排泄
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機(jī)體新陳代謝過程中產(chǎn)生的終產(chǎn)物排出體外的生理過程。
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生物學(xué)定義
綜述
機(jī)體新陳代謝過程中產(chǎn)生的終產(chǎn)物排出體外的生理過程。糖、脂肪在代謝過程中完全氧化成水和二氧化碳
。氨基酸在代謝過程中脫去氨基后，所余碳鏈也氧化成水和二氧化碳。氨基進(jìn)而轉(zhuǎn)化為氨、尿素或尿酸。二氧化碳通過呼吸器官（肺或鰓等）排出體外。多余的水和含氮化合物（氨、尿素、尿酸）的排除主要是通過排泄器官來實(shí)現(xiàn)的。
由于動物進(jìn)化水平不同和適應(yīng)多變環(huán)境的結(jié)果，排泄器官一般可分為下列5類：①原生動物的伸縮泡;②昆蟲的馬爾皮基氏小管；③甲殼動物的觸角腺；④無脊椎動物的腎器官,包括原腎管、后腎管和腎管;⑤脊椎動物的腎臟。
意義
生物代謝產(chǎn)生的廢物必須排出體外，否則將破壞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，導(dǎo)致中毒。如人患腎炎，排尿發(fā)生障礙，就出現(xiàn)尿中毒的癥狀。
排泄的對象是細(xì)胞代謝廢物，排泄過程一般都是耗能的。是由排泄器官完成的，人體過量的Ca2+和Fe2+是隨糞便排出的，而這些離子以及細(xì)胞一些分泌物都是細(xì)胞代謝過程產(chǎn)生的，嚴(yán)格地說，這應(yīng)屬排泄而不是排遺。同理，肺排出CO2，肝排除膽汁，也都應(yīng)屬于排泄。
排泄的過程同時也是保持體液穩(wěn)定的過程。飯菜咸了要多喝水，結(jié)果尿多，而排尿的結(jié)果既排除了過多的水，也排除了過多的鹽。
動物的代謝廢物主要是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2和蛋白質(zhì)等分子分解產(chǎn)生的含氮廢物，如NH3、尿素、尿酸等。呼吸系統(tǒng)負(fù)責(zé)排出CO2。排泄系統(tǒng)則是排除含氮廢物。
在于大多哺乳類來說，它們經(jīng)兩種主要的途徑進(jìn)行排泄作用。其之一為腎臟產(chǎn)生尿液(見泌尿系統(tǒng))，經(jīng)排尿作用排出體外；另外一種為呼吸作用所產(chǎn)生的二氧化碳，經(jīng)肺部呼出體外。
排尿作用受激素抗利尿激素所控制，此激素能增加遠(yuǎn)曲小管重吸收水的能力，并透過改變其自身濃度來控制排尿量，它是由腦小丘制造，并于腦下垂體儲存及分泌。
排汗是另一種排泄作用，它可以排走水分及鹽，但其實(shí)這個機(jī)制的主要目的是降溫。狗只并沒有皮膚排
汗機(jī)制。
人類的主要排泄器官是腎以及輔助的泌尿器－用以排出尿液；以及大腸－用以排出固體的廢物。 皮膚及肺部皆有排泄的功能：皮膚以流汗的方式排走水分及鹽，肺部則排出水蒸氣及二氧化碳。其中二氧化碳為人體最主要的代謝廢物。
昆蟲，它們的排泄系統(tǒng)包含了馬氏管。馬氏管是位于中腸和后腸交界處的細(xì)長盲管，代謝廢物會經(jīng)擴(kuò)散作用或者主動運(yùn)輸進(jìn)入馬氏管，馬氏管就會將代謝廢物運(yùn)送到腸。這些廢物會經(jīng)由糞便排出體外?！ ?/p>
植物排泄系統(tǒng)
植物沒有排泄系統(tǒng)。植物能夠利用無機(jī)氮，植物分解蛋白質(zhì)而產(chǎn)生的含氮基團(tuán)可在合成過程中反復(fù)使用。動物和植物不同，動物和人沒有氨基酸庫，不能儲存作為能源之用的蛋白質(zhì)或氨基酸。人和動物攝入的蛋白質(zhì)除經(jīng)消化，改造而成身體的建筑材料，供生長發(fā)育之用外，多余的蛋白質(zhì)必須放出氨基，然后轉(zhuǎn)化為糖原或脂肪，在細(xì)胞中儲存，或進(jìn)或加工后排出?！ ?/p>
