Жизнедеятельность человеческого организма целиком зависит от функционирования такого важного процесса, как обмен веществ. Для каждого живого организма существует замкнутый цикл, состоящий из двух зависимых друг от друга этапов: диссимиляции и ассимиляции, которые выполняют основную функцию по переработке органических веществ и выводу отработанных продуктов за пределы организма.

Первый этап – диссимиляция — отвечает за переработку продуктов питания с выделением излишков энергии. Так, при расщеплении 1 грамма поступающих в организм белков или углеводов вырабатывается около 17,2 кДж энергии, а при переработке 1 грамма жиров количество поступающей энергии удваивается. Второй этап – ассимиляция — происходит с поглощением выработанной энергии и интеграции органических веществ, необходимых для жизни и развития организма.

Органические и минеральные вещества поступают в организм человека вместе с пищей. Однако для функционирования процесса обмена веществ и осуществления метаболического цикла необходима вода, являющаяся наиболее сильным окислителем в природе и обеспечивающая расщепление химических веществ в процессе ассимиляции. Также вода решает вопрос удаления переработанных человеком продуктов жизнедеятельности.
Минеральные вещества необходимы организму для оптимизации химических процессов жизненного цикла. Так, кальций обеспечит процесс свертывания крови, а железо необходимо для доставки кислорода к жизненно важным внутренним органам. Функционирование щитовидной железы невозможно без йода. Натрий и калий регулируют работу различных клеток мышц и нервной системы.

Отходы жизнедеятельности организма

Полный цикл жизнедеятельности живого организма завершается образованием отходов, называемых экскрементами, которые преимущественно должны быть удалены из организма через отведенные для этого органы. Процесс саморегуляции необходим для поддержания оптимальной среды организма и называется гомеостаз.
Выделяющиеся продукты жизнедеятельности одних организмов могут использоваться другими. Так, растительные клетки вырабатывают кислород, который после поступления во внешнюю среду используется всеми живимыми организмами, в том числе и человеком.

Существуют организмы — копрофаги, которые используют экскременты непосредственно в пищу. Это жук-навозник, личинки насекомых, кролики и шиншиллы. К разряду экскрементов, полезных для человека относятся и продукты жизнедеятельности пчел — мед, воск, прополис, перга, маточное молочко.

Органы выделения отходов жизнедеятельности

В зависимости от уровня развития организма, характерного для животного пищи и ареола обитания,формируется структура органов, отвечающих за выделение во внешнюю среду отходов жизнедеятельности. Так, простейшие организмы удаляют экскременты путем диффузии. Для беспозвоночных организмов, стоящих на более высокой ступени эволюции, для выведения отработанных продуктов уже используются специальные органы — трубки или каналы, изолированные от окружающей среды порами.
Человеческий организм, стоящий на высшей ступени эволюции животных, оснащен для вывода продуктов жизнедеятельности специальными органами пищеварительной, дыхательной, мочевыделительной систем и кожного покрова. При этом все системы выделения связаны друг с другом для саморегуляции организма.

Выделение излишков воды

В состав продуктов жизнедеятельности входят химические элементы, которые также необходимы для поддержания работоспособности организма. Тем не менее излишки таких веществ должны быть выведены наружу. Наиболее характерным из таких веществ является вода.
Кожный покров «обеспечивает» выделение до 20% испарения воды через потовые железы. Еще 15% воды удаляются вместе с выдыхаемым воздухом через легкие. Определенный процент воды содержится в удаляемых через пищеварительную систему каловых массах. Однако основное количество «лишней» жидкости покидает наш организм через почки, очищающие кровь и выполняющие роль мочеобразующего органа. Ежедневно из организма удаляется до полутора литров мочи, что составляет 50% общих «излишков» воды, подлежащих своевременному выводу наружу.

При образовании мочи через почки проходит 1500 литров крови в сутки и образуется 150 литров первичной мочи в результате процесса фильтрации. На 99% первичная моча состоит из воды. Затем в результате процесса реабсорбции выделяется вторичная моча (около 1,5 литров в сутки), готовая к выходу из организма. Реабсорбция обеспечивает обратное поступление в кровь из первичной мочи глюкозы, аминокислот, минеральных солей и витаминов. Во вторичной моче процент воды снижается до 96%.
Кожный покров человека выполняет сразу несколько функции защиты, выделения, терморегуляции, обмена. Потовые железы удаляют жидкость, минеральные соли и мочевину. В процессе выведения излишков веществ выделяется тепло, что обеспечивает температурный баланс организма.

Выделение углекислого газа

Человеческий организм выделяет диоксид углерода (CO2). Процесс газообмена происходит в легких, из которых удаляется до 90% CO2.Красные кровяные тельца — эритроциты — «транспортируют» в процессе кровообращения кислород от легких к органам человека, а в обратном направлении переносят углекислый газ. В клетках кислород окисляет органику и образует углекислый газ, который далее через тканевую жидкость поступает в капилляры, где образуется неустойчивое химическое соединение карбгемоглобин. Кровь, насыщенная этим веществом, через правое предсердие и правый желудочек сердца поступает в легкие, где карбгемоглобин разлагается с образованием CO2, который удаляется через легкие в процессе дыхания.

Выделение мочевины

Почки помимо выведения воды отвечают за удаление из организма такого вредного вещества, как мочевина — диамид угольной кислоты (CH4N2O). Малая часть мочевины выводится через кожу. Образование диамида угольной кислоты происходит в результате синтеза из аммиака в печени. Избыток мочевины приводит к интоксикации организма. С кровью мочевина попадает в почки, откуда вместе с мочой выводится наружу. Избыток и концентрация мочевины в организме приводит к отложению солей в суставах и почках.

Выделение солей тяжелых металлов

При нормальной концентрации солей тяжелых металлов в человеческом организме не возникает никаких побочных явлений. Однако когда концентрация мышьяка, хрома, ртути, кадмия, меди, свинца, алюминия или никеля превышает допустимые нормы, обмен веществ нарушается, и снижается функциональность отдельных органов.
Поступают в организм тяжелые металлы из внешней среды с табачным дымом, испарениями лакокрасочных материалов, при вдыхании загрязненного воздуха или потреблении некачественной воды или лекарств. Отвечают за выведение и сохранение нормальной концентрации тяжелых металлов печень и кишечник. Поэтому крайне важно беспокоиться о полноценной работе этих органов, помогающих устанавливать баланс происходящих в организме процессов.