Осморегулирующие и выделительные эпителии

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.И. Вернадского»

Таврическая академия ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского»

Факультет биологии

Реферат по гистологии

ОСМОРЕГУЛИРУЮЩИЕ И ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭПИТЕЛИИ

Обучающегося 1 курса

Группы Б-б-з-201

Направления подготовки 06.03.01 Биология

Форма обучения - заочная

Сотник Кирилл Александрович

Симферополь, 2021

Содержание

Введение

1. Осмос. Значение осмоса

2. Выделение. Значение выделения

3. Осморегулирующие и выделительные эпителии

4. Строение осморегулирующих и выделительных эпителиев

Заключение

Список использованных источников

Введение

Эпителиальные ткани, или эпителии, - пограничные ткани, которые располагаются на границе с внешней средой, покрывают поверхность тела и слизистых оболочек внутренних органов, выстилают его полости и образуют большинство желез.

Важнейшие свойства эпителиальных тканей: сомкнутое расположение клеток (эпителиоцитов), образующих пласты, наличие хорошо развитых межклеточных соединений, расположение на базальной мембране (особом структурном образовании, которое находится между эпителием и подлежащей рыхлой волокнистой соединительной тканью), минимальное количество межклеточного вещества, пограничное положение в организме, полярность, высокая способность к регенерации.

Основные функции эпителиальных тканей: барьерная, защитная, секреторная, рецепторная.

Выделение клетками метаболитов в многоклеточном организме осуществляется либо а) непосредственно во внешнюю среду, либо б) предварительно во внутренние полости организма. Следовательно, эти процессы обеспечиваются структурами эпителиального происхождения, образующими отмеченные выстилки.

У многих животных (гомойосмотических организмов) функции осморегуляции (и ионорегуляции) осуществляются в основном едиными осморегулирующими и выделительными органами. Последние внешне многообразны и могут развиваться из разных источников. Однако механизмы их функционирования основаны на общих для всех животных принципах.

1. Осмос. Значение осмоса

Осмос - односторонняя диффузия растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану в более концентрированный раствор.

Из-за того, что более концентрированный раствор содержит меньшую концентрацию молекул растворителя, в него путем диффузии просачивается растворитель из менее концентрированного раствора и разбавляет его до тех пор, пока концентрация не станет равной по обе стороны мембраны.

Рассмотрим искусственную полупроницаемую мембрану - проницаемую для растворителя, например, воды и непроницаемую для растворенных веществ, например, сахара. Поры мембраны, пропуская маленькие молекулы растворителя (1), одновременно блокируют доступ больших молекул сахара (2).

Рис. 1

Если полупроницаемая мембрана отделяет раствор сахара от емкости с чистой водой (3), то изначально концентрация молекул воды в растворе сахара ниже, чем в чистой воде. Поэтому количество молекул воды, проникающих из чистой воды в раствор сахара, больше, чем количество молекул воды, проникающих в обратном направлении.

Спустя некоторое время молекулы воды перейдут через мембрану, распространяясь по сосуду с раствором сахара, и так как поры слишком малы для того, чтобы пропускать сахарный раствор через мембрану, уровень жидкости в той части, где находится сахарный раствор, повышается. Если над раствором поместить поршень, то можно измерить оказываемое на него давление, которое в этом случае называется осмотическим давлением. Осмотическое давление раствора тем больше, чем больше суммарная концентрация осмотически активных (гидрофильных) веществ в этом растворе.

Осмос является важным клеточным процессом. Мембраны всех живых клеток используют осмос для контроля поглощения необходимых веществ. Искусственные мембраны используются в аппаратах искусственной почки для очистки крови от токсинов.

Осмотическое давление играет важную роль в многоклеточных организмах. Корни растений впитывают влагу, так как она поступает туда путем осмоса. Поскольку концентрация растворенных веществ внутри клетки растения больше, чем вне клетки, если растение получает досаточно воды, то вода поступает в клетку, и она может лопнуть.