排泄器官作用
排泄器官的主要作用是將體液轉(zhuǎn)變成尿排于體外；控制排尿量,影響體液的容量和滲透壓等;它是維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定性的重要系統(tǒng)。將體液變成尿一般是通過排泄器官的超過濾、重吸收以及分泌等功能而實(shí)現(xiàn)的。
排泄器官
伸縮泡
見于淡水的原生動物、海綿以及海產(chǎn)的纖毛蟲類。草履蟲的伸縮泡是固定的，并具有與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相聯(lián)的小管
系統(tǒng)。變形蟲的伸縮泡無固定位置，由一層薄膜組成，薄膜外被一層小泡包圍，小泡層的附近布滿線粒體。每個小泡的膜和伸縮泡膜融合后，小泡將液體排入伸縮泡內(nèi)。伸縮泡內(nèi)充滿清亮的液體。液體的滲透濃度比細(xì)胞質(zhì)的低,鈉離子含量高而鉀離子含量低。
伸縮泡的充盈與排空是一種節(jié)律性活動。當(dāng)伸縮泡的體積擴(kuò)大到一定程度時，就產(chǎn)生收縮，將內(nèi)含的液體排除到細(xì)胞外。伸縮泡節(jié)律性收縮和介質(zhì)的滲透濃度有密切的關(guān)系。提高介質(zhì)的滲透濃度，節(jié)律活動減慢或停止;降低介質(zhì)的滲透濃度,節(jié)律活動加快。原生動物可以直接通過細(xì)胞膜擴(kuò)散而排除CO2、氨以及其他代謝產(chǎn)物。
觸角腺
或稱綠腺，見于甲殼動物的頭部。每側(cè)的觸角腺由末囊、迷路、腎管和尿囊組成。末囊位于食道旁，迷路
是一條彎曲復(fù)雜的管子，尿囊開口于大觸角的基部。由于各類甲殼動物生活于不同的環(huán)境，觸角腺的變異甚大。例如，有的蝦無迷路，寄居蟹的尿囊具有盲管，伸到腹部，海生的甲殼動物一般不具腎管。觸角腺具有超過濾、重吸收和分泌的功能。血液經(jīng)過超過濾作用形成原尿，原尿中的Na+、K+、Cl-等被腎管和膀胱重吸收，進(jìn)入血液后形成終尿，排出體外。注射酚紅的實(shí)驗(yàn)表明，尿中的酚紅濃度比血液中的高，說明觸角腺在形成尿的過程中，除過濾和重吸收作用外，還有分泌功能。
馬爾皮基氏小管
簡稱馬氏小管。昆蟲綱、蜘蛛綱以及某些陸生的節(jié)肢動物，如蜈蚣、馬陸等的排泄系統(tǒng)由馬氏小管與后
腸組成。馬氏小管是一些細(xì)長的管子，管子的一端開口于中腸與后腸之間，另一端為盲端，浸浴在血腔中。不同種昆蟲的小管數(shù)目變化很大,少至2條，多至150條以上。但是每種昆蟲的小管數(shù)目是恒定的。
在馬氏小管內(nèi)形成的原尿，尿量甚多。例如竹節(jié)蟲，每小時所產(chǎn)生的原尿量相當(dāng)于該動物的體液量。尿液的成分見表2,尿中除了各種離子和尿酸外，還有氨基酸和糖等化合物。原尿的總滲透濃度幾乎和血漿的相等。原尿中K+的含量特別高，大約是血漿的8倍,其他離子濃度都比血漿的低。小管內(nèi)尿液的電位比小管外血腔中血液的電位高出10～20毫伏。一般認(rèn)為，K+從血液分泌到小管，是一個逆電化學(xué)和濃度梯度的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程，是一個耗能的過程，而其他離子，由血液進(jìn)入小管則靠被動的擴(kuò)散。原尿進(jìn)入后腸后，大量水、鹽類、糖和氨基酸等都被后腸重吸收，而尿酸被排除。尿酸是昆蟲蛋白質(zhì)代謝的終產(chǎn)物，在水中的溶解度甚低，昆蟲后腸吸收水的能力很強(qiáng)，所以尿酸往往以結(jié)晶的形式被排出。
腎器官
原腎管見于扁形動物、袋形動物以及原始的環(huán)節(jié)動物。原腎管是一條細(xì)長的導(dǎo)管，起始端由管細(xì)胞或火焰
細(xì)胞所組成。細(xì)胞形成的腔內(nèi)，只有一條纖毛的細(xì)胞叫管細(xì)胞；腔內(nèi)具有多條纖毛，呈火焰狀的叫火焰細(xì)胞。原腎管經(jīng)有收縮作用的尿囊和外界相通。
