Izvadīšana (ekskrēcija) — definīcija, veidi un nozīme organismā
Uzzini, kas ir izvadīšana (ekskrēcija), tās veidi un nozīme organismā — no vienšūnu šūnām līdz dzīvnieku izvadorgāniem un augiem.
Izvadīšana ir viena no dzīvības pamatfunkcijām. Tā ir procesu kopums, kura laikā organisms atbrīvojas no vielmaiņas atkritumproduktiem un citām nevajadzīgām vai toksiskām vielām. Izvadīšana ir būtiska visās dzīvības formās — tā nodrošina iekšējās vides stabilitāti un dzīvotspēju. Šis process ir pretstats sekrēcijai, kur vielām pēc izkļūšanas no šūnas var būt specifiskas funkcijas organismā.
Vienšūnu organismos atkritumprodukti bieži tiek izvadīti tieši caur šūnas virsmu ar difūzijas starpniecību vai ar kontraktilajām vakolām, kas izsūta lieko ūdeni ārā. Daudzšūnu organismi izmanto sarežģītākas izvadīšanas sistēmas. Piemēram, augi izvada gāzes un ūdens tvaikus galvenokārt caur stomām uz lapu virsmas, bet dzīvniekiem ir specializēti izvadorgāni (piem., nierēs, aknās, plaušās, ādas sviedru dziedzeros).
Veidi un galamērķi
- Gāzu izvadīšana — galvenokārt ogļskābās gāzes (CO2) no šūnu elpošanas; to veic plaušas, žaunas vai stomatas.
- Ūdens un sāļu izvadīšana — osmoregulācija, ko nodrošina nieres, speciālas epitelīs struktūras vai kontraktilās vakolas vienšūņiem.
- Slāpekļa atkritumu izvadīšana — slāpekļa savienojumi (amonijs, urīnviela, urīnskābe) tiek atdalīti atkarībā no sugas adaptācijas un vides (ūdens vai sauszemes).
- Citas organiskās slāpes un toksīni — aknas bieži pārstrādā toksīnus, kuri pēc tam izdalās ar urīnu vai žulti.
- Cietaizvades / eliminācija — zarnu trakts izvada neizšķeltas barības atliekas; tas ir vairāk saistīts ar elimināciju nekā vielmaiņas izvadīšanu.
Galvenie mehānismi
- Difūzija — vielas pārvietojas no augstāka uz zemāka koncentrācijas zonu (piemēram, CO2 izplūde caur šūnu membrānām).
- Filtrācija — asins filtrēšana nierēs nefronos, kur lielas molekulas tiek atdalītas no plazmas.
- Reabsorbcija — derīgu vielu atgriešana asinīs no filtrāta (ūdens, glikoze, sāļi).
- Sekrēcija — aktīva vielu pārvietošana no asinīm uz izvadkanāliem, lai tās iznīcinātu vai izvadītu.
- Aktīvā transports — nepieciešams, ja vielas jāizvada pret koncentrācijas gradientu; izmanto enerģiju (ATP).
Nozīme organismā
- Uzturēt ķermeņa iekšējo vidi stabilu (homeostāze): šķidruma tilpumu, jonus, pH un temperatūru.
- Noņemt vielmaiņas galaproduktus un toksīnus, lai novērstu šūnu bojāeju.
- Regulēt ūdens un elektrolītu līdzsvaru — svarīgi gan akūtai dzīvotspējai, gan ilgtermiņa veselībai.
- Atbalstīt gāzu apmaiņu un enerģijas vielmaiņu (CO2, NH3 u.c. izvadīšana).
- Aknas un nieres kopā nodrošina detoksikāciju, savienojumu pārstrādi un izvadīšanu no organisma.
Piemēri dažādos organismos
- Vienšūņi: difūzija un kontraktilās vakolas; tie izdala amonjaku vai citus šķīstošus produktus tieši caur membrānu.
- Bezmugurkaulnieki: plāns ķermeņa slānis, nefridiji (daži tārpi), Malpīgija caurules kukaiņiem — dažādas adaptācijas slāpekļa atkritumu koncentrēšanai vai izvadīšanai.
- Mugurkaulnieki: zīdītāji izmanto nieres (nefroni — filtrācija, reabsorbcija, sekrēcija) un aknas (amonjaka detoksikācija līdz urīnvielai); putni un rāpuļi biežāk izvada urīnskābi (mazāka ūdens zudumu), bet ūdens dzīvnieki biežāk izdala amonjaku.
- Augi: gāzu apmaiņa caur stomām, ūdens izvadīšana ar transpirāciju, lieko vielu uzkrāšana vakuolās vai izmešana kopā ar lapu lobīšanos.
