الإخراج هو العملية التي يتم من خلالها إخراج النفايات الأيضية من الجسم. في الفقاريات ، يتم إجراؤه بشكل أساسي عن طريق الرئتين والكلى والجلد. تتناقض العملية مع الإفراز ، حيث يمكن للمادة أن يكون لها مهام محددة بعد مغادرة الخلية. الإفراز عنصر مهم في جميع أشكال الحياة. على سبيل المثال ، في الثدييات ، يُفرز البول من خلال مجرى البول ، وهو جزء من نظام الإخراج. في الكائنات أحادية الخلية ، يتم إخراج النفايات مباشرة من خلال سطح الخلية.
ما هي الأهمية البيولوجية للإفراز
يجب على كل كائن حي ، من أصغر كائن حي إلى أكبر حيوان ثديي ، أن يتخلص من المنتجات الثانوية التي قد تكون ضارة في حياته. تسمى هذه العملية في الكائنات الحية الإقصاء ، والتي يمكن اعتبارها تشمل جميع الآليات المختلفة التي تتخلص من خلالها أشكال الحياة من النفايات والمواد السامة وأجزاء الجسم الميتة أو تتخلص منها. تختلف طبيعة العملية والهياكل المتخصصة المطورة للتخلص من النفايات اختلافًا كبيرًا حسب الحجم والتعقيد.
المصطلحات
أربعة مصطلحات مرتبطة بشكل شائع بعمليات التخلص من النفايات وغالبًا ما تستخدم بالتبادل ، ولكن ليس دائمًا بشكل صحيح: الإفراز والإفراز والإخراج والإخراج.
الإخراج هو مصطلح عام يشير إلى فصل وإخراج النفايات أو المواد السامة من خلايا وأنسجة نبات أو حيوان.
يُطلق على فصل وتطوير وإزالة بعض المنتجات الناتجة عن الوظائف الخلوية للكائنات متعددة الخلايا اسم الإفراز. في حين أن هذه المواد قد تكون نفايات للخلية التي تنتجها ، إلا أنها غالبًا ما تكون مفيدة للخلايا الأخرى في الجسم. من أمثلة الإفرازات الإنزيمات الهاضمة التي تنتجها خلايا أنسجة الأمعاء والبنكرياس للفقاريات ، والهرمونات التي تصنعها الخلايا الغدية المتخصصة في النباتات والحيوانات ، والعرق الذي تفرزه الخلايا الغدية في جلد بعض الثدييات. يعني الإفراز أن المركبات الكيميائية المُفرزة يتم تصنيعها بواسطة خلايا متخصصة. لها قيمة وظيفية للجسم. لذلك لا ينبغي اعتبار التخلص من النفايات العادية إفرازيًا.
العزل هو عملية إزالة المواد غير الصالحة للاستعمال أو غير المهضومة من الخلية (سواء في حالة الكائنات أحادية الخلية أو من الجهاز الهضمي للحيوانات متعددة الخلايا).
النقص - تحدد هذه الإزالة على نطاق واسع آليات التخلص من النفايات من خلال الأنظمة الحية على جميع مستويات التعقيد. يمكن استخدام المصطلح بالتبادل مع التركيز.
خلايا
التنفس الخلوي يحدث عندما تحدث عدة تفاعلات كيميائية في الجسم. وهي معروفة باسم التمثيل الغذائي. تنتج هذه التفاعلات الكيميائية نفايات مثل ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح واليوريا وحمض البوليك. إن تراكم هذه المخلفات خارج الجسم ضار. أعضاء الإخراج إزالتها. الإخراج هو عملية إزالة الفضلات الأيضية من الجسم.
في النباتات
تنتج النباتات الخضراء ثاني أكسيد الكربون والماء كمنتجات تنفسية. في النباتات الخضراء ، يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون المنطلق أثناء التنفس أثناء عملية التمثيل الضوئي. الأكسجين منتج ثانوي يتم تكوينه أثناء عملية التمثيل الضوئي ويخرج من خلال الثغور وجدران الخلايا الجذرية ومسارات أخرى. يمكن للنباتات التخلص من المياه الزائدة عن طريق النتح والأمعاء.
