Usuwanie zbędnych metabolizmów azotowych
Nerki są narządem, do którego trafiają metabolizmy azotowe, a następnie są usuwane z
organizmu. Funkcja wydalnicza nerek jest odpowiedzialna właśnie za te procesy. Polega na
usuwaniu z ustroju końcowych produktów przemiany materii oraz nieprzyswajalnych lub
toksycznych substancji pochodzenia egzogennego. W procesach metabolicznych powstają produkty
przemiany materii, które muszą być wydalone, ponieważ gromadzenie ich w organizmie groziłoby
zatruciem i śmiercią. Końcowymi produktami przemiany materii u zwierząt domowych są
dwutlenek węgla, woda oraz substancje azotowe, jak: mocznik, amoniak, kwas moczowy, kreatyna,
kreatynina, indykan, kwas hialuronowy i inne.
W eliminacji produktów przemiany materii nerki są wspomagane przez inne narządy min.
płuca, przewód pokarmowy, skórę.
Podstawową jednostką strukturalną nerki jest nefron. Zbudowany jest on z ciałka nerkowego, czyli
kłębuszka otoczonego torebką do którego krew jest wprowadzana tętnica doprowadzającą, a
wyprowadzana tętnicą odpowadzajaca która ma większa średnice niż doprowadzającą. Jest to tzw.
sieć tetniczo-tetnicza. Od ciałka nerkowego odchodzi kanalik bliższy, który przechodzi w pętlę
nefronu, a następnie w kanalik dalszy i kanalik zbiorczy, który zbiera gotowy mocz. Tętnica
odpowadzajaca rozwidla się w naczynia włosowate i oplata kanaliki.
Metabolity azotowe są wydalane z moczem. Powstawanie moczu w nerkach jest związane z
trzema procesami: filtracja kłębkowa, wchłanianiem kanalikowym i wydzielaniem kanalikowym.
Filtracja kolebkowa jest to proces fizyczny, który polega na przechodzeniu wody osocza oraz
rozpuszczonych w niej substancji drobnocząsteczkowych, przez błonę filtracyjna w kłębkach, do
światła torebki. Powstały przesącz nazywamy moczem pierwotnym. Przez błonę nie przenikają
białka, wyjątkiem jest nie znaczna ilość albumin. Filtracje przeprowadza się przez filtr, który składa
się ze śródbłonka naczyń włosowatych, ztrzymujacego elementy morfotyczne krwi. Drugą bakterią
jest błona podstawa komórek nabłonka kanalika i umożliwia filtracje większości cząsteczek
biwakowych. Trzecią warstwą filtru jest cienka błona zmykająca szczeliny między komórkami
nabłonkowymi nefronu.
Wielkość filtracji zależy od wielkości powierzchni filtracyjnej kłębków, przepuszczalności błony
filtracyjnej i ciśnienia filtracyjnego. Zdolność substancji do przenikania przez barierę filtracyjna
zależy od wielkości cząsteczek, także do kształtu i ładunku elektrycznego.
Kolejnym etapem powstawania moczu jest wchłanianie kanalikowe. Woda i substancje
przefiltrowane w kłębkach nerkowych, przepływając przez kanaliki nerkowe mogą:
1. zostać wchłonięte całkowicie w kanalikach np. glukoza, lub częściowo mocznik i sól
2. zostać dodatkowo wydzielone przez nabłonek kanalika np. kwas hipurowy, kreatynina
3. być jednocześnie wchłaniane w odcinku proksymalnym i wydalane w odcinku dystalnym-
potas
4. przechodzić do moczu ostatecznego, w ilości w jakiej zostały przefiltrowane w kłębkach-
insulina
Podstawową czynnością kanalików nerkowych jest wchłanianie zwrotne, tych składników moczu
pierwotnego, które zostały przefiltrowane, a nie powinny być usunięte z organizmu.
Wchłanianie zwrotne może być bierne, tzn. odbywa się z użyciem energii lub czynne, wówczas
składniki są przenoszone wbrew istniejącej różnicy stężeń i wbrew potencjałowi elektrycznemu.
Ostatnim etapem powstawania moczu jest wydzielanie, czyli sekrecja kanalikowa, transport
substancji do światła kanalika tj. jony i cząsteczki związków niedysocjujących.
Z moczem wydalane są substancje organiczne. Mocznik stanowi 78-85% wszystkich
związków azotowych w moczu. Mocznik jest głównym, końcowym produktem przemiany
białkowej w organizmie.
