Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

23.1: Wat zijn Osmoregulatie en Uitscheiding?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What Are Osmoregulation and Excretion?
 
TRANSCRIPT

23.1: What Are Osmoregulation and Excretion?

23.1: Wat zijn Osmoregulatie en Uitscheiding?

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.

Organismen moeten lichaamsvloeistoffen op een constante temperatuur en pH houden en tegelijkertijd specifieke concentraties opgeloste stoffen behouden om levensfuncties te ondersteunen. Osmoregulatie is het proces dat opgeloste stof en waterpeil in evenwicht houdt.

Osmose is de neiging van water om van oplossingen met lagere ionenconcentraties of osmolariteiten naar oplossingen met hogere ionenconcentraties te gaan. Osmose treedt op als reactie op verschillen in de moleculaire concentraties van oplossingen gescheiden door een semipermeabel membraan.

Lichaamsvloeistoffen, die door zulke membranen worden gescheiden, bevatten water, niet-elektrolyten en elektrolyten - opgeloste stoffen die in water oplossen in ionen. Zowel elektrolyten als niet-elektrolyten beïnvloeden het osmotische evenwicht. Aangezien de belangrijkste factor voor osmose echter het aantal opgeloste stoffen is in plaats van de grootte, is de bijdrage van elektrolyten significanter.

In tegenstelling tot water kunnen elektrolyten niet passief door membranen diffunderen, maar vertrouwen op gefaciliteerde diffusie en actieve transport. Bij gefaciliteerde diffusie verplaatsen op proteïne gebaseerde kanalen opgeloste stoffen over membranen. Omgekeerd wordt energie gebruikt om ionen tegen concentratiegradiënten te verplaatsen in actief transport.

Wanneer dieren voedsel binnenkrijgen, wordt materiaal dat niet kan worden gebruikt uit het lichaam uitgescheiden. Excretiesystemen in de natuur houden een afweging in tussen het besparen van energie en water.

Stikstof is een van de belangrijkste soorten afvalstoffen in het lichaam. Overtollige stikstof vormt ammoniak, dat giftig is en moet worden weggegooid. Sommige dieren scheiden rechtstreeks ammoniak uit; anderen zetten het eerst om in ureum of urinezuur, die minder giftig zijn. Omzetting van ammoniak vereist meer energie dan directe uitscheiding, maar het bespaart meer water.

Transportepitheel bemiddelt vaak osmoregulatie en uitscheiding. Deze gespecialiseerde cellen verplaatsen opgeloste stoffen en worden gevonden in uitscheidingsorganen door het hele dierenrijk: van insecten Malpighian tubuli tot viskieuwen tot gewervelde nieren.

Meestal georganiseerd in buisvormige netwerken metgrote oppervlakken, transportepitheel helpt vaak bij zowel waterbalans als afvalverwijdering. Sommige zeevogels hebben bijvoorbeeld neusklieren die zout uit het bloed halen en uit de neusgaten afscheiden, waardoor ze zeewater kunnen consumeren.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter