Istota procesu wydalania jest usuwania z organizmu zbędnych lub szkodliwych produktów przemian metabolicznych, głównie azotowych, które powstają w czasie degradacji aminokwasów i kwasów nukleinowych.

Proces ten jest charakterystyczny głównie dla zwierząt, gdyż wchłaniają one z jelita więcej aminokwasów (powstających w czasie trawienia białek) niż by to wynikało z zapotrzebowania organizmu. Nadmiar ten musi być przekształcony w inne związki bądź utlenione.

Azotowe produkty przemiany materii:

Typ wydalanych końcowych produktów metabolizmu azotowego oraz sposób ich wydalania jest ściśle determinowany przez środowisko życia organizmu.

  • Zwierzęta wodne wydalają silnie toksyczny, a przy tym dobrze rozpuszczalny amoniak. Zwierzęta o niewielkich rozmiarach pozbywają się tego toksycznego związku dzięki bezpośredniej dyfuzji do środowiska odbywającej się prze powierzchnię ciała lub przez skrzela. Zwierzęta większe prócz tego wydalają go w dużej ilości moczu, aby stężenia NH3 było niskie.
  • U zwierząt lądowych, woda nigdy nie jest dostępna w ilościach nie ograniczonych, a dyfuzja amoniaku przez powłoki ciała jest niemożliwa. Zwierzęta te, dzięki nakładom energii wiążą amoniak z dwutlenkiem węgla, w wyniku czego powstaje karbamylofosforan. U płazów i ssaków, które nie są zmuszone prowadzić zbyt oszczędnej gospodarki wodnej, karbamylofosforan zostaje włączony w cykl zwany mocznikowy. Jest to cykl przemian trzech aminokwasów, w których po przyłączeni cząsteczki amoniaku powstaje mocznik. Jego synteza zachodzi w mitochondriach, jest to związek mniej toksyczny od amoniaku , dzięki czemu jego stężenie moczu może być większe.
  • Najbardziej oszczędnym produktem wydalania na lądzie jest kwas moczowy - bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie, a przez to mało toksyczny. Już przy niskim stężeniu wytrąca się z wody w postaci kryształów, które zwierze może wydalić obywając się praktycznie przez utraty wody. Jest to jednak wydalanie najkosztowniejsze energetycznie.

Fizjologia wydalania

Narządy wydalnicze umożliwiają oczyszczanie płynów z ciała z końcowych, często toksycznych produktów metabolizmu, związków, które przypadkowo się w nim znalazły oraz z nadmiaru wody jonów.

Budowa i działanie układu wydalniczego człowieka.

Układ wydalniczy człowieka składa się z następujących elementów:

- nerek

- moczowodów

- pęcherz moczowego

- cewki moczowej

Mocz powstaje w nerkach, skąd jest odprowadzany moczowodami do pęcherza moczowego. Ośrodek regulujący odruchowy skurcz pęcherz moczowego i wydalanie moczu znajduje się w krzyżowej części rdzenia kręgowego.

Ośrodek ten podlega nadrzędnym ośrodkom kory mózgowej, dlatego też oddawanie moczu jest procesem świadomym.

Budowa nerki:

Nerki

Nerki są umiejscowione na tylniej ścianie jamy brzusznej, po obu stronach kręgosłupa, na wysokości od ostatniego kręgu piersiowego do drugiego kręgu lędźwiowego (dodać należy, że prawa nerka jest przesunięta nieco niżej). Do ich górnej powierzchni przylegają gruczoły nadnerczowe (nadnercza). Na przyśrodkowym brzegu każdej nerki zwraca uwagę zagłębienie nazywane wnęką nerkową, przez którą przechodzą: moczowód, tętnica nerkowa, żyła nerkowa i nerwy. Zewnętrzna część nerki to kora o jaśniejszym zabarwieniu, pod którą położony jest ciemniejszy rdzeń nerki. Ten ostatni zbudowany jest z pięciu do piętnastu piramid nerkowych, rozdzielonych słupami nerkowymi. Nazwa "piramidy" wzięła się z trójkątnego kształtu tych struktur. Podstawa każdej piramidy zwrócona jest do powierzchni zewnętrznej, natomiast wierzchołek zwrócony jest do wewnątrz. Tworzy on brodawkę nerkową, w której znajdują się ujścia przewodów wyprowadzających mocz do lejkowatej miedniczki nerkowej. Z miedniczki mocz przepływa do moczowodu i dalej do pęcherz moczowego (z każdej nerki wychodzi jeden moczowód).

Pęcherz moczowy jest nieparzystym zbiornikiem moczu o bardzo rozciągliwych ścianach. Objętość wypełnionego pęcherza wynosi nawet około 800ml, a po opróżnieniu zaledwie kilkadziesiąt.

Mocz z pęcherza moczowego usuwany jest na zewnątrz poprzez cewkę moczową. Spełnia więc funkcję wyłącznie wydalniczą.

