Vypracovala: PaedDr. J. Dolinská
Pri metabolických dejoch sa v organizme utvára množstvo škodlivých a nepotrebných metabolitov, ktoré musia organizmy z tela vylučovať (odstraňovať). Ich vylučovanie (odstraňovanie) je nevyhnutnou podmienkou na zachovanie existencie organizmov. Keď sa škodlivé metabolity v tele hromadia, alebo sa z tela celkom neodstraňujú, môže nastať samootrava organizmu až smrť. Vylučovanie – extrúzia (výdaj látok organizmom) má širší význam. Zahŕňa exkréciu (vylučovanie – odstraňovanie nepotrebných metabolitov), rekréciu (vylučovanie nezmenených látok prijatých potravou, napr. celulózy) a sekréciu (vylučovanie látok potrebných pre organizmus, napr. hormónov). Na odstraňovanie nepotrebných metabolitov sa živočíchom a človeku vyvinuli špecifické exkrečné orgány. No niekedy môžu časť exkrécie vykonávať aj orgány, ktoré plnia iné základné fyziologické funkcie. Napr. malé množstvo metabolitov sa vylučuje kožou pri potení, pľúcami pri dýchaní.
Dýchacia sústava - jej funkciou je zabezpečiť výmenu dýchacích plynov (O2, CO2) medzi organizmom a prostredím.
Fylogenéza dýchacej sústavy:
Potreba kyslíka stúpa s intenzitou metabolických dejov. Od rôznej úrovne metabolizmu závisí aj vznik rôznych dýchacích orgánov. Typ dýchacieho ústrojenstva závisí aj od prostredia, v ktorom živočích žije.
Dýchanie sa uskutočňuje:
1. celým povrchom tela
a) uskutočňuje sa priama difúzia plynov z povrchu tela k jednotlivým bunkám. Typická len u malých foriem živočíchov s pomalým metabolizmom (pŕhlivce, ploskavce)
b) priama difúzia plynov z povrchu tela do telovej tekutiny, pokožka musí byť popretkávaná sieťou krvných vlásočníc (máloštetinavce)
- patrí tu aj kožné dýchanie (obojživelníky)
2. špecializovanými dýchacími orgánmi
- dýchacie orgány zásobujú telo kyslíkom:
priamo – dýchacia sústava privádza kyslíkdo tkanív a buniek bez účasti obehovej sústavy (vzdušnicami a vzdušnicovými žiabrami)
VZDUŠNICE (TRACHEY) – pavúky, hmyz
- sú ektodermálneho pôvodu
- vytvárajú pozdĺžne trubice prebiehajúce celým telom, rozvetvujú sa, ústia na povrchu tela otvormi = stigmami
- stigmy sú uzavierateľné a chránené chĺpkami proti vniknutiu prachu
-zasahujú až k jednotlivým tkanivám, tu dochádza k difúzii plynov na základe koncentračného spádu
VZDUŠNICOVÉ (TRACEÁLNE) ŽIABRE – larvy vážok, pošvatiek, potočníky
- sú to lupienkovité alebo kríčkovité prívesky, do ktorých zasahujú výbežky vzdušníc
- ich povrchom difunduje kyslík rozpustený vo vode
nepriamo - kyslík je privádzaný do tkanív a buniek pomocou telových tekutín, ktoré obsahujú krvné farbivá schopné viazať a transportovať plyny. Najznámejším je hemoglobín, ktorý môže byť rozpustený v telových tekutinách (bezstavovce), alebo priamo viazaný na červené krvinky (stavovce). Výmena plynov prebieha v orgánoch, ktoré majú na svojom povrchu respiračný epitel.
ŽIABRE - dýchacie orgány vodných živočíchov
- sú ektodermálneho pôvodu, vznikli vyliačením pokožky
- majú rôzny tvar (kríčkovité, lupienkovité)
- podľa umiestnenia sa rozdeľujú:
vonkajšie: vyčnievajú do vodného prostredia (mnohoštetinavce, žubrienky)
vnútorné: uložené v dutine (raky, ryby)
- do lamiel, ktoré tvoria žiabre prúdi odkysličená krv, výmena plynov prebieha v stene kapilár žiabrových lupienkov. Smer prúdenia krvi je vždy opačný ako prúdenia vody. Protismerné prúdenie zabezpečuje efektívnu a neustálu výmenu plynov, kyslík do krvi prechádza difúziou.
Ryby využijú až 90% kyslíka z vody, ale majú schopnosť prijímať aj kyslík zo vzduchu – prehltávaním, kyslík sa potom vstrebáva cez bohato prekrvenú sliznicu čreva.
