تعريف نظام الإخراج والإفراز

في جميع الكائنات الحية، تؤدي أنشطة التمثيل الغذائي الخلوي، الضرورية للحفاظ على الحياة، إلى إنتاج النفايات أيضًا. هذه الأنواع من النفايات، والتي لا تخدم أي غرض في الجسم فحسب، بل أيضًا فهي يمكن أن تسبب مشاكل صحية وتكون ضارة إذا تراكمت في الجسم، ويجب التخلص منها عن طريق في الخارج. في الكائنات وحيدة الخلية أو تلك ذات الحجم الصغير جدًا، يكون النقل الخلوي كافيًا لإخلاء الكائنات الحية النفايات، لكن الحيوانات الأكبر حجماً تحتاج إلى أجهزة أعضاء معقدة مسؤولة عن التخلص من هذا النوع من النفايات. منتجات. تسمى هذه الأجهزة العضوية بالجهاز الإخراجي.

وظائف نظام الإخراج

يتم التخلص من النفايات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي الخلوي في الوسط بين الخلايا، أي في الدم أو الدملمف. كما أن الدم، أثناء مروره عبر الجسم بأكمله، يجمع الفضلات التي سيتم التخلص منها وينقلها إلى أعضاء الإخراج.

نظام الإخراج لديه ثلاث وظائف رئيسية: منقي الدم والقضاء على النفايات الأيضية ، عادي توازن الماء والأملاح و الحفاظ على التوازن من الجسم.

ينتج الجسم باستمرار منتجات النفايات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO

₂) والمركبات النتروجينية وهي نتاج استقلاب البروتين مثل الأمونيا وحمض اليوريك واليوريا والتي يجب التخلص منها. يؤدي استقلاب البروتينات والأحماض النووية أيضًا إلى توليد نفايات أخرى ينتهي بها الأمر إلى الدوران في الدم.

هو الكبد وهو عضو مهم لديه وظيفة إزالة السموم: يقوم باستقلاب وتحييد المواد الضارة المحتملة التي يتم تناولها مع الطعام، مثل السموم والأدوية مثل الكحول والأدوية. يُنتج هذا الاستقلاب الكبدي نفايات تنتهي أيضًا في الدم.

كل هذه النفايات المنتشرة، إذا لم يتم التخلص منها، تتراكم إلى مستويات خطيرة وتسبب التسمم. وهذا ما يحدث، على سبيل المثال، عند الأشخاص المصابين بالفشل الكلوي، والذين يحتاجون إلى علاج خاص لتنقية الدم، يسمى غسيل الكلى. عادة ما يتم تنفيذ هذه المهمة عن طريق الكلى.

من خلال تبادل الغازات الذي يحدث على الأسطح التنفسية للجهاز التنفسي يخرج ثاني أكسيد الكربون من الجسم، بينما يكون الجهاز الإخراجي مسؤولاً عن تنظيف جميع أعضاء الجسم البقية.

أنواع أجهزة الإخراج في الحيوانات

مثل جميع الأجهزة العضوية في الحيوانات، تنوعت أجهزة الإخراج للتكيف مع مجموعة هائلة من أشكال الحياة؛ ولكن يمكن التعرف على بعضها الهياكل الأساسية المشتركة بين الجميع.

في الحيوانات وحيدة الخلية أو تلك التي تتكون من طبقات قليلة من الخلايا، يكون النقل الخلوي كافيًا لأداء وظائف الإفراز. وهذا هو حال الإسفنج البحري، وقناديل البحر، والأورام الحميدة المرجانية، وشقائق النعمان البحرية.

في الحيوانات الأكبر حجمًا والأكثر تعقيدًا أيضًا، توجد بالفعل أعضاء متخصصة في الإفراز.

هيكل ووظيفة أنظمة الإخراج

في بعض أنواع الديدان، مثل الديدان المفلطحة، وغيرها من اللافقاريات، توجد أنابيب إخراجية تسمى نفريدياوهي تشبه الأكواب أو الأقماع المفتوحة في تجويف الجسم ولها مخرج إلى الخارج في الطرف الآخر. تقوم النيفريديا بتصفية السائل الموجود في هذا التجويف وتنقل الفضلات إلى الخارج. المستورقات وديدان الأرض لها نفريديا.