Układ ultrafiltrujący.

nerka - moczowód - pęcherz moczowy - cewka moczowa

Nefron

Jest on strukturalną, funkcjonalną jednostką nerki. Splot naczyń włosowatych kłębuszka nerkowego tworzą tzw. sieć dziwną otoczoną torebką Bowmana. Tętniczka doprowadzająca ma większą średnicę niż tętniczka odprowadzająca. Na skutek różnicy ciśnień między kłębkiem a torebką woda i substancje drobnocząsteczkowe przesączają się (tzw. filtracja kłębuszkowa) do wnętrz torebki Bowmana. Zbierający się w niej ultraprzesącz (mocz pierwotny) ma skład chemiczny i ciśnienie osmotyczne takie samo jak płyny ciała, ale nie zawieraj komórek i białek. W kanaliku krętym I rzędu następuje zwrotne wchłanianie do płynów ciała substancji potrzebnych organizmowi - związków organicznych, jonów, wody. Procesy te określa się jako resorpcję zwrotną obowiązkową. Niektóre substancje, np. kwas moczowy, przenikają z tętniczek otaczających kanalik do jego światła. Proces ten nazwano sekrecją kanalikową.

W pętli Henlego odbywa się proces zagęszczania. Ściany zstępującej części pętli przepuszczają wodę i jony (zwłaszcza Na+). Nabłonek części wstępującej jest nieprzepuszczalny dla wody, czynnie resorbując jony i biernie mocznik.

Kanalik kręty II rzędu i kanalik zbiorczy przeprowadzają resorpcję zwrotną nadobowiązkową, ponieważ tu odbywają się procesy wchłaniania zwrotnego uzależnione od aktualnych potrzeb organizmu w stosunku do jonów i wody. Przy niedoborze są one silnie resorbowane do płynów ciał. W wyniku tych wszystkich procesów powstaje tzw. mocz wtórny, który kanalikami zbiorczymi spływa do miedniczek nerkowych.

Skład moczu

Skład moczu i jego ilość zależy od stanu fizjologicznego organizmu, środowiska życia i składu pobieranego pokarmu oraz wypijanych płynów. Około połowę rozpuszczonych w moczu substancji stanowi mocznik - produkt przemiany aminokwasów. Oprócz niego w moczu znajduje się urochrom i urobilinogen - barwniki moczowe będące produktami rozkładu hemoglobiny, kwas moczowy pochodzący z przemian kwasów nukleinowych, kreatynina - z przemian azotowych, zwłaszcza w mięśniach oraz jony sodowe, potasowe, wapniowe, magnezowe, chlorkowe, siarczanowe (VI) i fosforanowe. Średnia dobowa produkcja moczu wynosi około 1,5 dm3.

Ilość, skład i właściwości moczu mają znaczenie diagnostyczne i informują o stanie fizjologicznym organizmu. Obecność białek i hemoglobiny wskazuje na schorzenia zapalne nerek i uszkodzenie kłębków oraz cewek nerkowych, obecność cukru i ciał ketonowych - sugeruje cukrzycę, a zbyt duża produkcja moczu wskazuje na niewydolność przysadki mózgowe i wydzielanie ADH.

Higiena układu wydalniczego

Nerki są organem bardzo dobrze ukrwionym. Jest to związane z wykonywaną przez nie ciągłą pracą osmotyczną i wydalniczą, co wymaga stałego zaopatrywania w tlen. W ciągu doby przez nerki przepływ ok. 1500 dm3 krwi.

Praca nerek nie może być przerwana nawet na krótki czas, ponieważ następuje wtedy zatrucie organizmu końcowymi produktami azotowej przemiany materii. Zatrzymywanie mocznika we krwi prowadzi do ciężkiego schorzenia - mocznicy, przebiegającej z objawami śpiączki, kończącej się śmiercią.

W trosce o właściwe funkcjonowanie układu należy;

- unikać przeziębień okolicy lędźwiowej ciała;

- utrzymywać w czystości zewnętrzne narządy wydalnicze, by nie dopuścić do infekcji mikroorganizmami wywołującymi zapalenia pęcherza, a gdy wnikną dalej - miedniczek i całych nerek.

Zakażenia, zwłaszcza bakteryjne, często przechodzą w stan przewlekły i powodują zniszczenie miąższu nerkowego. Przyczyną tych schorzeń mogą być ogniska zapalne w różnych częściach ciała (migdałki, zęby, zatoki) lub niektóre choroby, np. grypa, szkarlatyna, angina.

Na nerki szkodliwie wpływ alkohol, który - przesączając się przez kanaliki - niszczy je; nerka ulega zwyrodnieniu, kurczy się i porasta tłuszczem, a kanaliki zanikają. Alkohol zmniejsza też wydzielanie ADH, działając moczopędnie. Skłonność do wytrącania się z moczu rozpuszczonych w nim substancji nieorganicznych lub organicznych jest przyczyną kamicy nerkowej (moczanowej). Wytrącające się substancje w postaci kryształków ulegają zlepieniu, tworząc kamienie. Są one wydalane z moczem lub zalegają w dogach moczowych, głównie w miedniczce nerkowej i powiększają się stopniowo w skutek odkładania się na ich powierzchni nowych złogów mineralnych. Prowadzi to nieuchronnie do postępującego uszkadzania miąższu nerki na skutek zastoju moczu i zakażenia.