Απεκκριτικό σύστημα — Νεφροί, νεφρώνες και απομάκρυνση αποβλήτων

Το απεκκριτικό σύστημα απομακρύνει τα μεταβολικά απόβλητα και βοηθά να διατηρούνται σε ισορροπία το νερό, τα άλατα και το pH. Στην ανθρώπινη βιολογία, αυτό συνήθως σημαίνει το ουροποιητικό σύστημα: τους νεφρούς, τους ουρητήρες, την ουροδόχο κύστη και την ουρήθρα.

Η πιο γρήγορη και χρήσιμη εικόνα είναι η εξής: το αίμα εισέρχεται στους νεφρούς, οι νεφρώνες φιλτράρουν ένα υγρό, το σώμα επαναρροφά ό,τι χρειάζεται ακόμη, και το υγρό που απομένει αποβάλλεται ως ούρα.

Λειτουργία του απεκκριτικού συστήματος: απομάκρυνση αποβλήτων και ισορροπία

Το απεκκριτικό σύστημα δεν είναι απλώς ένα σύστημα αποβολής αποβλήτων. Βοηθά επίσης στη ρύθμιση:

• της ισορροπίας του νερού
• των επιπέδων ιόντων όπως το νάτριο και το κάλιο
• της οξεοβασικής ισορροπίας
• του όγκου του αίματος και, έμμεσα, της αρτηριακής πίεσης

Στα περισσότερα εισαγωγικά μαθήματα, το βασικό απόβλητο είναι η ουρία, ένα απόβλητο που περιέχει άζωτο και παράγεται κυρίως στο ήπαρ όταν διασπώνται τα αμινοξέα. Οι νεφροί απομακρύνουν την ουρία από το αίμα, αλλά ελέγχουν επίσης πόσο νερό και πόσες διαλυμένες ουσίες παραμένουν στο σώμα.

Μια λεπτομέρεια έχει σημασία εδώ: με μια ευρύτερη βιολογική έννοια, η απέκκριση δεν γίνεται μόνο από τους νεφρούς. Οι πνεύμονες απομακρύνουν διοξείδιο του άνθρακα και το δέρμα αποβάλλει μικρές ποσότητες νερού και αλάτων με τον ιδρώτα. Όμως, όταν οι μαθητές ερωτώνται για το ανθρώπινο απεκκριτικό σύστημα, η κύρια έμφαση δίνεται συνήθως στο ουροποιητικό σύστημα.

Κύρια όργανα του ανθρώπινου απεκκριτικού συστήματος

Νεφροί

Οι νεφροί είναι τα κύρια όργανα φιλτραρίσματος. Δέχονται αίμα, απομακρύνουν ορισμένα απόβλητα και ουσίες σε περίσσεια και παράγουν ούρα.

Οι σημαντικότερες λειτουργικές τους μονάδες είναι οι νεφρώνες. Αν θέλεις να κατανοήσεις πραγματικά την έννοια, εστίασε περισσότερο στον νεφρώνα παρά στο εξωτερικό σχήμα του νεφρού.

Ουρητήρες

Οι ουρητήρες είναι σωλήνες που μεταφέρουν τα ούρα από κάθε νεφρό στην ουροδόχο κύστη.

Ουροδόχος κύστη

Η ουροδόχος κύστη αποθηκεύει τα ούρα μέχρι να αποβληθούν.

Ουρήθρα

Η ουρήθρα μεταφέρει τα ούρα από την ουροδόχο κύστη προς το εξωτερικό του σώματος.

Λειτουργία του νεφρώνα: εκεί όπου σχηματίζονται τα ούρα

Ένας νεφρώνας είναι η λειτουργική μονάδα του νεφρού. Εκεί γίνεται η διήθηση του αίματος και εκεί προσαρμόζεται η σύσταση του διηθήματος.

Σε απλό επίπεδο, τρεις διεργασίες έχουν σημασία:

• η διήθηση μεταφέρει νερό και μικρές διαλυμένες ουσίες από το αίμα στον νεφρώνα
• η εκλεκτική επαναρρόφηση επιστρέφει χρήσιμες ουσίες και μεγάλο μέρος του νερού πίσω στο αίμα
• η έκκριση μεταφέρει ορισμένες ουσίες από το αίμα στο υγρό του σωληναρίου

Τα τελικά ούρα είναι ό,τι απομένει μετά από αυτά τα στάδια. Γι’ αυτό τα ούρα δεν είναι το ίδιο με το αρχικό υγρό που διηθήθηκε.

Επεξεργασμένο παράδειγμα: πώς ένας νεφρώνας μετατρέπει το αίμα σε ούρα

Φαντάσου ότι το αίμα φτάνει σε έναν νεφρώνα μεταφέροντας νερό, ουρία, άλατα, γλυκόζη και πολλές άλλες μικρές διαλυμένες ουσίες.