Клетка оказывает на стенку давление, которое называется тургорным давлением, или тургором. Клеточная стенка противостоит этому давлению. В клетках бактерий, живущих в пресной воде или в почве, также оказывается давление на стенку.

У пресноводных одноклеточных (например, инфузории-туфельки, обыкновенной амебы) для выведения избытка поступающей в клетку из-за осмоса воды существуют сократительные вакуоли. Одноклеточные, обитающие в морях, выкачивают из клеток соли, и осмотическое давление в клетке выравнивается с осмотическим давлением морской воды.

Сократительные вакуоли инфузорий устроены сложно. Их обычно две. Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в основной резервуар. При сокращении резервуара он отделяется от приводящих каналов, а вода выбрасывается путём экзоцитоза. Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 12-15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.

У многоклеточных животных формируется внутренняя среда организма, изотоническая клеткам, а содержание солей во внутренней среде обеспечивается функционированием выделительной системы, кожи и легких. Регуляция осмотического состава внутренней среды организма называется осморегуляцией.

2. Выделение. Значение выделения

Выделительные процессы являются конечным этапом обмена веществ в организме. Значение их заключается в том, что они участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма - гомеостаза, удаляя из организма продукты распада и поддерживая постоянство рН в организме.

Образовавшиеся в процессе обмена веществ конечные продукты распада, являющиеся ядовитыми для организма, удаляются из него через почки, кожу, потовые железы, легкие и кишечник.

Почки играют главную роль в этом процессе, выводя из организма мочевину, мочевую кислоту, избыток воды, солей и т.д. В результате работы почек кровь очищается и сохраняет свой состав и физико-химические свойства. От вогнутой стороны почки отходят мочеточники, по которым моча стекает в мочевой пузырь - емкость для накопления мочи, имеющую толстые мышечные стенки. В ворота каждой почки входит почечная артерия, а выходят парные почечные вены и мочеточник. Вены несут очищенную от жидких продуктов распада кровь в нижнюю полую вену.

В почке различают наружный корковый слой и внутренний мозговой слой. В корковом слое расположены почечные единицы - нефроны. Их насчитывается в каждой почке около 1 млн. Они образованы капиллярными клубочками и расположенными вокруг них капсулами с извитыми канальцами. Стенки капсул состоят из двух рядов эпителиальных клеток со щелевидным пространством между ними, от которого начинается извитой каналец. Кровь в капиллярный клубочек поступает по приносящей, а покидает по выносящей артериоле. Выносящая артериола вновь распадается на капилляры, оплетающие извитой каналец. Таким образом, кровь проходит сначала через капиллярный клубочек, а затем через капиллярную сеть витого канальца.

В капиллярных клубочках кровь течет под большим давлением, чем в других капиллярах, так как входящий сосуд шире выходящего. Стенки капилляров пропускают в капсулу из плазмы крови воду с растворенными в ней солями, задерживая клетки крови и крупные молекулы белков. Этот фильтрат является первичной мочой, она содержит минеральные соли, гормоны, витамины, аминокислоты и другие соединения, необходимые организму.

Из капсулы первичная моча поступает в извитой каналец. Его стенки реадсорбируют воду и некоторые другие вещества: глюкозу, витамины и др. В результате образуется вторичная моча, представляющая собой Концентрированный раствор солей, а также мочевины. Она стекает в почечную лоханку -- небольшую полость в почках, откуда по мочеточникам попадает в мочевой пузырь. Через мочеиспускательный канал из мочевого пузыря моча удаляется наружу.

3. Осморегулирующие и выделительные эпителии

Осморегулирующие и выделительные эпителии относятся к поверхностным, а именно, к выстилающим эпителиям, то есть таким его видам, которые отделяют вторичные полости тела от внутренней среды организма.

Функции осморегуляторного и выделительного эпителия: Фильтрационная - выведение из внутренней среды воды, ионов, низкомолекулярных белков, глюкозы и продуктами обмена. Таким образом формируется первичная моча, представляющая собой фильтрат плазмы крови. Суточный объем ее достигает порядка 180 литров, что составляет около 10% от общего объема крови в организме.

