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23.1: 삼투조절과 배설이란 무엇인가?

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What Are Osmoregulation and Excretion?

23.1: What Are Osmoregulation and Excretion?

23.1: 삼투조절과 배설이란 무엇인가?

Organisms must keep bodily fluids at a constant temperature and pH while maintaining specific solute concentrations in order to support life functions. Osmoregulation is the process that balances solute and water levels.

Osmosis is the tendency of water to move from solutions with lower ion concentrations, or osmolarities, to those with higher ion concentrations. Osmosis occurs in response to differences in the molecular concentrations of solutions separated by a semipermeable membrane.

Bodily fluids, which are separated by such membranes, contain water, non-electrolytes, and electrolytes—solutes that dissolve into ions in water. Both electrolytes and non-electrolytes influence osmotic balance. However, since the more important factor to osmosis is solute number, rather than size, the contribution of electrolytes is more significant.

Unlike water, electrolytes cannot diffuse passively through membranes but rely on facilitated diffusion and active transport. In facilitated diffusion, protein-based channels move solutes across membranes. Conversely, energy is used to move ions against concentration gradients in active transport.

When animals ingest food, material that cannot be used is excreted from the body. Excretory systems in nature involve tradeoffs between conserving energy and water.

Nitrogen is among the most significant kinds of waste in the body. Excess nitrogen forms ammonia, which is toxic and must be discarded. Some animals directly excrete ammonia; others first convert it into urea or uric acid, which are less toxic. Ammonia conversion requires more energy than direct excretion, however, it conserves more water.

Transport epithelia often mediate osmoregulation and excretion. These specialized cells move solutes and are found in excretory organs throughout the animal kingdom: from insect Malpighian tubules to fish gills to vertebrate kidneys.

Typically organized in tube-shaped networks with large surface areas, transport epithelia often assist with both water balance and waste removal. For example, some seabirds have nasal glands that remove salt from the blood and excrete it from the nostrils, enabling them to consume seawater.

유기체는 생명 기능을 지원하기 위해 특정 솔직 농도를 유지하면서 체액을 일정한 온도와 pH로 유지해야 합니다. Osmoregulation은 솔테와 수위의 균형을 맞추는 과정입니다.

삼투압은 낮은 이온 농도 또는 삼투압을 가진 솔루션에서 이온 농도가 높은 솔루션으로 이동하는 경향이 있습니다. 삼투압은 반응투성 멤브레인에 의해 분리된 솔루션의 분자 농도의 차이에 반응하여 발생합니다.

이러한 멤브레인에 의해 분리되는 체액은 물, 비 전해질 및 전해질을 함유하고 있으며, 이는 물에 이온으로 용해되는 소염입니다. 전해질과 비전해질 모두 삼투성 균형에 영향을 미칩니다. 그러나 삼투압에 더 중요한 요소는 크기보다는 솔루트 수이기 때문에 전해질의 기여도가 더 중요합니다.

물과 달리 전해질은 멤브레인을 통해 수동적으로 확산될 수 없지만 촉진된 확산 및 능동 운송에 의존합니다. 촉진확산에서 단백질 기반 채널은 막을 가로질러 솔루트를 이동합니다. 반대로, 에너지는 활성 수송에서 농도 그라데이션에 대하여 이온을 이동하는 데 사용됩니다.

동물이 음식을 섭취할 때 사용할 수 없는 물질이 몸에서 배설됩니다. 자연에서 배설 시스템은 에너지와 물을 보존하는 것 사이의 절충을 수반합니다.

질소는 신체에서 가장 중요한 종류의 폐기물 중 하나입니다. 과잉 질소는 독성이 있고 버려야 하는 암모니아를 형성합니다. 일부 동물은 암모니아를 직접 배설합니다. 다른 사람들은 먼저 덜 독성이 있는 요관 또는 요산으로 변환합니다. 암모니아 변환은 직접 배설보다 더 많은 에너지를 필요로하지만, 그것은 더 많은 물을 절약.

수송 상피는 종종 삼투압과 배설을 중재합니다. 이 전문화 된 세포는 솔루트를 이동하고 동물 왕국을 통해 배설 기관에서 발견된다 : 곤충 말피기안 튜블러에서 척추 동물 신장에 물고기 아가미에.

일반적으로 넓은 표면 영역이있는 튜브 모양의 네트워크에서 조직된 운송 상피는 종종 물 균형과 폐기물 제거를 모두 지원합니다. 예를 들어, 일부 해조류에는 혈액에서 소금을 제거하고 콧구멍에서 배설하는 비강선이 있어 바닷물을 소비할 수 있습니다.

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