- dýchacie orgány suchozemských živočíchov
PĽÚCNE VAKY – pavúky
- vznikli zo žiaber brušných končatín a prispôsobili sa na dýchanie vzdušného kyslíka
- sú zložené z lamiel usporiadaných rovnobežne ako listy v knihe
- prúdi v nich hemolymfa
PLÁŠŤOVÁ DUTINA – pľúcnaté mäkkýše, niektoré kôrovce
- je tvorená prekrvenou stenou dutiny, z ktorej pri prechode na súš vymizli žiabre
PLYNOVÝ MECHÚR
- na dýchanie slúži len u niektorých rýb (jesetery)
PĽÚCA (PULMO) – dýchacie orgány suchozemských stavovcov a vodných stavovcov (delfíny, veľryby)
- párový, vakovitý orgán, endodermálneho pôvodu
- vnútornú plochu tvorí respiračný epitel
- komunikácia s vonkajším prostredím je zabezpečená dýchacími cestami (nosová dutina, nosohltan, hrtan, priedušnica, priedušky, priedušničky)
- počas fylogenézy dochádza k zväčšovaniu vnútornej = respiračnej plochy
- mloky – hladký povrch
- žaby – zriasený povrch, mechanizmus dýchania je spojený s prehltávaním vzduchu (keďže nemajú vyvinuté rebrá, hrudný kôš ani bránicu). Vdýchnutý vzduch nozdrami prechádza do úst. Po ich uzavretí sa prehltáva cez priedušnicu a priedušky do pľúc.
- plazy – viac zriasený povrch, hady majú ľavú polovicu pľúc zakrpatenú
- vtáky – malé pľúca prirastené k rebrám, ich objem sa pri dýchaní nemení, nemajú pľúcne alveoly ale vzdušné kapiláry, ktoré tvoria bohato členenú vlásočnicovú sieť. Vytvárajú aj 5 párov vzdušných vakov. Pri vdychu časť vzduchu putuje do pľúc a zvyšok napĺňa vaky, ktoré zasahujú až do kostí. Pri výdychu sa vzduch dostáva zo zadných vakov cez pľúca do predných vakov, opäť prechádza vzdušnými kapilárami a je vydýchnutý. Vlastná výmena plynov prebieha len vo vzdušných kapilárach, stena vakov je len minimálne prekrvená a pre vlastnú výmenu plynov nemá význam. Vzdušné vaky však umožňujú vtákom získať čo najviac kyslíka pri každom nádychu. Vtáky majú najintenzívnejšiu dýchaciu sústavu.
- cicavce – pľúca relatívne objemnejšie, dýchacie cesty sa v nich slepo rozvetvujú až do pľúcnych alveol. Alveola – základná štruktúrna jednotka pre výmenu plynov medzi organizmom a prostredím. Je prestúpená množstvom krvných kapilár na zachytávanie kyslíka z vdýchnutého vzduchu.
Vylučovacia (exkrečná) sústava – jej funkciou jeodstraňovať z tela škodlivé produkty metabolizmu, nadbytočnú vodu a soli a udržiavať homeostázu (stálosť vnútorného prostredia)
Fylogenéza vylučovacej sústavy:
1. Jednobunkové sladkovodné organizmy – difúzia celým povrchom tela alebo pulzujúcou vakuolou. Keď sa napr. sladkovodné prvoky premiestnia do morskej vody, strácajú sa im pulzujúce vakuoly a znova sa objavia po prenesení do pôvodného prostredia.
2. Bezstavovce
- protonefrídie: ploskavce, hlístovce, larvy hmyzu
- sú tvorené systémom kanálikov začínajúcich slepo v plamienkových bunkách v medzibunkových štrbinách a vyúsťujúce na povrch tela
- do dutiny buniek vyčnieva zväzok vlnovito sa pohybujúcich bičíkov, čím sa tekutiny udržiavajú v pohybe
- metanefrídie: obrúčkavce, mäkkýše
- tvorené lievikom s obrveným ústím, ktorý sa nachádza v jednom článku a na povrch tela vyúsťuje v susednom článku. V každom segmente tela sa nachádza 1 pár metanefrídií.