Реабсорбционная - возвращение во внутреннюю среду организма с помощью активного транспорта полезных и нужных ему веществ (глюкозы, аминокислот, небольших белков, почти 80% ионов хлора и натрия). Параллельно в проксимальных отделах канальцев нефронов происходит пассивная реабсорбция воды. За счет реабсорбции из 180 литров первичной мочи образуется до 2 литров вторичной мочи.

Секреторная - замещение реабсорбируемых ионов натрия ионами калия и аммониевыми ионами, что приводит к закислению мочи. У человека этот процесс осуществляется в дистальном отделе канальца нефрона.

Накопительная - накопление вторичной мочи в полости мочевого пузыря. Такой процесс стал возможен благодаря переходному эпителию, который по своей сути не является выделительным и осморегулирующим, но часто рассматривается вместе с ними в связи с общностью конечной функции - выделительной.

Выделительная (экскреторная) - выведение (экскреция) ряда продуктов обмена. Так, почечным эпителием из организма выводятся продукты азотистого обмена и лишняя жидкость. В целом в многоклеточном организме выделение метаболитов его клетками может осуществляться или непосредственно во внешнюю среду, или изначально во внутренние полости организма с дальнейшим выведением наружу.

4. Строение осморегулирующего и выделительного эпителиев

За выполнение каждой отдельной функции отвечает тот или иной вид клеток, каждый из которых приспособлен для выполнения именно этой конкретной задачи. Эффективным решением функциональной задачи выделения стало возникновение функциональной асимметрии клеток выделительного и осморегулирующего эпителия, что подразумевает непрерывный поток ионов через одну из мембран клетки, где имеются ионные насосы, и постоянное их удаление через другую мембрану, где имеются ионные каналы.

Строение клеток выделительного и осморегулирующего эпителия в связи с их функцией:

Однослойный кубический эпителий. Функцией этого вида эпителия является обратное всасывание (реабсорбция) нужных организму веществ. У человека данным эпителием выстланы две части почечных канальцев (дистальные и проксимальные), в которых из протекающей по ним первичной мочи происходит всасывание полезных веществ в кровь межканальцевых сосудов. У клеток проксимальных канальцев имеется микроворсинчатая (щеточная) каемка, состоящая из большого числа микроворсинок, и базальная исчерченность, которая связана с имеющимися в базальных отделах клеток глубокими складками плазмолеммы и расположенными между ними митохондриями. Кроме того, в основании клеток между ними имеются интердигитации - складчатость, образующаяся в результате «вкладывания» друг в друга мембран клеток.

У клеток проксимальных канальцев круглое крупное ядро, а в цитоплазме имеется много пиноцитозных пузырьков. В дистальных отделах канальцев эпителий тоже кубический, но микроворсинки практически отсутствуют, и они короче. А базальная исчерченность и интердигитации, наоборот, выражены в гораздо большей степени. Дистальный отдел является непроницаемым для воды. Также некоторые участки нефрона выстланы эпителием других видов. Так, нисходящая часть петли Генле образована однослойным плоским эпителием, этот отдел проницаем для воды, но непроницаем для ионов натрия. Восходящую часть петли Генле выстилает снова однослойный кубический эпителий, содержащий ионные насосы, перемещающие хлор, калий и натрий в интерстиций, но при этом данная часть петли непроницаема для воды. Собирательные трубочки, в которых происходит секреция калия и реабсорбция натрия (под действием альдостерона), а также экскреция натрия (ПНУФ) и воды (АДГ), выстилает однослойный кубический (в начальных отделах) и однослойный призматический эпителий.

Многослойный переходный эпителий. Этот вид эпителия выстилает органы и их части, выполняющие функцию проведения и накопления мочи, то есть подверженные сильному растяжению. К ним относятся лоханок почек, мочеточники и мочевой пузырь.