هو أنبوب إخراج من نوع النيفريديوم هل الهيكل الأساسي لجميع أنظمة الإخراج. تحتوي هذه الأنابيب على كبسولة التصفية في أحد طرفيه وتكون مفتوحة لأنابيب التجميع أو للخارج في الطرف الآخر.

الأنابيب على اتصال وثيق مع الدم أو الدملمفإما لأن الأنبوب نفسه مغمور في السائل الخلالي أو لوجود باقات من الأوعية الدموية المرتبطة بالنبيبات، والتي يدور الدم من خلالها باستمرار.

على طول الأنابيب، يخضع المرشح الأصلي للتبادل مع الدم المحيط، مما يعدل تركيبه. تعود بعض العناصر التي تم ترشيحها في الأصل إلى الدم، ويتم إزالة بعض النفايات التي هربت من الترشيح الأصلي من الدم في هذه التبادلات.

ومن الأشياء المهمة الأخرى التي تحدث في هذه التبادلات بين الدم والنبيبات المفرزة هو توازن الملح الصوديوم والبوتاسيوم في الدم. يجب أن يكون للدم، أو الدملمف، درجة معينة من الملوحة، لا أكثر ولا أقل؛ لأن الزيادة أو النقص في هذه العناصر يمكن أن يكون ضاراً بالصحة.

أثناء تبادل الدم مع الأنابيب، تمر الأملاح الزائدة إلى الأنبوب لتطرح مع البول. هذا وظيفة التوازن من أجهزة الإخراج يمنع خصائص البيئة الداخلية من التغير فجأة ويمنع خروج جميع الأملاح الزائدة إلى الخارج حتى لا تسبب ضررا للجسم.

ولهذا السبب يحتوي بول جميع الحيوانات، بالإضافة إلى الفضلات الأيضية، على أملاح.

هو التوازن المائي إنها آخر الوظائف المهمة لجهاز الإخراج.

لإزالة كافة الحطام، مطلوب حلها في الماءوإخراج محلول مائي يسمى البول. ولكن إذا كان الوصول إلى المياه يمثل مشكلة، فإن الحفاظ على المياه أمر حيوي. يحقق نظام الإخراج ذلك عن طريق إزالة الماء من هذا المحلول. عندما يحتاج الجسم إلى الحفاظ على الماء، يكون البول الناتج أكثر تركيزًا، وفي الثدييات يكون هذا النوع من البول أغمق وله رائحة أقوى. من ناحية أخرى، عندما لا يكون الماء مشكلة، يكون البول شفافًا، لأنه يحتوي على الكثير من الماء.

أنواع أجهزة الإخراج في الحيوانات

على الرغم من أن بنية النبيبات الإخراجية أساسية وموجودة في جميع الحيوانات، إلا أن الطريقة التي يتم بها تنظيم الأنابيب الإخراجية تختلف بشكل كبير بين الأنواع المختلفة من الحيوانات.

تمتلك الديدان المفلطحة والحلقيات والرخويات وبعض المفصليات نظام النيفريديا مع بعض التعديلات.

في الحشرات والعناكب تسمى الأنابيب أنابيب ملبيجي. أنها تعمل مثل الأنابيب الإخراجية، وتصفية الدملمف. والجديد هنا أنها تصب الراشح في الأمعاء وبالتالي فإن الحشرات لا تتبول، بل تقوم بالتخلص من الفضلات التي ترشحها الأنابيب عبر فتحة الشرج، والمختلطة بالبراز.

ال القشريات، نوع آخر من المفصليات، لديها الغدد الخضراء أو الغدد قرون الاستشعار في قاعدة الهوائيات، والتي تزيل الحطام من خلال المسام.

في الفقاريات، تسمى الأنابيب النيفرون ويتم تجميعها في أعضاء تسمى الكلى. هناك حوالي مليون نيفرون في كل كلية.مما يزيد بشكل كبير من قدرة الترشيح مقارنة بالنيفريديا.

في الثدييات، ترشيح الكلى ويمر عبر الحالب حتى يصل إلى المثانة البولية. تتوسع المثانة مثل كيس مرن للسماح بدخول المزيد من البول. عندما تمتلئ المثانة، تبدأ عملية التبول، أو التبول.