- Malpighiho rúrky: pavúky, stonožky, hmyz
- vznikajú vychlípením zadnej časti čreva
- ich epitel v hornej časti prepúšťa telové tekutiny s odpadovými látkami a v spodnej časti sa spätne vstrebáva voda
- tykadlové a čeľustné žľazy: kôrovce
- vyúsťujú pri základnom článku tykadiel alebo čeľustí
3. Stavovce
obličky (nefros, ren)
- základnou stavebnou a funkčnou jednotkou je nefrón
- počas fylogenetického vývoja sa pôvodné nefrídiové kanáliky zoskupili do párového orgánu a tekutinu začala do každého slepo sa začínajúceho kanálika privádzať cieva, ktorá sa rozvetvila na klbko kapilár – glomerulus a napokon vtlačila do vačku – Bowmanov vačok
- glomerulus a Bowmanov vačok tvoria - obličkové (Malpighiho) teliesko
- čím je živočích väčší, tým má viac glomerulov a čím je na vyššom vývojovom stupni, má väčšiu glomerulárnu filtračnú plochu
- z Malpighiho telieska vyúsťujú točité kanáliky 1. a 2. stupňa spojené Henleho kľučkou
- kanáliky potom ústia do zberných kanálikov, ktoré sa spájajú do močovodov a ústia do močového mechúra
- rozlišuje sa niekoľko typov obličiek, podľa vnorenia glomerulu do Bowmanovho vačku
- pronefros (predobličky): kruhoústnice, larvy obojživelníkov, embryá drsnokožcov a rýb
- mezonefos (prvoobličky): drsnokožce, ryby, obojživelníky
- metanefros (pravé obličky): plazy, vtáky, cicavce
- obličky cicavcov sa tvarom a veľkosťou značne odlišujú. Niektoré druhy majú povrch obličiek celkom hladký (králik, pes, ovca, kôň, človek), iné majú obličky laločnaté (hovädzí dobytok) alebo rozdelené na celkom samostatné lalôčiky (medveď, delfín). Stavba vylučovacích orgánov závisí od druhu odpadových látok a od prostredia, do akého ich organizmus vylučuje.
- obličky človeka sú párový orgán uložený po obidvoch bokoch chrbtice. Ľavá oblička je o niečo vyššie ako pravá. Obalené sú tukovým puzdrom, ktoré ich chráni pred vonkajšími nepriaznivými vplyvmi a upevňuje v organizme. Krv do obličiek privádza obličková tepna.
Pri činnosti obličiek vznikajú v nich akčné biopotenciály, ktoré možno zaregistrovať ako elektrouretogram – EUG.
Pri činnosti obličiek vznikajú v nich akčné biopotenciály, ktoré možno zaregistrovať ako elektrouretogram – EUG.
Tvorba a vlastnosti moču:
- telové tekutiny sa zbavujú odpadových látok filtráciou v glomerule
- krv sa najprv prefiltruje v Malpighiho teliesku cez glomerulus do Bowmanovho vačku
- prefiltrovaná tekutina obsahuje rovnaké látky ako krvná plazma okrem bielkovín – primárny moč
- cez systém kanálikov sa z primárneho moču vstrebáva do krvi podstatná časť aminokyselín, glukózy, vody a solí. Tým sa zníži množstvo a vody a látky sa skoncentrujú – definitívny moč
- moč: je špecifická telová tekutina, chemickým a fyzikálnym zložením odlišná od ostatných telových tekutín, ktorá odkvapkáva do močových ciest a zhromažďuje sa v močovom mechúre
- z anorganických látok obsahuje najmä chloridy a amoniak, z organických zlúčeniny dusíka – najmä močovinu
- hmyz, plazy, vtáci – menia amoniak na kyselinu močovú, cicavce na močovinu
Regulovanie tvorby moču:
- nervová sústava riadi prietok krvi obličkami a hormonálna riadi činnosť kanálikov
Osmoregulácia:
- je základným mechanizmom obličiek, pomocou ktorého si živočíchy optimalizujú osmotický tlak vnútorného prostredia
- prechodom morských živočíchov do sladkovodného prostredia a na súš nastali zmeny v iónovom a koncentračnom zložení telových tekutín, čo viedlo k potrebe vývoja osmoregulačných mechanizmov
- osmoregulačné mechanizmy upravujú obsah solí v tele
- u sladkovodných rýb: obličky sú dobre vyvinuté – vylučujú nadbytočnú vodu, soli sa vstrebávajú cez žiabre aktívnym transportom
- u morských rýb: obličky zakrpatené – vodu vylučujú najmä povrchom tela, soli vylučujú žiabrami
- u niektorých živočíchov sú vytvorené pomocné vylučovacie orgány: napr. nosová soľná žľaza u krokodílov, kormorán, čajka, albatros, pštrosy môžu piť slanú vodu, pretože majú špeciálne orgány na vylučovanie solí.
Použitá literatúra:
http://www.bioweb.genezis.eu/index.php?cat=5&file=dychacia
Horník, F. et al.: Seminár a cvičenia z biológie pre gymnázia. 3. vyd. Bratislava : SPN. 1995. 355 s. ISBN 80-08-00562-9