Organizm dorosłego człowieka w 60% składa się z wody. Nerki pracują bez przerwy, dziennie odfiltrowując 150 l wody, z czego 99% zwracają do krwi. Jest to możliwe m.in. dzięki temu, że kanaliki nerkowe mają łączną długość 80 km!

Już wiesz
  • w komórkach zachodzi szereg procesów, podczas których powstają produkty zbędne i szkodliwe dla ustroju;

  • układ krwionośny transportuje różne substancje;

  • dwutlenek węgla wydalany jest przez płuca, a woda – przez płuca i skórę.

Nauczysz się
  • wymieniać produkty przemiany materii;

  • wskazywać drogi i sposoby usuwania produktów przemiany materii z organizmu;

  • wymieniać narządy wydalnicze;

  • wykazywać związek budowy narządów układu moczowego z pełnioną przez nie funkcją;

  • opisywać proces powstawania moczu;

  • wyjaśniać przyczyny różnic w składzie moczu pierwotnego i ostatecznego.

1. Produkty przemiany materii oraz drogi i sposoby ich usuwania

W wyniku przemian zachodzących w komórkach powstaje wiele produktów odpadowych, które są niepotrzebne lub szkodliwe. Należy do nich m.in. trujący amoniak, produkt przemian białek. Jest on przekształcany w wątrobie w mocznik. Następnie wraz z krwią wędruje do nerek, gdzie trafia do moczu, z którym zostaje wydalony. Szkodliwe produkty przemiany materii oraz przyjęte drogą pokarmową substancje toksyczne, np. leki czy alkohol, dostają się najpierw do wątroby, gdzie są zmieniane w mniej trujące formy, a następnie do nerek i innych narządów wspomagających wydalanie.

W usuwaniu wody uczestniczą nerki, skóra oraz płuca. Sole mineralne będące produktami gospodarki mineralnej organizmu wydalane są przez skórę, dlatego pot ma słony smak. Pozbywanie się z organizmu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii nosi nazwę wydalania. W procesie tym najważniejszą rolę odgrywa układ moczowy.

Polecenie 1

Wyjaśnij, dlaczego dla wykrycia w organizmie obecności narkotyków lub środków dopingujących bada się mocz.

Obserwacja 1

Sprawdzenie, czy przez skórę wydzielana jest woda.

Co będzie potrzebne
  • twoja ręka,

  • suchy woreczek foliowy,

  • tasiemka.

Instrukcja
  1. Włóż rękę do foliowego woreczka.

  2. Tasiemką zawiąż szczelnie worek na wysokości nadgarstka tak, aby nie dochodziło tam powietrze.

  3. Przez 5 minut obserwuj ściany woreczka.

  4. Zaobserwuj, czy i jakie zmiany nastąpiły wewnątrz woreczka.

Podsumowanie

Jeśli wewnętrzna powierzchnia woreczka pokryła sie kroplami cieczy, oznacza to, że skóra wydala parę wodną.

Warto wiedzieć

Do badania trzeźwości kierowców służą alkomaty mierzące ilość alkoholu w wydychanym powietrzu. Spożyty alkohol szybko przenika do krwi. W wątrobie zachodzi jego rozkład, ale pewna ilość w niezmienionej postaci pozostaje w naczyniach krwionośnych i z krwią wędruje do komórek. Gdy krew przepływa przez płuca, część substancji dostaje się do wypełniającego je powietrza, dlatego zawartość alkoholu w wydychanym powietrzu jest proporcjonalna do jego zawartości we krwi.

2. Budowa i funkcje narządów układu moczowego

W skład układu moczowego, inaczej zwanego wydalniczym, wchodzą nerki i drogi moczowe: moczowody, pęcherz moczowy i cewka moczowa. Nerki to parzyste narządy fasolowatego kształtu, wielkości zaciśniętej dłoni, leżące po obu stronach kręgosłupa na wysokości kręgów lędźwiowych. Zbudowane są z nefronów, w których filtrowana jest krew, a jej przesącz zagęszczany, w wyniku czego tworzy się mocz. Od każdej z nerek odchodzi moczowód – długi przewód, którym mocz ścieka do pęcherza moczowego, gdzie jest okresowo zbierany. Jego ściany zbudowane z mięśni gładkich są elastyczne i w miarę wypełniania się pęcherza ulegają rozciągnięciu. Cewka moczowa stanowi nieparzysty przewód wyprowadzający mocz z pęcherza moczowego na zewnątrz. Zaopatrzona jest w mięsień zwieracz, który zamyka światło cewki i pozwala na kontrolę wydalania moczu z organizmu. U mężczyzn cewka moczowa jest dłuższa niż u kobiet, ponieważ służy dodatkowo do wyprowadzania nasienia.

