Выделительная система. Кожа и терморегуляция — тренажёр для 8 класса

Определение

Выделение — это удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды, солей и чужеродных соединений. Выделительная система человека объединяет две почки, два мочеточника, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Обмен веществ непрерывно образует ядовитые остатки: мочевину и мочевую кислоту из распада белков, углекислый газ из окисления органических веществ, избыточные минеральные соли. Накопление этих веществ нарушает постоянство внутренней среды — гомеостаз, поэтому выделение относится к жизненно необходимым функциям наравне с дыханием.

Кожа входит в тему как второй крупный орган выделения и одновременно как главный исполнитель терморегуляции — поддержания постоянной температуры тела около 36,6 °C. Связь между двумя разделами прямая: потовые железы кожи одновременно выводят воду с солями и мочевиной и охлаждают организм.

Ключевые правила

Мочеобразование подчиняется трём последовательным процессам, идущим в нефроне, и ни один из них нельзя переставить местами.

1. Нефрон — структурно-функциональная единица почки; в каждой почке около 1 млн нефронов. Нефрон состоит из капсулы с сосудистым клубочком (в корковом веществе) и системы извитых канальцев с петлёй (уходит в мозговое вещество).
2. Почка снаружи покрыта капсулой, под ней лежит тёмное корковое вещество, глубже — мозговое вещество в виде пирамид, вершины которых открываются в почечную лоханку. Пример: моча из лоханки поступает в мочеточник, а не образуется в нём.
3. Мочеобразование идёт в порядке: фильтрация → реабсорбция → секреция. За сутки образуется 150–180 л первичной мочи и лишь 1,5 л вторичной.
4. Органы выделения — не только почки: лёгкие выводят CO₂ и пары воды, кожа — воду, соли, мочевину, кишечник — соли тяжёлых металлов и непереваренные остатки, печень — желчные пигменты.
5. Кожа состоит из трёх слоёв: эпидермис, дерма, гиподерма (подкожная жировая клетчатка). Пример: волосы и ногти — производные эпидермиса, потовые железы залегают в дерме.
6. Постоянство температуры обеспечивается равенством теплообразования и теплоотдачи. Химическая терморегуляция меняет производство тепла (интенсивность обмена веществ, мышечная дрожь), физическая — его отдачу (просвет сосудов, потоотделение, испарение).

Разбор примеров

Пример 1. За сутки через почки проходит 1500–1700 л крови, образуется 180 л первичной мочи и 1,5 л вторичной. В капсуле нефрона под давлением крови фильтруется плазма без крупных белков и клеток — получается первичная моча. В канальцах обратно в кровь всасывается вода, глюкоза, аминокислоты, часть солей — это реабсорбция. Вывод: объём уменьшается примерно в 120 раз, потому что организм возвращает себе почти всю профильтрованную воду и все полезные вещества.

Пример 2. В моче пациента обнаружены белок и эритроциты. Крупные молекулы белка и клетки крови в норме не проходят через стенку капилляров клубочка. Их появление означает повреждение фильтрующей мембраны. Вывод: нарушен первый этап — фильтрация (воспаление почечных клубочков).

Пример 3. В моче обнаружена глюкоза при нормальном строении клубочков. Глюкоза свободно фильтруется и в норме полностью возвращается в кровь в извитых канальцах. Если её концентрация в крови слишком велика или канальцы повреждены, обратное всасывание не справляется. Вывод: нарушен второй этап — реабсорбция.

Пример 4. Человек в жару обильно потеет, кожа краснеет. Сосуды дермы расширяются, к поверхности приливает больше крови, растёт теплоотдача излучением; пот, испаряясь, уносит тепло (на испарение 1 л пота тратится около 2400 кДж). Вывод: работает физическая терморегуляция.

Пример 5. На морозе человек бледнеет и начинает дрожать. Сужение сосудов кожи уменьшает теплоотдачу — физический механизм; непроизвольные сокращения мышц при дрожи повышают выработку тепла в 3–4 раза — химический механизм. Вывод: два вида терморегуляции включаются совместно.

Таблица

Типичные ошибки

Смешение первичной и вторичной мочи. Ошибка возникает из-за незнания места реабсорбции. Неправильно: «первичная моча собирается в лоханке». Правильно: первичная моча находится только в канальцах нефрона, в лоханку поступает вторичная.

Утверждение «моча образуется в мочевом пузыре». Источник ошибки — путаница между образованием и накоплением. Правильно: моча образуется в нефронах почки, а пузырь её только хранит до 300–500 мл.

Подмена понятий «физическая» и «химическая» терморегуляция. Ученик ориентируется на слово «дрожь» как на движение и относит её к физической. Неправильно: «дрожь — физический механизм». Правильно: дрожь усиливает обмен веществ и выработку тепла, значит, механизм химический.

Объяснение «пот охлаждает, потому что он холодный». Правильно: охлаждение даёт испарение — переход воды в пар поглощает энергию с поверхности кожи. Во влажном воздухе пот не испаряется, и жара переносится тяжелее.

Отнесение подкожной клетчатки к дерме. Правильно: гиподерма — самостоятельный третий слой, лежащий под дермой и построенный из жировой ткани.

Пошаговый алгоритм

1. Определите, о чём вопрос: строение органа, процесс образования мочи или терморегуляция.
2. Для задачи о моче укажите этап по составу жидкости: есть глюкоза и много воды — первичная моча; нет глюкозы, есть мочевина — вторичная.
3. Соотнесите этап с местом: фильтрация — капсула клубочка, реабсорбция и секреция — канальцы.
4. Для нарушения найдите «лишнее» вещество: белок и клетки крови — сбой фильтрации; глюкоза — сбой реабсорбции.
5. Для задачи о коже назовите слой по признаку: без сосудов и ороговевает — эпидермис; железы и рецепторы — дерма; жир — гиподерма.
6. Для терморегуляции спросите: изменилась выработка тепла (химическая) или его отдача (физическая).
7. Проверьте ответ по балансу: вещество должно быть выведено наружу, а температура тела — вернуться к 36,6 °C.

Как запомнить

• «ФРС» — Фильтрация, Реабсорбция, Секреция: порядок этапов мочеобразования.
• «180 → 1,5» — два числа суток: столько литров первичной и вторичной мочи.
• «ЭДГ — сверху вниз»: Эпидермис, Дерма, Гиподерма.
• «Химия греет — физика остужает»: химическая терморегуляция управляет производством тепла, физическая — его отдачей.
• Четыре выделительных «ворот»: почки — мочевина, лёгкие — углекислый газ, кожа — пот, кишечник — соли металлов.