Vylučovanie je proces, pri ktorom sa z tela vylučuje metabolický odpad. U stavovcov je primárne vykonávané pľúcami, obličkami a kožou. Tento proces kontrastuje so sekréciou, kde látka môže mať po opustení bunky špecifické úlohy. Vylučovanie je dôležitou súčasťou všetkých foriem života. Napríklad u cicavcov sa moč vylučuje cez močovú rúru, ktorá je súčasťou vylučovacieho systému. V jednobunkových organizmoch je odpad vyvrhovaný priamo cez povrch bunky.
Aký je biologický význam vylučovania?
Každý organizmus, od najmenšieho prvoka až po najväčšieho cicavca, sa musí zbaviť potenciálne škodlivých vedľajších produktov svojho života. Tento proces u živých bytostí sa nazýva eliminácia, čo možno považovať za zahŕňajúce všetky rôzne mechanizmy, ktorými sa formy života zbavujú alebo odstraňujú odpad, toxické látky a časti mŕtvych tiel. Povaha procesu a špecializované štruktúry vyvinuté na likvidáciu odpadu sa značne líšia v závislosti od veľkosti a zložitosti.organizmus.
Terminológia
S procesmi likvidácie odpadu sa bežne spájajú štyri pojmy, ktoré sa často používajú zameniteľne, aj keď nie vždy správne: vylučovanie, sekrécia, vylučovanie a vylučovanie.
Vylučovanie je všeobecný pojem označujúci oddeľovanie a vylučovanie odpadových produktov alebo toxických látok z buniek a tkanív rastlín alebo živočíchov.
Oddelenie, vývoj a eliminácia určitých produktov, ktoré sú výsledkom bunkových funkcií mnohobunkových organizmov, sa nazýva sekrécia. Aj keď tieto látky môžu byť odpadovým produktom bunky, ktorá ich produkuje, často sú prospešné pre iné bunky v tele. Príkladmi sekrécie sú tráviace enzýmy produkované bunkami črevného a pankreatického tkaniva stavovcov, hormóny syntetizované špecializovanými žľazovými bunkami v rastlinách a živočíchoch a pot vylučovaný žľazovými bunkami v koži niektorých cicavcov. Sekrécia znamená, že vylučované chemické zlúčeniny sú syntetizované špecializovanými bunkami. Majú funkčnú hodnotu pre telo. Preto by sa likvidácia bežného odpadu nemala považovať za sekrečnú.
Izolácia je akt odstránenia nevyužiteľného alebo nestráveného materiálu z bunky (v prípade jednobunkových organizmov aj z tráviaceho traktu mnohobunkových živočíchov).
Pokles – Toto odstránenie vo všeobecnosti definuje mechanizmy likvidácie odpadu živými systémami na všetkých úrovniach zložitosti. Tento výraz sa môže používať zameniteľne s dôrazom.
Cells
Pri bunkovom dýchaní v tele prebieha niekoľko chemických reakcií. Sú známe ako metabolizmus. Tieto chemické reakcie produkujú odpadové produkty, ako je oxid uhličitý, voda, soli, močovina a kyselina močová. Hromadenie týchto odpadových produktov mimo ich úrovne v tele je škodlivé. Vylučovacie orgány ich odstraňujú. Vylučovanie je proces odstraňovania metabolického odpadu z tela.
V rastlinách
Zelené rastliny produkujú oxid uhličitý a vodu ako produkty dýchacích ciest. V zelených rastlinách sa oxid uhličitý uvoľnený pri dýchaní využíva pri fotosyntéze. Kyslík je vedľajší produkt vznikajúci počas fotosyntézy a odchádza cez prieduchy, steny koreňových buniek a iné cesty. Rastliny sa dokážu zbaviť prebytočnej vody transpiráciou a vyprázdňovaním.
Preukázalo sa, že list pôsobí ako „exkretofor“a okrem toho, že je primárnym orgánom fotosyntézy, používa sa aj ako cesty na vylučovanie toxických odpadových produktov prostredníctvom difúzie. Ostatné odpadové produkty emitované niektorými rastlinami (živica, džúsy, latex atď.) sú vytláčané z vnútra rastliny hydrostatickým tlakom vo vnútri rastliny a absorbčnými silami rastlinných buniek. Avšak počas fázy pred opadaním je rýchlosť metabolizmu listov vysoká. Rastliny tiež uvoľňujú nejaký odpad do pôdy okolo seba. V tomto prípade je vylučovanie pasívny proces, pretože to nepotrebujeextra energiu.
Vodné živočíchy
Vodné živočíchy zvyčajne uvoľňujú amoniak priamo do životného prostredia, pretože táto zlúčenina má vysokú rozpustnosť. Okrem toho je dostatok vody na riedenie. U suchozemských zvierat sa zlúčeniny amoniaku premieňajú na iné dusíkaté materiály, pretože v prostredí je menej vody a samotný amoniak je toxický.
Vtáky
Vylučovanie u vtákov prebieha prostredníctvom dusíkatého odpadu kyseliny močovej vo forme pasty. Tento proces je síce metabolicky drahší, no umožňuje efektívnejšie zadržiavanie vody. Navyše sa ľahšie skladuje vo vajíčku. Mnoho druhov vtákov, najmä morských vtákov, môže tiež vylučovať soľ cez špeciálne nosné soľné žľazy, soľný roztok, ktorý vyteká cez nosné dierky v zobáku.
Hmyz
U hmyzu sa systém malpighických tubulov používa na vylučovanie metabolického odpadu. Metabolický odpad difunduje alebo je aktívne transportovaný do tubulu, ktorý prenáša odpad do čreva. Metabolický odpad sa potom vylučuje z tela spolu so stolicou.
U zvierat
U zvierat sú hlavnými produktmi vylučovania oxid uhličitý, amoniak (u amoniotelík), močovina (urethoteliká), kyselina močová (urikotelíny), guanín (u pavúkovcov) a kreatín. Pečeň a obličky prečisťujú krv od mnohých látok (napríklad vylučovaním obličkami) a vyčistené látky sa potom vylučujú z tela močom a stolicou.
Strata vody vylučovaním počasprechod molekúl vody cez tenkú membránu obsahujúcu príliš veľké póry na to, aby uniesli molekuly, sa nazýva osmóza, proces, ktorý prebieha spontánne a nevyžaduje energiu. Tento proces je možné zvrátiť použitím hydrostatického tlaku na roztok.
Úroveň hydrostatického tlaku, pri ktorej nedochádza k žiadnemu čistému pohybu vody v žiadnom smere cez membránu, sa nazýva osmotický tlak daného roztoku; čím väčšia je koncentrácia rozpustených molekúl, tým väčší je osmotický tlak a tým väčšia sila potrebná na odstránenie vody z roztoku.