Ciekawostka

Średnia pojemność pęcherza moczowego wynosi ok. 350‑700 cm3, ale maksymalna może dochodzić do 3 l.

Warto wiedzieć

U dzieci do ok. 3 roku życia ośrodki nerwowe kontrolujące proces oddawania moczu nie są jeszcze w pełni rozwinięte. Dlatego w ich przypadku usuwanie moczu z organizmu dzieje się niezależnie od woli. Później dzieci uczą się kontrolować pracę mięśni zwieraczy cewki moczowej i powstrzymywać odruchowe oddawanie moczu.

3. Proces powstawania moczu

Podstawową jednostką budulcową i czynnościową nerki jest nefron. Składa się on z ciałka nerkowego (cienkościennej torebki otaczającej gęstą sieć naczyń włosowatych) oraz kanalika nerkowego. Przez naczynia włosowate krew przepływa pod wysokim ciśnieniem. Składniki osocza krwi takie jak woda i rozpuszczone w niej substancje, np. glukoza, aminokwasy, jony sodowe Na+, chlorkowe Cl -, w wyniku filtracji przechodzą do torebki. Przez jej cienkie ściany oraz ściany naczyń przedostają się tylko te składniki, które mieszczą się w ich porach. Przefiltrowaniu nie podlegają białka, krwinki ani płytki krwi. Powstały w torebce przesącz – mocz pierwotny – spływa dalej do kanalika nerkowego. Stąd wszystkie potrzebne organizmowi substancje są wchłaniane do naczyń włosowatych oplatających kanalik nerkowy. W końcowym odcinku kanalika mocz przybiera formę moczu ostatecznego, który z nerki wyprowadzany jest moczowodami do pęcherza moczowego.

Skład i ilość moczu pierwotnego i ostatecznego
Składniki Mocz pierwotny Mocz ostateczny
woda 180 l na dobę 2 l na dobę
sole mineralne + +/-
cukry + -
witaminy + +/-
aminokwasy + -
Polecenie 2

Wymień narządy, które współpracują ze sobą podczas oddawania moczu.

Doświadczenie 1

Zbadanie, z wykorzystaniem modelu nefronu, na czym polega filtracja krwi.

Co będzie potrzebne
  • 2 zlewki, każda wypełniona do połowy wodą,

  • barwnik spożywczy,

  • pół szklanki cukru (sacharozy),

  • pół szklanki kaszy manny,

  • plastikowa butelka PET,

  • nożyczki,

  • bibuła,

  • łyżeczka.

Instrukcja
  1. Nożyczkami obetnij butelkę na wysokości 2/3 tak, aby powstał lejek.

  2. Otrzymany lejek wstaw do dolnej części butelki i wyłóż go pięcioma warstwami bibuły.

  1. Do jednej zlewki wlej wodę i dodaj cukier.

  2. Otrzymany roztwór wlej do wyścielonego bibułą lejka.

  3. Obserwuj, co zostanie na bibule i sprawdź smak przefiltrowanego roztworu.

  4. Do drugiej zlewki wlej wodę, dodaj cukier i kaszę.

  5. Otrzymaną mieszaninę wlej do wyścielonego bibułą lejka.

  6. Obserwuj, co zostanie na bibule i sprawdź smak przefiltrowanego roztworu.

  7. Wyjaśnij, jakie składniki podlegają filtracji i na czym polega podobieństwo przebiegu procesów zachodzących w nefronie z przeprowadzonym doświadczeniem.

Podsumowanie

Jeśli przez bibułę przechodzą tylko niektóre substancje, może być ona modelem torebki nefronu.