Строение и толщина эпителия изменяются при изменении объема органа. В многослойном переходном эпителии различают три слоя клеток: базальный, промежуточный и поверхностный. Базальный слой образуют мелкие округлые темные камбиальные клетки. Промежуточный слой образован клетками полигональной формы. В поверхностном слое расположены очень крупные, нередко многоядерные (дву- и трехъядерные) клетки куполообразной или уплощенной формы, которая меняется в зависимости от степени растяжения стенки органа. Когда стенка органа вследствие его заполнения мочой растягивается, поверхностные клетки эпителия уплощаются, а сам он становится более тонким. Сокращение стенки органа, наоборот, приводит к резкому возрастанию толщины эпителиального пласта. Многоядерность обусловлена высоким уровнем клеточного обмена в связи с агрессивной средой. Другой важной особенностью поверхностного слоя переходного эпителия является наличие между клетками плотных контактов, предотвращающих проникновение жидкости через стенку органа.

Заключение

Выделение клетками метаболитов в многоклеточном организме осуществляется либо а) непосредственно во внешнюю среду, либо б) предварительно во внутренние полости организма. Следовательно, эти процессы обеспечиваются структурами эпителиального происхождения, образующими отмеченные выстилки.

У многих животных (гомойосмотических организмов) функции осморегуляции (и ионорегуляции) осуществляются в основном едиными осморегулирующими и выделительными органами. Последние внешне многообразны и могут развиваться из разных источников. Однако механизмы их функционирования основаны на общих для всех животных принципах.

Эти органы обычно формируются из эпителиальных канальцев. Один конец этих канальцев либо замкнут, либо сообщается с вторичной полостью тела.

Важнейшее условие эффективного решения функциональной задачи выделения - возникновение функциональной асимметрии эпителиальной клетки, в которую через одну из мембран ионы непрестанно входят, а через другую - постоянно удаляются. То есть с одной стороны клетки имеются ионные каналы, а с другой - ионные насосы.

Благодаря этому в полость выделительных канальцев поступает ультрафильтрат растворённых в нём компонентов тканевой жидкости организма. В процессе прохождения жидкости по канальцу из неё извлекаются нужные для организма вещества (т. е. происходит реабсорбция). Кроме того, к этим продуктам могут добавляться конечные продукты азотистого обмена, подлежащие выведению, а иногда и ионы.

Реабсорбция и секреция осуществляются в основном с помощью трансмемебранного транспорта. При этом внутри клеток и в замкнутых или открытых межклеточных и околоклеточных пространствах часто создаются локальные области с повышенным осмотическим давлением. Существенное значение в процессах транспорта выделяемых веществ имеет изменение проницаемости мембран и межклеточных контактов для воды, а также транспорта веществ и ионов в мембранной «упаковке».

Обычно у клеток такого эпителия гипертрофирована плазматическая мембрана и увеличено количество связанных с ней митохондрий. Эта гипертрофия может достигаться разными путями:

а) образованием глубоких впячиваний в базальной части клеток,

б) формированием на их апикальной поверхности микроворсинок,

в) образованием выростов цитолеммы на боковой поверхности клеток.

Таким образом, выделительный эпителий имеет явное сходство с кишечным, а точнее - с любым всасывающим эпителием в силу сходства выполняемых функций.

Благодаря данной структуре достигается эффективность функционирования рассматриваемых эпителиев. Например, в организме человека объём фильтруемой в течение суток жидкости составляет около 180 литров, 99% которой всасываются в кровь (то есть на 1 грамм вещества почки приходится в сутки около 600 мл фильтрата).

Кроме прочего, появление в выделительных органах новой функции - способности к экскреции воды или её экономия при дефиците - предопределило переход животных в пресные водоёмы.

осмос выделительный эпителий

Список использованных источников

1. Г.А. Савостьянов Основы структурной гистологии. Пространственная организация эпителиев.- СПб, Наука, 2005

2. В.Д. Новиков, Г.В. Правоторов, В.А. Труфакин. Словарь по гистологии. - Новосибирск, 1998

3. Е.А. Шубникова. Эпителиальные ткани. - М.: МГУ, 2006.

4. А.В. Хэм, Д.Р. Кормак. Гистология. Пер. с англ. - М.: Мир, 2008. - т.

Размещено на Allbest.ru