Izlučivanje je... Biološki značaj, putevi izlučivanja. Gubici vode izlučivanjem

Izlučivanje je proces kojim se metabolički otpad izlučuje iz tijela. U kralježnjaka ga prvenstveno provode pluća, bubrezi i koža. Proces je u suprotnosti s izlučivanjem, gdje tvar može imati specifične zadatke nakon napuštanja stanice. Izlučivanje je važna komponenta u svim oblicima života. Na primjer, kod sisavaca se urin izlučuje kroz mokraćnu cijev, koja je dio izlučnog sustava. U jednostaničnim organizmima otpad se izbacuje izravno kroz površinu stanice.

Koji je biološki značaj izlučivanja?

Svaki organizam, od najmanjeg protista do najvećeg sisavca, mora se riješiti potencijalno štetnih nusproizvoda svog života. Taj se proces u živim bićima naziva eliminacija, za koju se može smatrati da obuhvaća sve različite mehanizme pomoću kojih životni oblici odlažu ili odbacuju otpad, otrovne tvari i mrtve dijelove organizma. Priroda procesa i specijalizirane strukture dizajnirane za odlaganje otpada uvelike se razlikuju ovisno o veličini i složenosti organizma.

Terminologija

Četiri pojma obično su povezana s postupcima zbrinjavanja otpada i često se koriste naizmjenično, iako ne uvijek ispravno: izlučivanje, izlučivanje, izlučivanje i izlučivanje.

Izlučivanje je opći pojam koji se odnosi na odvajanje i odlaganje otpada ili otrovnih tvari iz stanica i tkiva biljke ili životinje.

Odvajanje, razvoj i uklanjanje određenih proizvoda koji proizlaze iz staničnih funkcija višećelijskih organizama naziva se sekrecija. Iako ove tvari mogu biti otpadni proizvod stanice koja ih proizvodi, često su korisne za druge stanice u tijelu. Primjeri izlučivanja su probavni enzimi koje proizvode stanice u crijevnom i gušteračkom tkivu kralježnjaka, hormoni koje sintetiziraju specijalizirane žljezdane stanice biljaka i životinja i znoj koji luče žljezdane stanice u koži nekih sisavaca. Izlučivanje podrazumijeva da izlučene kemijske spojeve sintetiziraju specijalizirane stanice. Imaju funkcionalnu vrijednost za tijelo. Stoga se odlaganje konvencionalnog otpada ne smije smatrati sekretornim.

Izlučivanje je čin uklanjanja neprikladnog ili neprobavljenog materijala iz stanice (kako u slučaju jednostaničnih organizama, tako i iz probavnog trakta višećelijskih životinja).

Eliminacija je uklanjanje široko definira mehanizme zbrinjavanja otpada živim sustavima na svim razinama složenosti. Izraz se može koristiti naizmjenično s naglaskom.

U stanicama

Stanično disanje — to je kada u tijelu se događa nekoliko kemijskih reakcija. Oni su poznati kao metabolizam. Te kemijske reakcije rezultiraju otpadom poput ugljičnog dioksida, vode, soli, uree i mokraćne kiseline. Nakupljanje ovog otpada iznad razine unutar tijela je štetno. Izlučujući organi ih uklanjaju. Izlučivanje je proces uklanjanja metaboličkog otpada iz tijela.

U biljkama

Zelene biljke proizvode ugljični dioksid i vodu kao respiratorne proizvode. U zelenim biljkama ugljični dioksid koji se oslobađa disanjem koristi se tijekom fotosinteze. Kisik je nusprodukt koji nastaje tijekom fotosinteze i izlazi kroz stomate, stijenke korijenskih stanica i druge putove. Biljke se mogu riješiti viška vode transpiracijom i evisceracijom.

Pokazalo se da list djeluje kao "ekskretofor", a osim što je glavni organ fotosinteze, koristi se i kao putevi za izlučivanje toksičnog otpada difuzijom. Ostali otpadni proizvodi koje izlučuju određene biljke (smola, sokovi, lateks itd. d.), istiskuju se iz unutrašnjosti biljke pod djelovanjem hidrostatskog tlaka unutar biljke i apsorpcijskim silama biljnih stanica. Ipak, tijekom faze prije pada, stopa metabolizma lista je visoka. Biljke također ispuštaju dio otpada u tlo oko sebe. U ovom je slučaju izlučivanje pasivan proces jer mu nije potrebna dodatna energija.

U vodenim životinjama

Vodene životinje obično ispuštaju amonijak izravno u vanjsko okruženje, jer ovaj spoj ima visoku topljivost. Osim toga, ima dovoljno vode za razrjeđivanje. U kopnenih životinja spojevi amonijaka pretvaraju se u druge dušične materijale, jer u okoliš manje vode i sam amonijak je toksičan.

Kod ptica

Izlučivanje ptica događa se putem dušičnog otpada mokraćne kiseline u obliku paste. Iako je metabolički skuplji, ovaj postupak omogućuje učinkovitije zadržavanje vode. Osim toga, lakše ga je čuvati u jajetu. Mnoge vrste ptica, posebno morskih ptica, također mogu lučiti sol kroz posebne nosne slane žlijezde, fiziološku otopinu koja izlazi kroz nosnice u kljunu.

Kod insekata

U insekata se sustav koji uključuje Malpighian tubule koristi za izlučivanje metaboličkog otpada. Metabolički otpad difundira ili se aktivno transportira u cijev koja prenosi otpad u crijeva. Metabolički otpad se zatim izlučuje iz tijela zajedno s izmetom.

Kod životinja

U životinja su glavni proizvodi za izlučivanje ugljični dioksid, amonijak (u amoniotelicima), urea (uretoteli), mokraćna kiselina (urikotelini), gvanin (u paučnjacima) i kreatin. Jetra i bubrezi čiste krv od mnogih tvari (na primjer, bubrežnim izlučivanjem), a pročišćene tvari se zatim izlučuju iz tijela mokraćom i izmetom.

Gubitak vode izlučivanjem dok molekule vode prolaze kroz tanku membranu koja sadrži pore prevelike za transport molekula naziva se osmoza, proces koji se događa spontano i ne zahtijeva energiju. Taj se proces može preokrenuti primjenom hidrostatskog tlaka u otopinu.

Razina hidrostatskog tlaka, u kojem ne postoji neto kretanje vode u bilo kojem smjeru kroz membranu, naziva se osmotski tlak ove određene otopine; što je veća koncentracija molekula otopljene tvari, to je veći osmotski tlak i veća je potrebna sila za uklanjanje voda iz otopine.