Metabolizmem azotowym jest amoniak, który powstaje w wyniku dezaminacji
aminokwasów, jest dobrze rozpuszczany w wodzie i łatwo dyfunduje. Jest to związek toksyczny
dlatego musi być sprawnie usuwany z organizmu. Wydalanie amoniaku przez nerki jest możliwe
gdy odczyn moczu jest kwaśny. Dlatego zwierzęta roślinożerne, których mocz ma odczyn obojętny
i wszystkożerne muszą przekształcać amoniak w nietoksyczny mocznik, jest to tzw. synteza
ochronna, która przebiega w wątrobie.
Kolejny metabolizm to mocznik. Powstaje on z dwóch cząsteczek amoniaku i cząsteczki
CO , a następnie z krwią trafia do nerek. Mocznik jest filtrowany w kłębkach nerkowych do
2
przesączu. 50% mocznika zostaje zresorbowana przez błony komórkowe kanalików
proksymalnych, które są dla niego bardziej przepuszczalne niż pozostałe części nefronu. Następnie
z kanalika zbiorczego naczyń może dyfundować do płynu śródmiąższowego oraz do ramienia
zstępującego pętli nefronu, co ułatwia powstawanie hipertonicznego środowiska w rdzeniu nerki.
Ilość mocznika zależy od ilości moczu ostatecznego.
Kwas moczowy powstaje w wyniku przemian zasad purynowych, które powstają po
rozpadzie nukleoproteidów, jest to związkiem bardzo slabu rozpuszczalnym w wodzie, a po jej
usunięciu jest wydalany w postaci kryształów. Może być pochodzenia egzo- lub endogennego. U
zwierząt gospodarskich jest przekształcany w alantoinę w obecności enzymu urylazy. Ilość
wydalonego kwasu moczowego zależy od gatunku i sposobu odżywiania. U zwierząt mięsożernych
jest wydalany w niewielkich ilościach, a u roślinożernych w większych. Wydalanie kwasu
moczowego ma duże znaczenie u ptaków, ponieważ jest końcowym produktem przemiany
białkowej u nich. Podlega on resorpcji w kanalikach proksymalnych.
Kolejnym metabolizmem jest kreatynina, bezwodnik kreatyny. Wydalana z moczem
przechodzi z przemiany mięśniowej keratyny, a u mięsożernych może pochodzić z pożywienia. Jest
filtrowana w kłębkach nerkowych i nie jest ani wchłaniana ani wydzielana przez komórki
kanalików, a przesączony ładunek kreatyniny jest wydalany do moczu ostatecznego.
Wyróżniamy również metabolity azotowe, które są usuwane w małych ilościach z
organizmu.
Należą do nich aminokwasy, które przechodzą z osocza do moczu pierwotnego, a następnie ponad
98% ilości przesączonej ulega zwrotnemu wchłanianiu w kanalikach proksymalnych, a transporcie
aktywnym. Dlatego w moczu ostatecznym jest ich niewielka ilość. Wyróżniamy 4 układy resorpcji
zwrotnej aminokwasów. Za pomocą pierwszego są wchłaniane aminokwasy jednoamino-
jednokarboksylowe. Drugi bierze udział we wchłanianiu aminokwasów zasadowych oraz cystyny,
trzeci- przy wchłanianiu aminokwasów kwaśnych, a przy udziale czwartego resorbowane są
prolina, hydroksyprolina i glicyna.
Kolejnymi związkami są białka, które nie ulęgają przesączeniu do moczu pierwotnego, wyjątkiem
są albuminy. Dlatego w moczu ostatecznym są tylko ślady białka.
Ze względu na wydalanie rożnych produktów azotowych, zwierzęta możemy podzielić na:
- zwierzęta wydalające amoniak to amonioteliczne; amoniak to związek silnie toksyczny,
doskonale rozpuszczalny w wodzie, wydalany przez powłoki ciała, skrzela, narządy
wydalnicze; wydalają go prawie wszystkie wodne bezkręgowce, ryby kostnoszkieletowe,
larwy płazów;
- zwierzęta ureoteliczne to zwierzęta wydalające mocznik; mocznik to związek mniej
toksyczny i słabiej rozpuszczalny w wodzie; powstaje w tzw. cyklu mocznikowym
(ornitynowym), u kręgowców w wątrobie; mocznik wydalają ryby chrzęstno-szkieletowe i
dwudyszne, dorosłe płazy oraz ssaki;
 zwierzęta urykoteliczne wydalają kwas moczowy produkowany z amoniaku i rozpadu
nukleotydów; kwas moczowy jest związkiem o bardzo niskiej toksyczności i jest słabo
rozpuszczalny w wodzie; krystalizuje i może być wydalany w postaci krystalicznej, przy
niewielkiej utracie płynu z organizmu; do tej grupy należy wiele zwierząt lądowych, np.
owady, pajęczaki, gady, ptaki.