對原腎管的功能還不清楚。一般認(rèn)為原腎管具有超濾作用。電鏡的觀察表明，在渦蟲原腎管火焰細(xì)胞的胞壁上有一些寬35納米的縫隙，縫上有細(xì)絲橫過，推想這些結(jié)構(gòu),可能起阻擋大分子蛋白進(jìn)入原腎管內(nèi)的作用,而讓水和鹽類自由進(jìn)入管內(nèi)。在顯微鏡下能觀察到火焰細(xì)胞上的纖毛作整束的活動。可能由于纖毛的運(yùn)動，一方面促使管內(nèi)的尿液前進(jìn)，另一方面形成負(fù)壓實(shí)現(xiàn)過濾作用。晶囊輪蟲體液的滲透濃度為80毫摩爾／升，而排出尿液的滲透濃度為42毫摩爾／升，比體液的低。說明原腎管對鹽類可能有重吸收作用。如果將該蟲放入蒸餾水，排出的尿液變得更稀，說明原腎管是參與滲透調(diào)節(jié)的。
后腎管 多數(shù)環(huán)節(jié)動物的排泄器官為后腎管。后腎管的起始端和體腔相通。其管口是一種帶纖毛的結(jié)構(gòu)。后腎管分細(xì)段、中段和粗段，粗段通過尿囊開口于體外。后腎管的周圍有豐富的血
管。后腎管結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和動物生活的環(huán)境有關(guān)。生活在淡水或陸地的環(huán)節(jié)動物的后腎管長，功能分化明顯；海生的，后腎管短，分化不明顯。
后腎管口上的纖毛運(yùn)動促使體腔液流入后腎管。細(xì)段內(nèi)的纖毛推動尿液在管內(nèi)流動。在蚯蚓，用微穿刺取樣分析法的研究表明，后腎管的細(xì)段具有分泌尿酸、尿素和氨的作用，而粗段對水、K+、Na+、Cl-和少量蛋白質(zhì)有重吸收作用。體腔液經(jīng)腎管后變成了尿。尿的主要成分是氨、尿素與尿酸。蚯蚓在一般情況下排出低滲的尿，如果把它放在高滲的介質(zhì)中，排出尿的滲透濃度就增高。說明后腎系統(tǒng)除排除代謝的廢物外，對機(jī)體的滲透壓調(diào)節(jié)也有效。
腎管 見于軟體動物。軟體動物各綱的身體結(jié)構(gòu)變化較大,排泄器官也如此。不管排泄器官變異如何,軟體動物的排泄器官都在心臟部位和循環(huán)系統(tǒng)緊密相聯(lián)。瓣鰓類有1對腎管。 腎管由海綿狀的腺部和薄壁尿囊所組成。腎管的一端和圍心腔相通,另一端開口于外套腔(圖3)。圍心腔液的蛋白質(zhì)含量低于血液。心壁起超濾作用。圍心腔液經(jīng)腎管的重吸收或分泌作用后形成尿液，排出體外。田螺的腎管對Na+、K+、Cl-以及H2O 都有
重吸收的作用。 在章魚超濾作用發(fā)生在鰓心上,腎管有分泌K+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、 SO厈-以及氨的作用。腎管吸收鹽類或排出鹽類和動物的棲息環(huán)境相關(guān)。田螺生活在淡水里，其體液的滲透壓比淡水的高。田螺通過腎管重吸收鹽類維持其體液的滲透壓。而章魚生活在多鹽的海水里，其體液和海水等滲，多余的鹽類經(jīng)腎管排出。
腎 脊椎動物的排泄器官。它由數(shù)以百萬計的腎單位組成。典型的腎單位包括腎小體、腎小管兩個部分。腎小體由腎小球和腎小球囊（鮑曼氏囊）所組成。腎小球是一團(tuán)毛細(xì)血管，由入球小動脈分支而成，毛細(xì)血管吻合后匯入出球小動脈。腎小囊的內(nèi)層與毛細(xì)血管壁緊貼,而外層和腎小管的管壁相連。腎小管可分成3段：近曲小管、髓襻（亨利氏襻）和遠(yuǎn)曲小管。多個腎單位與集合管相連，集合管開口于腎乳頭。由于各綱脊椎動物的進(jìn)化水平不同,腎單位的結(jié)構(gòu)也有很大的差別。腎單位不僅是腎臟的結(jié)構(gòu)單位，而且是功能的單位。血液經(jīng)過腎臟后，由于腎小體的超濾作用，腎小管的重吸收與分泌作用，形成了尿。
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