لقد ثبت أن الورقة تعمل بمثابة "مخلفات" ، بالإضافة إلى كونها العضو الأساسي في عملية التمثيل الضوئي ، فهي تستخدم أيضًا كمسارات لإفراز منتجات النفايات السامة من خلال الانتشار. تُجبر منتجات النفايات الأخرى المنبعثة من بعض النباتات (الراتنج ، العصائر ، اللاتكس ، إلخ) على الخروج من داخل النبات عن طريق الضغط الهيدروستاتيكي داخل النبات وبواسطة قوى الامتصاص لخلايا النبات. ومع ذلك ، خلال المرحلة السابقة للتساقط ، يكون معدل التمثيل الغذائي للورقة مرتفعًا. تطلق النباتات أيضًا بعض النفايات في التربة من حولها. في هذه الحالة ، يعتبر الإفراز عملية سلبية ، لأنها لا تحتاجطاقة اضافية.
الحيوانات المائية
عادة ما تطلق الحيوانات المائية الأمونيا مباشرة في البيئة ، لأن هذا المركب لديه قابلية عالية للذوبان. بالإضافة إلى ذلك ، هناك كمية كافية من الماء للتخفيف. في الحيوانات البرية ، يتم تحويل مركبات الأمونيا إلى مواد نيتروجينية أخرى ، نظرًا لوجود مياه أقل في البيئة والأمونيا نفسها سامة.
طيور
يحدث الإخراج عند الطيور من خلال الفضلات النيتروجينية لحمض البوليك على شكل عجينة. في حين أن هذه العملية أكثر تكلفة من الناحية الأيضية ، إلا أنها تسمح باحتباس الماء بشكل أكثر كفاءة. بالإضافة إلى ذلك ، من الأسهل تخزينها في بيضة. يمكن أيضًا للعديد من أنواع الطيور ، وخاصة الطيور البحرية ، أن تفرز الملح من خلال غدد ملح أنفية خاصة ، وهو محلول ملحي يخرج من خلال فتحات الأنف في المنقار.
الحشرات
في الحشرات ، يتم استخدام نظام الأنابيب Malpighian لإخراج النفايات الأيضية. تنتشر الفضلات الأيضية أو يتم نقلها بفاعلية إلى الأنبوب الذي ينقل الفضلات إلى الأمعاء. ثم يتم إخراج النفايات الأيضية من الجسم مع البراز.
في الحيوانات
منتجات الإخراج الرئيسية في الحيوانات هي ثاني أكسيد الكربون ، والأمونيا (في الأمونيا) ، واليوريا (urethotelics) ، وحمض البوليك (uricothelins) ، والجوانين (في العناكب) والكرياتين. يقوم الكبد والكلى بتنقية الدم من العديد من المواد (على سبيل المثال ، عن طريق إفراز الكلى) ، ثم يتم إخراج المواد المنقاة من الجسم بالبول والبراز.
فقدان الماء أثناء الإخراجيُطلق على مرور جزيئات الماء عبر غشاء رقيق يحتوي على مسام أكبر من أن تحمل الجزيئات ، عملية التناضح ، وهي عملية تحدث تلقائيًا ولا تتطلب طاقة. يمكن عكس هذه العملية عن طريق تطبيق الضغط الهيدروستاتيكي على المحلول.
مستوى الضغط الهيدروستاتيكي الذي لا توجد فيه حركة صافية للمياه في أي اتجاه عبر الغشاء يسمى الضغط الاسموزي لهذا المحلول المحدد ؛ كلما زاد تركيز الجزيئات الذائبة ، زاد الضغط الأسموزي وزادت القوة المطلوبة لإزالة الماء من المحلول.
