивают химическое постоянство внутренней среды, без которого невозможны нормальная работа ферментов, передача нервных импульсов и сокращение мышц. Эволюция живых организмов шла по пути совершенствования выделительных систем, и их значение столь же велико, как значение дыхания или питания. Удалять вредные вещества не менее важно, чем получать полезные.
