Η απέκκριση είναι η διαδικασία με την οποία τα μεταβολικά απόβλητα απεκκρίνονται από το σώμα. Στα σπονδυλωτά, εκτελείται κυρίως από τους πνεύμονες, τα νεφρά και το δέρμα. Η διαδικασία έρχεται σε αντίθεση με την έκκριση, όπου μια ουσία μπορεί να έχει συγκεκριμένα καθήκοντα μετά την έξοδο από το κύτταρο. Η απέκκριση είναι ένα σημαντικό συστατικό σε όλες τις μορφές ζωής. Για παράδειγμα, στα θηλαστικά, τα ούρα αποβάλλονται μέσω της ουρήθρας, η οποία αποτελεί μέρος του απεκκριτικού συστήματος. Στους μονοκύτταρους οργανισμούς, τα απόβλητα εκτοξεύονται απευθείας μέσω της επιφάνειας του κυττάρου.
Ποια είναι η βιολογική σημασία της απέκκρισης;
Κάθε οργανισμός, από τον μικρότερο πρωτίστα έως το μεγαλύτερο θηλαστικό, πρέπει να απαλλαγεί από δυνητικά επιβλαβή υποπροϊόντα της ζωής του. Αυτή η διαδικασία στα ζωντανά όντα ονομάζεται εξάλειψη, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ότι περιλαμβάνει όλους τους διάφορους μηχανισμούς με τους οποίους οι μορφές ζωής απορρίπτουν ή απορρίπτουν απόβλητα, τοξικές ουσίες και νεκρά μέρη του σώματος. Η φύση της διαδικασίας και οι εξειδικευμένες δομές που αναπτύχθηκαν για τη διάθεση των απορριμμάτων ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το μέγεθος και την πολυπλοκότητα.οργανισμός.
Ορολογία
Τέσσερις όροι συνδέονται συνήθως με τις διαδικασίες διάθεσης αποβλήτων και συχνά χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, αν και όχι πάντα σωστά: απέκκριση, έκκριση, απέκκριση και απέκκριση.
Η απέκκριση είναι ένας γενικός όρος που αναφέρεται στον διαχωρισμό και την εκτόξευση άχρηστων προϊόντων ή τοξικών ουσιών από τα κύτταρα και τους ιστούς ενός φυτού ή ζώου.
Ο διαχωρισμός, η ανάπτυξη και η εξάλειψη ορισμένων προϊόντων που προκύπτουν από τις κυτταρικές λειτουργίες πολυκύτταρων οργανισμών ονομάζεται έκκριση. Ενώ αυτές οι ουσίες μπορεί να είναι απόβλητο προϊόν του κυττάρου που τις παράγει, είναι συχνά ευεργετικές για άλλα κύτταρα του σώματος. Παραδείγματα έκκρισης είναι πεπτικά ένζυμα που παράγονται από κύτταρα του εντερικού και παγκρεατικού ιστού των σπονδυλωτών, ορμόνες που συντίθενται από εξειδικευμένα αδενικά κύτταρα σε φυτά και ζώα και ο ιδρώτας που εκκρίνεται από αδενικά κύτταρα στο δέρμα ορισμένων θηλαστικών. Η έκκριση σημαίνει ότι οι εκκρινόμενες χημικές ενώσεις συντίθενται από εξειδικευμένα κύτταρα. Έχουν λειτουργική αξία για τον οργανισμό. Επομένως, η απόρριψη των κοινών απορριμμάτων δεν πρέπει να θεωρείται εκκριτική.
Απομόνωση είναι η πράξη αφαίρεσης άχρηστου ή άπεπτου υλικού από ένα κύτταρο (τόσο στην περίπτωση μονοκύτταρων οργανισμών όσο και από την πεπτική οδό πολυκύτταρων ζώων).
Μείωση - Αυτή η αφαίρεση καθορίζει γενικά τους μηχανισμούς διάθεσης απορριμμάτων από ζωντανά συστήματα σε όλα τα επίπεδα πολυπλοκότητας. Ο όρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί εναλλακτικά με έμφαση.
Κελιά
Κυτταρική αναπνοή είναι όταν λαμβάνουν χώρα πολλές χημικές αντιδράσεις στο σώμα. Είναι γνωστά ως μεταβολισμός. Αυτές οι χημικές αντιδράσεις παράγουν άχρηστα προϊόντα όπως διοξείδιο του άνθρακα, νερό, άλατα, ουρία και ουρικό οξύ. Η συσσώρευση αυτών των άχρηστων προϊόντων πέρα από το επίπεδο μέσα στο σώμα είναι επιβλαβής. Τα απεκκριτικά όργανα τα αφαιρούν. Η απέκκριση είναι η διαδικασία απομάκρυνσης των μεταβολικών αποβλήτων από το σώμα.
