การขับถ่ายเป็นกระบวนการที่ของเสียจากการเผาผลาญออกจากร่างกาย ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ส่วนใหญ่จะดำเนินการโดยปอด ไต และผิวหนัง กระบวนการนี้แตกต่างกับการหลั่ง ซึ่งสารสามารถมีงานเฉพาะหลังจากออกจากเซลล์ การขับถ่ายเป็นองค์ประกอบสำคัญในทุกรูปแบบของชีวิต ตัวอย่างเช่น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปัสสาวะจะถูกขับออกทางท่อปัสสาวะ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบขับถ่าย ในสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียว ของเสียจะถูกขับออกโดยตรงผ่านพื้นผิวของเซลล์
การขับถ่ายมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างไร
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดตั้งแต่ผู้ประท้วงที่เล็กที่สุดไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่ที่สุดจะต้องกำจัดผลพลอยได้ที่อาจเป็นอันตรายต่อชีวิตของมัน กระบวนการนี้ในสิ่งมีชีวิตเรียกว่าการกำจัด (elimination) ซึ่งถือได้ว่าครอบคลุมกลไกต่างๆ ที่รูปแบบชีวิตใช้กำจัดหรือทิ้งของเสีย สารพิษ และส่วนต่างๆ ของร่างกายที่ตายไปแล้ว ลักษณะของกระบวนการและโครงสร้างเฉพาะที่พัฒนาขึ้นสำหรับการกำจัดของเสียจะแตกต่างกันไปตามขนาดและความซับซ้อนสิ่งมีชีวิต
คำศัพท์
คำสี่คำมักเกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัดของเสียและมักใช้แทนกันได้ แม้ว่าจะไม่ถูกต้องเสมอไป: การขับถ่าย การคัดหลั่ง การขับถ่าย และการขับถ่าย
การขับถ่ายเป็นคำทั่วไปที่หมายถึงการแยกและการขับของเสียหรือสารพิษออกจากเซลล์และเนื้อเยื่อของพืชหรือสัตว์
การแยก การพัฒนา และการกำจัดผลิตภัณฑ์บางอย่างที่เกิดจากการทำงานของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เรียกว่าการหลั่ง แม้ว่าสารเหล่านี้อาจเป็นของเสียจากเซลล์ที่ผลิตขึ้น แต่มักมีประโยชน์ต่อเซลล์อื่นๆ ในร่างกาย ตัวอย่างของการหลั่ง ได้แก่ เอ็นไซม์ย่อยอาหารที่ผลิตโดยเซลล์ของเนื้อเยื่อลำไส้และตับอ่อนของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ฮอร์โมนที่สังเคราะห์โดยเซลล์ต่อมพิเศษในพืชและสัตว์ และเหงื่อที่หลั่งออกมาจากเซลล์ต่อมในผิวหนังของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด การคัดหลั่งหมายความว่าสารประกอบเคมีที่หลั่งออกมานั้นถูกสังเคราะห์โดยเซลล์พิเศษ พวกเขามีค่าการทำงานสำหรับร่างกาย ดังนั้นการทิ้งขยะธรรมดาจึงไม่ควรถือเป็นสารคัดหลั่ง
การแยกตัวเป็นการกำจัดวัสดุที่ใช้ไม่ได้หรือไม่ได้แยกแยะออกจากเซลล์ (ทั้งในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวและจากทางเดินอาหารของสัตว์หลายเซลล์)
Decrease - การกำจัดนี้ให้คำจำกัดความกว้างๆ เกี่ยวกับกลไกของการกำจัดขยะโดยระบบที่มีชีวิตในทุกระดับของความซับซ้อน คำนี้อาจใช้สลับกันโดยเน้น
เซลล์
การหายใจระดับเซลล์คือปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในร่างกาย พวกเขาเรียกว่าเมตาบอลิซึม ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ผลิตของเสีย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ เกลือ ยูเรีย และกรดยูริก การสะสมของเสียเหล่านี้เกินระดับภายในร่างกายเป็นอันตราย อวัยวะขับถ่ายเอาออก การขับถ่ายเป็นกระบวนการกำจัดของเสียจากการเผาผลาญออกจากร่างกาย
