Метаболические отходы или экскременты — это вещества , оставшиеся от метаболических процессов (таких как клеточное дыхание ), которые не могут быть использованы организмом (они избыточны или токсичны ) и поэтому должны быть выведены из организма . Сюда входят соединения азота , вода , СО 2 , фосфаты , сульфаты и т. д. Животные относятся к этим соединениям как к экскрементам. Растения имеют хим.«машина», превращающая некоторые из них (прежде всего соединения азота) в полезные вещества.
Все продукты обмена выводятся в виде водных растворов через органы выделения ( нефридии , мальпигиевы канальцы , почки ), за исключением СО 2 , который выделяется вместе с парами воды через легкие . Удаление этих соединений обеспечивает химический гомеостаз организма.
Соединения азота, посредством которых избыток азота выводится из организмов, называются азотистыми отходами ( / n aɪˈ tr ɒ dʒ ɪ n ə s / ) или азотными отходами . Это аммиак , мочевина , мочевая кислота и креатинин . Все эти вещества образуются в результате белкового обмена . У многих животных моча является основным путем выделения таких отходов; у некоторых это фекалии .
Аммонотелизм – выделение аммиака и ионов аммония. Аммиак (NH 3 ) образуется при окислении аминогрупп (-NH 2 ), которые удаляются из белков при их превращении в углеводы. Это очень токсичное вещество для тканей и хорошо растворяется в воде. Вместе с ним удаляется только один атом азота. Для выведения аммиака необходимо много воды, на 1 г азота необходимо около 0,5 л воды для поддержания уровня аммиака в экскреторной жидкости ниже уровня в жидкостях организма для предотвращения интоксикации. [ править ] Таким образом, морские организмы выделяют аммиак непосредственно в воду и называются аммонотелическими . [1] Аммонотелные животные включают ракообразных ., платигельминты , книдарии , пориферы , иглокожие и другие водные беспозвоночные. [2]
Экскреция мочевины называется уреотелизмом. Наземные животные, в основном земноводные и млекопитающие , превращают аммиак в мочевину, процесс, который происходит в печени и почках. Этих животных называют уреотелами . [2] Мочевина является менее токсичным соединением, чем аммиак; через него удаляются два атома азота и для его выведения требуется меньше воды. Для выделения 1 г азота требуется 0,05 л воды, что составляет примерно лишь 10% от необходимого для аммонотелных организмов. [ нужна ссылка ]
Урикотелизм – выделение избыточного азота в виде мочевой кислоты . Урикотелиальные животные включают насекомых , птиц и большинство рептилий . Хотя для производства требуется больше метаболической энергии, чем для мочевины, низкая токсичность мочевой кислоты и низкая растворимость в воде позволяют ей концентрироваться в небольшом объеме пастообразной белой суспензии в фекалиях по сравнению с жидкой мочой млекопитающих. [2] Примечательно, однако, что человекообразные обезьяны и люди, хотя и являются уреотеликами, также являются урикотеликами в небольшой степени, при этом мочевая кислота может вызывать такие проблемы, как камни в почках и подагра , но также действует как антиоксидант крови.