Σε φυτά
Τα πράσινα φυτά παράγουν διοξείδιο του άνθρακα και νερό ως αναπνευστικά προϊόντα. Στα πράσινα φυτά, το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή χρησιμοποιείται κατά τη φωτοσύνθεση. Το οξυγόνο είναι ένα παραπροϊόν που παράγεται κατά τη φωτοσύνθεση και εξέρχεται μέσω των στομάτων, των κυτταρικών τοιχωμάτων της ρίζας και άλλων οδών. Τα φυτά μπορούν να απαλλαγούν από την περίσσεια νερού μέσω της διαπνοής και του εντέρου.
Το φύλλο έχει αποδειχθεί ότι δρα ως «εκκριτοφόρο» και, εκτός από το κύριο όργανο της φωτοσύνθεσης, χρησιμοποιείται επίσης ως οδοί για την απέκκριση των τοξικών αποβλήτων μέσω της διάχυσης. Άλλα απόβλητα που εκπέμπονται από ορισμένα φυτά (ρητίνη, χυμοί, λατέξ κ.λπ.) αναγκάζονται να βγουν έξω από το εργοστάσιο από την υδροστατική πίεση στο εσωτερικό του φυτού και από τις δυνάμεις απορρόφησης των φυτικών κυττάρων. Ωστόσο, κατά τη φάση πριν από την αποβολή, ο μεταβολικός ρυθμός του φύλλου είναι υψηλός. Τα φυτά απελευθερώνουν επίσης κάποια απόβλητα στο έδαφος γύρω τους. Στην περίπτωση αυτή, η απέκκριση είναι μια παθητική διαδικασία, αφού δεν χρειάζεταιεπιπλέον ενέργεια.
Υδρόβια ζώα
Τα υδρόβια ζώα συνήθως απελευθερώνουν αμμωνία απευθείας στο περιβάλλον, καθώς αυτή η ένωση έχει υψηλή διαλυτότητα. Επιπλέον, υπάρχει αρκετό νερό για αραίωση. Στα ζώα της ξηράς, οι ενώσεις της αμμωνίας μετατρέπονται σε άλλα αζωτούχα υλικά, καθώς υπάρχει λιγότερο νερό στο περιβάλλον και η ίδια η αμμωνία είναι τοξική.
Πουλιά
Η απέκκριση στα πτηνά γίνεται μέσω των αζωτούχων αποβλήτων ουρικού οξέος σε μορφή πάστας. Ενώ αυτή η διαδικασία είναι μεταβολικά πιο δαπανηρή, επιτρέπει την πιο αποτελεσματική κατακράτηση νερού. Επιπλέον, αποθηκεύεται ευκολότερα σε αυγό. Πολλά είδη πουλιών, ειδικά τα θαλασσοπούλια, μπορούν επίσης να εκκρίνουν αλάτι μέσω ειδικών ρινικών αδένων άλατος, ενός αλατούχου διαλύματος που εξέρχεται από τα ρουθούνια στο ράμφος.
Έντομα
Στα έντομα, το σύστημα των σωληναρίων Malpighian χρησιμοποιείται για την απέκκριση μεταβολικών αποβλήτων. Τα μεταβολικά απόβλητα διαχέονται ή μεταφέρονται ενεργά στο σωληνάριο, το οποίο μεταφέρει τα απόβλητα στο έντερο. Στη συνέχεια, τα μεταβολικά απόβλητα αποβάλλονται από το σώμα μαζί με τα κόπρανα.
Στα ζώα
Στα ζώα, τα κύρια προϊόντα απέκκρισης είναι το διοξείδιο του άνθρακα, η αμμωνία (στα αμμωνιοτελικά), η ουρία (ουρεθοτελικά), το ουρικό οξύ (ουρικοθηλίνες), η γουανίνη (στα αραχνίδια) και η κρεατίνη. Το συκώτι και τα νεφρά καθαρίζουν το αίμα πολλών ουσιών (για παράδειγμα, με νεφρική απέκκριση) και οι καθαρισμένες ουσίες στη συνέχεια απεκκρίνονται από το σώμα με τα ούρα και τα κόπρανα.
Απώλεια νερού μέσω απέκκρισης κατά τη διάρκειαΗ διέλευση των μορίων του νερού μέσα από μια λεπτή μεμβράνη που περιέχει πόρους πολύ μεγάλους για να μεταφέρει μόρια ονομάζεται όσμωση, μια διαδικασία που συμβαίνει αυθόρμητα και δεν απαιτεί ενέργεια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να αντιστραφεί εφαρμόζοντας υδροστατική πίεση στο διάλυμα.
Το επίπεδο υδροστατικής πίεσης στο οποίο δεν υπάρχει καθαρή κίνηση νερού προς οποιαδήποτε κατεύθυνση κατά μήκος της μεμβράνης ονομάζεται οσμωτική πίεση του συγκεκριμένου διαλύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των διαλυμένων μορίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η οσμωτική πίεση και τόσο μεγαλύτερη η δύναμη που απαιτείται για την απομάκρυνση του νερού από το διάλυμα.