Πρώτα, η διήθηση γίνεται στο σπείραμα. Το νερό και πολλά μικρά μόρια μετακινούνται έξω από το αίμα και μέσα στον νεφρώνα, ενώ τα αιμοσφαίρια και οι περισσότερες μεγάλες πρωτεΐνες φυσιολογικά παραμένουν στην κυκλοφορία του αίματος.

Στη συνέχεια, το σωληνάριο τροποποιεί αυτό το διήθημα. Σε ένα υγιές άτομο, η γλυκόζη συνήθως επαναρροφάται πίσω στο αίμα και μεγάλο μέρος του νερού επαναρροφάται επίσης. Πολλά ιόντα επαναρροφώνται επίσης σε ελεγχόμενες ποσότητες, ενώ ορισμένες ουσίες εκκρίνονται μέσα στο σωληνάριο.

Ό,τι απομένει περιέχει περισσότερα από τα απόβλητα και τα υλικά σε περίσσεια που το σώμα προσπαθεί να απομακρύνει. Αυτό το υγρό γίνεται ούρα, ρέει στους αθροιστικούς πόρους, έπειτα στη νεφρική πύελο, στον ουρητήρα, στην ουροδόχο κύστη και τελικά στην ουρήθρα.

Αυτό το παράδειγμα δείχνει τη βασική ιδέα: ο νεφρός δεν απλώς «σουρώνει» τα «κακά» υλικά. Διηθεί ευρέως και έπειτα παίρνει προσεκτικά πίσω μεγάλο μέρος από όσα το σώμα εξακολουθεί να χρειάζεται.

Συνηθισμένα λάθη για το απεκκριτικό σύστημα

Σύγχυση ανάμεσα στην απέκκριση και την αποβολή άπεπτων υπολειμμάτων

Η απέκκριση απομακρύνει μεταβολικά απόβλητα όπως η ουρία ή το διοξείδιο του άνθρακα. Η αποβολή άπεπτων υπολειμμάτων απομακρύνει την άπεπτη τροφή ως κόπρανα. Δεν είναι η ίδια διαδικασία.

Η ιδέα ότι οι νεφροί παράγουν ουρία

Το ήπαρ παράγει το μεγαλύτερο μέρος της ουρίας. Οι νεφροί κυρίως την απομακρύνουν από το αίμα.

Η υπόθεση ότι τα ούρα είναι απλώς φιλτραρισμένο αίμα

Είναι πιο σωστό να πούμε ότι τα ούρα είναι επεξεργασμένο διήθημα. Η επαναρρόφηση και η έκκριση αλλάζουν πολύ το υγρό πριν αυτό φύγει από το σώμα.

Το ότι ξεχνάμε πως το σύστημα ρυθμίζει και την ισορροπία

Οι νεφροί δεν απομακρύνουν μόνο απόβλητα. Βοηθούν επίσης στον έλεγχο του νερού, των αλάτων και του pH, γι’ αυτό τα προβλήματα στους νεφρούς μπορούν να επηρεάσουν ολόκληρο το σώμα.

Πού χρησιμοποιείς αυτή την ιδέα στη βιολογία

Το απεκκριτικό σύστημα εμφανίζεται στη φυσιολογία, στην ιατρική και σε καθημερινά θέματα υγείας όπως η αφυδάτωση, οι πέτρες στα νεφρά, ο διαβήτης και η αρτηριακή πίεση. Συνδέεται επίσης άμεσα με την ομοιόσταση, επειδή οι σταθερές εσωτερικές συνθήκες εξαρτώνται από το τι διατηρούν, τι απελευθερώνουν ή τι απομακρύνουν οι νεφροί.

Συνδέεται φυσικά και με το κυκλοφορικό σύστημα. Οι νεφροί μπορούν να ρυθμίζουν το αίμα μόνο επειδή το αίμα μεταφέρεται συνεχώς σε αυτούς.

Δοκίμασε μια παρόμοια περίπτωση

Δοκίμασε τη δική σου εκδοχή του παραδείγματος με τον νεφρώνα αλλάζοντας μία συνθήκη, όπως η αφυδάτωση. Κάνε μία πρακτική ερώτηση: αν το σώμα χρειάζεται να διατηρήσει περισσότερο νερό, πρέπει περισσότερο νερό να παραμείνει στο διήθημα ή να επαναρροφηθεί πίσω στο αίμα;

Αν θέλεις να συνδέσεις αυτή την ιδέα με ένα κοντινό θέμα, σύγκρινέ την με την όσμωση και τη διάχυση ή το κυκλοφορικό σύστημα, ώστε η κίνηση του νερού και των διαλυμένων ουσιών να βγάζει περισσότερο νόημα σε ολόκληρο το σώμα.