Atšķirība starp izvadīšanu un elimināciju: izvadīšana (ekskrēcija) attiecas uz vielmaiņas atkritumiem un toksīniem, kuri rodas ķermeņa iekšienē; eliminācija parasti nozīmē barības vielu neuzsūktās atliekas atbrīvošanu (izkārnījumi).
Kopumā izvadīšana ir būtiska, lai nodrošinātu šūnu optimālu darbību, aizsargātu pret intoksikāciju un uzturētu fizioloģisko līdzsvaru. Dažādu organismu izvadīšanas risinājumi atspoguļo evolūcijas ceļu un vides prasības — no vienkāršas difūzijas līdz sarežģītām orgānu sistēmām.
Zīdītāju izdalīšanās
Zīdītājiem izdalīšanās ir urīna veidošanās nierēs un oglekļa dioksīda izvadīšana no plaušām. Šie atkritumprodukti tiek izvadīti, attiecīgi urinējot un izelpojot. Ja organismā nenotiek izvadīšana, atkritumprodukti uzkrājas, un galu galā organisms iet bojā.
Arī pārtikas atkritumi tiek izvadīti caur anālo atveri. Citas vielas izdalās žultī un pēc tam tiek izvadītas ar izkārnījumiem. Arī ādai un plaušām ir izvadīšanas funkcijas: āda ar sviedriem izvada vielmaiņas atkritumus, piemēram, urīnvielu un pienskābi,p395 un plaušas izvada oglekļa dioksīdu.
Daži termini
- Mukociliārā ekskrēcija ir gļotu izdalīšanās elpošanas sistēmā. Sīpoli darbojas, lai attīrītu mazos kanālus, un klepojot tiek izvadītas krēpas.
- Žults izdalījumi caur žultsvadiem nonāk divpadsmitpirkstu zarnā un tiek izvadīti ar izkārnījumiem.
- Svīšana ir sāļu un ūdens izdalīšanās no organisma, lai gan galvenais mērķis ir ķermeņa atvēsināšana.
Citi mugurkaulnieki
Ūdensdzīvnieki parasti izvada amonjaku tieši ūdenī, jo šis savienojums ir šķīstošs un ir pieejams pietiekami daudz ūdens, lai to atšķaidītu. Sauszemes dzīvnieki amonjakam līdzīgos savienojumus pārvērš citos slāpekli saturošos materiālos, jo vidē ir mazāk ūdens, turklāt pats amonjaks ir toksisks.
Rāpuļi un putni slāpekļa atkritumus izdala kā urīnskābi baltas pastas veidā. Tas ļauj efektīvi aizturēt ūdeni, un to vieglāk uzglabāt olā. Gan urīnskābe, gan izkārnījumi tiek izvadīti caur kopīgu atveri, ko sauc par kloaku. Izkārnījumi parasti ir divkrāsaini: daļēji balti (urīnskābe) un daļēji zaļi vai melni (organiskie atkritumi).
Daudzas putnu sugas, īpaši jūras putni, var izvadīt sāli arī caur specializētiem deguna sāls dziedzeriem, sāls šķīdumam izplūstot caur nāsīm knābī.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ekskrēcija?
A: Ekskrēcija ir process, kurā tiek izvadīti vielmaiņas atkritumi un citas nelietderīgas vielas.
J: Kāpēc izvadīšana ir būtiska visām dzīvības formām?
A: Izvadīšana ir būtiska visām dzīvības formām, jo atkritumprodukti un nelietderīgas vielas var būt kaitīgas, un, lai saglabātu veselību, tās ir jāiznīcina.
J: Ar ko ekskrēcija atšķiras no sekrēcijas?
A: Ekskrēcija atšķiras no sekrēcijas ar to, ka, ja sekrēcijā esošajām vielām pēc izkļūšanas no šūnas var būt specifiski uzdevumi, tad ekskrēcijā tiek izvadīti atkritumprodukti.
J: Kā vienšūnas organismi izvada atkritumproduktus?
A: Vienšūnas organismi izvada atkritumproduktus, izvadot tos tieši caur šūnas virsmu.
J: Kā augstāki augi izvada gāzes?
A: Augstāki augi izvada gāzes, izvadot tās caur stomām uz lapu virsmas.
J: Vai daudzšūnu organismi izmanto sarežģītas metodes, lai izvadītu atkritumproduktus?
A: Jā, daudzšūnu organismi izmanto sarežģītākas metodes, lai izvadītu atkritumproduktus, salīdzinot ar vienšūnu organismiem.
Vai dzīvniekiem ir īpaši izdalīšanas orgāni?
A: Jā, dzīvniekiem ir īpaši izdalīšanās orgāni, lai atbrīvotos no atkritumproduktiem.
Meklēt