Polecenie 3

Jedna tabletka popularnego leku zawiera 150 mg witaminy C. Dzienne zapotrzebowanie na witaminę C to 70 mg. Wyjaśnij, czy to dobry pomysł, by profilaktycznie zażywać dziennie 3 tabletki tego preparatu.

Wskazówka

Czy codzienna dieta zawiera witaminę C? Czy witaminę C można przedawkować?

Ciekawostka

Wraz z moczem organizm człowieka opuszcza ok. 3 tysiące składników, z czego 70 produkowanych przez bakterie żyjące w jego ciele.

4. Rola nerek w utrzymaniu stałości środowiska wewnętrznego

Głównym zadaniem nerek jest utrzymanie stałego składu płynów we wnętrzu organizmu. Nerki wydalają raz większą, raz mniejszą ilość wody i soli mineralnych. Gdy pewnych substancji jest w organizmie za dużo, w torebce nefronu wzmagają się procesy filtracji. Gdy za mało, intensywniej przebiega odzyskiwanie składników z kanalika nerkowego do osocza krwi. W ten sposób nerki uczestniczą w utrzymaniu równowagi bilansu wodnego organizmu.

Polecenie 4

Wyjaśnij, dlaczego działanie leków stosowanych w terapii nadciśnienia tętniczego skierowane jest na intensyfikację pracy nerek.

Wskazówka

Czy ilość wydalanego moczu może mieć związek z wartością ciśnienia tętniczego?

Warto wiedzieć

Czy wiesz, skąd się bierze uczucie pragnienia? Wywołuje je zbyt mała ilość przyjmowanej wody (płynów) lub nadmierna jej utrata, np. w upalny dzień albo podczas wysiłku. Pojawia się też zaraz po spożyciu słodkich albo słonych potraw, które osmotycznie wyciągają wodę z otaczających tkanek. Wtedy ośrodek pragnienia, który znajduje się w mózgu, wydaje nerkom za pośrednictwem hormonów rozkaz zatrzymywania wody w organizmie. Skutkiem tego nerki produkują mniej moczu.

Podsumowanie

  • W usuwaniu z organizmu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii uczestniczy układ moczowy, skóra i układ oddechowy.

  • Układ moczowy składa się z nerek, moczowodów, pęcherza moczowego oraz cewki moczowej.

  • Podstawową jednostką budulcową i czynnościową nerki jest nefron.

  • W kłębuszku nerkowym zachodzi proces filtracji, w kanaliku nerkowym – proces odzyskiwania substancji potrzebnych organizmowi.

  • Przesącz osocza krwi powstały w torebce kłębuszka nerkowego to mocz pierwotny.

  • Nerki regulują ilość wody i stężenie soli mineralnych w organizmie.

Praca domowa
Polecenie 5.1

Wymień narządy, które współpracują w wytwarzaniu i wydalaniu moczu. Wyjaśnij ich rolę.

Polecenie 5.2

Wyszukaj w słowniku termin defekacja. Wyjaśnij, na czym polega różnica pomiędzy defekacją a wydalaniem. Wymień układy narządów, w których zachodzą wymienione procesy.

Polecenie 5.3

Wymień narządy, przez które wydalane są z organizmu:

  1. woda,

  2. dwutlenek węgla,

  3. mocznik i amoniak.

Słowniczek

bilans wodny organizmu

różnica między ilością wody przyjętej i wydalonej z organizmu w ciągu doby

mocz ostateczny

mocz usuwany z organizmu; powstaje w kanaliku nerkowym po odzyskaniu z moczu pierwotnego składników potrzebnych organizmowi

mocz pierwotny

przesącz osocza krwi znajdujący się w torebce i początkowym odcinku kanalika nerkowego

nefron

podstawowa jednostka budulcowa i czynnościowa nerki; zbudowany jest z ciałka nerkowego, w którym zachodzi proces filtracji, i kanalika nerkowego, w którym ma miejsce odzyskiwanie substancji potrzebnych organizmowi

wydalanie

usuwanie z organizmu zbędnych i szkodliwych produktów przemiany materii

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5