Chapitre 7: l'élimination des déchets

Nous savon que les organes produisent de nombreux déchets (dont l'urée et le CO2). Or, ces déchets doivent être rejeté en dehors du corps pour que celui-ci ne tombe pas malade.

Problématique: comment les déchets présent dans le sang sont-ils éliminés ?

Problème: comment le dioxyde de carbone présent dans le sang est-il éliminé ?

Le dioxyde de carbone (CO2) est un déchet produit en permanence par nos organes lorsque ceux-ci libèrent de l'énergie en dégradant des nutriments grâce au dioxygène. Le dioxyde de carbone est rejeté par les organes dans le sang.

Étudions l'expérience suivante:

Les résultats sont les suivants: l'eau de chaux dans laquelle cette jeune fille expire devient trouble.

On peut conclure que l'expérience montre que l'air expiré par cette élève contient du CO2 (dioxyde de carbone). Car je sais que l'eau de chaux se trouble en présence de CO2.

Le témoin confirme l'expérience: le bulleur, qui injecte de l'air dans l'erlenmeyer, ne crée aucun changement dans l'eau de chaux : celle-ci reste limpide (ce témoin est utilisé pour prouver que l'agitation seule de l'eau de chaux n'entraine pas sa modification).

Le schéma ci-dessous résume les caractéristiques de l'air inspiré et expiré par nos poumons.

Les mesures de l'air entrant et sortant des poumons montrent que l'air expiré contient davantage de CO2 que l'air inspiré.

Le diazote (N2) qui est le composant majoritaire de l'air entre et sort dans les mêmes concentrations. Ce gaz n'est pas utilisé par le corps et il n'est pas non plus nocif.

BILAN: le CO2 produit par le fonctionnement des organes (en présence de O2 et de nutriments, les organes produisent 2 déchets: de la chaleur et du CO2, le dioxyde de carbone) est éliminé au niveau des alvéoles pulmonaires. Le CO2 passe du sang des capillaires pulmonaires jusque dans l'alvéole pulmonaire. Puis cet air, riche en CO2, est expiré et se retrouve dans le milieu extérieur.

Problème: comment l'urine est-elle éliminée du corps humain ?

Le dioxyde de carbone n'est pas le seul déchet produit par l'organisme. En effet, les cellules ou leurs constituants sont en permanence renouvelés. On peut se rendre compte de ce renouvellement en prenant comme exemple les cellules de la peau : des cellules mortes se détachent et sont éliminées et d'autres cellules les remplacent. Il en va de même pour les autres organes : si les cellules ne sont pas éliminées, leurs constituants (c'est-à-dire la matière dont elles sont « construites ») sont renouvelés. L'activité des cellules est donc également une source de production de déchets (l'urée par exemple).

Si les cellules mortes de la peau peuvent facilement être éliminées car elles sont en contact direct avec l'extérieur, les déchets produits par les autres organes ne peuvent pas directement être rejetés en dehors de l'organisme : ils passent alors dans le sang.

Parmi les déchets créés par les organes, l'urée doit être éliminée du corps humain sous peine d'entrainer la mort de l'individu.

On observe qu'une alimentation riche en viande augmente fortement (on passe de 0,05g/L à 0,30g/L d'urée dans le sang, soit une augmentation par 60 de la quantité d'urée) la concentration en urée dans le plasma (liquide dans lequel se déplacent les globule rouge).

Le texte sur fond violet nous apprend que tous les déchets du fonctionnement des organes sont toxiques et peut entrainer de graves conséquences (destruction du foie ou des reins) et à terme, la mort.

Tous les déchets (CO2, excréments et urée) sont toxiques. L'urée doit donc être éliminée du sang.

La vidéo ci-dessous détaille la dissection d'un rein de porc effectuée en classe de cinquième.

Les déchets présents dans notre sang passent dans les reins et constituent l'urine (un adulte rejette quotidiennement 1,5 litre d'urine produite par les reins). En quittant les reins, le sang est débarrassé de ses déchets.

L'urine produite au niveau des reins gagne la vessie par l'uretère où elle est temporairement stockée. Elle est ensuite éliminée de l'organisme lorsque nous urinons (nous ressentons le besoin d'uriner lorsque notre vessie contient environ 250 ml d'urine). Nous produisons quotidiennement 1,5 litre d'urine.

Les personnes dont les reins fonctionnent mal ne sont pas capables d'éliminer ces déchets ; leur organisme risque alors une intoxication. C'est pourquoi elle doivent subir régulièrement une dialyse : l'appareil de dialyse joue alors le rôle des reins en filtrant le sang.

L'Homme possède 2 reins mais un seul est suffisant pour accomplir l'épuration du sang.

Le rôle de l'appareil urinaire (composé des 2 reins, des uretères et de la vessie + urètre) est de former l'urine (composée à 95% d'eau et 5% de sels minéraux et d'urée) à partir de la filtration du sang au niveau des reins. L'urée, l'acide urique, et certains sels minéraux sont évacués du corps par l'intermédiaire de l'appareil urinaire. 

Le schéma ci-dessus montre le réseau (simplifié) des vaisseaux sanguins au niveau d'un rein. Le sang entrant (en rouge) est riche en déchets (urée...) et va être filtré au niveau des reins. Les reins retiennent les éléments nocifs pour la santé et les mélangent à de l'eau pour former de l'urine. Le sang sortant (en bleu) ressort épuré de ces éléments nocifs et repart vers la circulation générale. Les reins filtrent environ 180 litres de sang par jour.

Normalement, l'urine ne contient pas de glucose car ce nutriment, important pour la survie de l'individu, n'est pas "gaspillé" par l'organisme. Mais en cas de fort taux de glucose dans le sang (par exemple lors d'un diabète), les reins laissent passer le glucose en trop dans les urines. Ainsi, si l'urine d'un individu contient du glucose, cela peut être le signe d'un diabète, ou d'un problème rénal (mauvaise filtration du sang).

BILAN: 

Les déchets produits lors du fonctionnement des cellules (qui composent nos organes) passent dans le sang. Ils sont éliminés dans l'urine fabriquée par les reins pour les déchets autre que le CO2. 

Pour s'entrainer: un quizz sur l'élimination des déchets: lien.