一‧Obligatory exchange：
(1) elimination of nitrogenous waste：
a.來源：protein/ nucleic acid：liver代謝，脫氮
b.NH3：毒性極強，暴露於5000ppm將造成立即性的死亡
c.不同生物，以不同形式排除含氮廢物，與水分取得的容易度相關聯
Aquatic animal：直接以ammonia形式排除
Mammal: urea
Bird, insect: uric acid
d.三種排除含氮廢物的形式：
(a) Ammonia(氨)：
1. very soluble→most toxic→直接以水分形式排出→不耗能
2. secrete as gas: snail；secrete in water: aquatic animal(NH4+)
(b) Urea(尿素)：
1. 較不易溶於水→low toxic
2. ammonia與CO2在肝臟進行合成→urea cycle
3. urea cycle disorder：20%的嬰兒猝死
(c) Uric acid(尿酸)：
1. 在肝臟合成的半結晶物質→least toxic→高能量代價
2. gout(痛風)：uric acid在關節中沉澱
(2) exchange of water and electrolyte during respiration
淡水魚：體內為高張溶液→再呼吸過程中失去鹽類→解決方法
a. 節流：kidney produces dilute urine
b. 開源：chloride cell(specialized gill epi cell)，將氯化鈉運送進體內
鹹水魚：體內為低張溶液→水湧入→解決方法
a. 節流：排出少量高濃度的尿液，減少水分的喪失
b. 開源：喝入海水，並利用chloride cell排出鹽類(主動運輸)
(3) during ingestion→攝入海水→需要排除鹽類
salt gland(特化的上皮細胞): excrete excess salt
(4) exchange water to regulate body temperature
內溫動物：利用sweat；pant
(5) metabolism water balance
在代謝過程中產生的水→metabolic water
二‧調節體液平衡的方式：
(1)分類：osmoconformer；osmoregulator
a. Osmoconformer→大部分海洋無脊椎動物，鯊魚→使自己的滲透壓與外界相同→鯊魚：利用TMAO與urea維持體類的高濃度
b. osmoregulator→大部分陸生生物，淡水生物→維持自己的濃度→耗能
*anhydrobiosis：低溼性休眠→ life without water→水熊water bear(利用雙醣trehalose取代水分子→避免蛋白質脫水時造成的傷害)
(2)不同生物的排泄器官：filtration; secretion; reabsorption
a. protonephridia：原腎管→(渦蟲)→盲端，flame bulb(焰細胞)→焰細胞內有cilia，利用slit開口過濾物質→小管再吸收，分泌作用→自nephridiopore排出
b. metanephridia：後腎管→(蚯蚓)→每個體節都有一套metanephrdiann→收集前一個體節的體液，經由小管處理後→自nephridiopore排出
c. Malpighain tubule：馬氏管→盲端(血淋巴端)，連結midgut→再rectum處，將大量的水分以及離子再吸收→進入hemolymph
d. nephron：腎元：mammal
(3)人類的排泄系統：
a. 名詞介紹：renal cortex(腎皮質)；renal medulla(腎髓質)；nephron(腎元)；renal pelvis(腎盂)；ureter(輸尿管)；bladder(膀胱)；urethra(尿道)
b. nephron：腎元；其結構如下
(a)腎小球(renal corpuscle)：過濾
glomerulus(絲球體→capillary)；Bowman’s capsule(鮑氏囊)
入球/出球小動脈→血壓高→快速過濾(大分子過不去→發炎，孔↑)
※ podocyte足細胞：一群特化的細胞，有足狀構造包覆在capillary周圍，構成meshwork→過濾的功能
※ mesangial：macrophage；清除不該進入腎小管的物質
(b)腎小管：
proximal convoluted tubule→ loop of Henle→ distal tubule→ collecting duct→ renal pelvis：進行reabsorption以及secretion之處
(c)血管：
Renal artery→ afferent arteriole→ glomerulus→ efferent arteriole→ peritubular capillary→ vasa recta(腎靜脈)
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