ในพืช
พืชสีเขียวผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ระบบทางเดินหายใจ ในพืชสีเขียว ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาระหว่างการหายใจจะถูกใช้ระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนเป็นผลพลอยได้ที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและออกจากปากใบ ผนังเซลล์ราก และวิถีทางอื่นๆ พืชสามารถกำจัดน้ำส่วนเกินได้จากการคายน้ำและการคายน้ำ
ใบนั้นทำหน้าที่เป็น "สิ่งขับถ่าย" และนอกจากจะเป็นอวัยวะหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงแล้ว ยังใช้เป็นช่องทางในการขับของเสียที่เป็นพิษผ่านการแพร่กระจายอีกด้วย ของเสียอื่นๆ ที่พืชบางชนิดปล่อยออกมา (เรซิน น้ำผลไม้ น้ำยาง ฯลฯ) ถูกขับออกจากภายในโรงงานโดยแรงดันไฮโดรสแตติกภายในโรงงานและโดยแรงดูดซับของเซลล์พืช อย่างไรก็ตาม ในช่วงก่อนการผลิใบ อัตราการเผาผลาญของใบจะสูง พืชยังปล่อยของเสียบางส่วนลงสู่ดินรอบๆ ในกรณีนี้ การขับถ่ายเป็นกระบวนการที่ไม่โต้ตอบ เนื่องจากไม่จำเป็นพลังพิเศษ
สัตว์น้ำ
สัตว์น้ำมักจะปล่อยแอมโมเนียออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยตรง เนื่องจากสารประกอบนี้มีความสามารถในการละลายสูง นอกจากนี้ยังมีน้ำเพียงพอสำหรับการเจือจาง ในสัตว์บก สารประกอบแอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นวัสดุไนโตรเจนอื่นๆ เนื่องจากมีน้ำในสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าและแอมโมเนียเองก็เป็นพิษ
นก
การขับถ่ายในนกเกิดขึ้นจากของเสียไนโตรเจนของกรดยูริกในรูปของแป้ง แม้ว่ากระบวนการนี้จะมีราคาแพงกว่าการเผาผลาญ แต่ก็ช่วยให้กักเก็บน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังง่ายต่อการเก็บไว้ในไข่ นกหลายชนิด โดยเฉพาะนกทะเล ยังสามารถขับเกลือออกทางต่อมเกลือพิเศษ ซึ่งเป็นน้ำเกลือที่ออกทางรูจมูกในปากได้
แมลง
ในแมลง ระบบ Malpighian tubule ใช้เพื่อขับของเสียจากการเผาผลาญ ของเสียจากการเผาผลาญจะแพร่กระจายหรือถูกขนส่งอย่างแข็งขันไปยังท่อซึ่งจะถ่ายโอนของเสียไปยังลำไส้ ของเสียจากการเผาผลาญจะถูกขับออกจากร่างกายพร้อมกับอุจจาระ
ในสัตว์
ในสัตว์ ผลิตภัณฑ์ขับถ่ายหลัก ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย (ในแอมโมเนีย) ยูเรีย (urethotelics) กรดยูริก (ยูริโคเทลิน) กวานีน (ในแมง) และครีเอทีน ตับและไตทำให้เลือดของสารต่างๆ บริสุทธิ์ (เช่น โดยการขับไต) และสารที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วจะถูกขับออกจากร่างกายด้วยปัสสาวะและอุจจาระ
การสูญเสียน้ำจากการขับถ่ายในช่วงการเคลื่อนตัวของโมเลกุลของน้ำผ่านเยื่อบางๆ ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่เกินกว่าจะบรรทุกโมเลกุลได้นั้นเรียกว่า ออสโมซิส ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและไม่ต้องการพลังงาน กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้โดยใช้แรงดันไฮโดรสแตติกกับสารละลาย
ระดับความดันอุทกสถิตซึ่งไม่มีการเคลื่อนที่สุทธิของน้ำในทุกทิศทางข้ามเมมเบรนเรียกว่าแรงดันออสโมติกของสารละลายนั้น ยิ่งความเข้มข้นของโมเลกุลที่ละลายมากขึ้นเท่าใด แรงดันออสโมติกก็จะยิ่งมากขึ้น และแรงที่ใช้ในการขจัดน้ำออกจากสารละลายก็จะยิ่งมากขึ้น