Osmoregulation und Ausscheidung bei Wirbeltieren
Schweiß
Die Schweißdrüsen befinden sich in der Haut und öffnen sich durch Poren nach außen an die Epidermis. Diese Drüsen sind vor allem in bestimmten Körperteilen wie der Stirn, den Achselhöhlen, den Handflächen und den Fußsohlen konzentriert. Sie bestehen aus einem dünnen Schlauch, dem Glomerulus, der aus den Blutkapillaren Wasser und Harnstoff extrahiert. Der Schweiß ist dem Urin ähnlich, jedoch stärker verdünnt. Aus dem Glomerulus gelangt der Schweiß durch Kanäle zu den Poren und wird dort in Form von Tröpfchen abgegeben.
Regulierung der Urinkonzentration
Die Konzentration des Urins hängt vom Grad der Durchlässigkeit der Sammelrohre ab, welche durch das antidiuretische Hormon Vasopressin geregelt wird:
- Ein erhöhter osmotischer Druck stimuliert die Sekretion von Vasopressin, was die Durchlässigkeit der Sammelrohre erhöht. Infolgedessen ist die Wasserresorption größer und der endgültige Urin konzentrierter.
- Ist die Sekretion von Vasopressin niedriger, nimmt die Durchlässigkeit der Sammelrohre ab und es wird weniger Wasser absorbiert, wodurch der Urin verdünnter ist.
Der Anstieg des osmotischen Drucks im Blut löst zudem das Durstgefühl aus. Das Durstzentrum befindet sich im Hypothalamus und reagiert auf Rezeptoren im Mund- und Rachenraum, die empfindlich auf Trockenheit reagieren.
Osmoregulation
- Süßwasserfische: Sie leben in einem hypotonen Medium. Wasser dringt kontinuierlich durch Osmose und die Kiemen ein. Um überschüssiges Wasser auszuscheiden, reabsorbieren die Nieren Salze, während der Urin reichlich und sehr verdünnt ausgeschieden wird.
- Seefische: Sie sind einem konstanten Wasserverlust durch Osmose ausgesetzt, da sie in einem hypertonen Medium leben. Knochenfische lösen dieses Problem, indem sie fast das gesamte Wasser in den Nieren resorbieren: Die Menge des ausgeschiedenen Urins ist somit sehr gering und konzentriert. Knorpelfische haben einen speziellen Anpassungsmechanismus: Sie halten ihr internes Milieu fast isotonisch zum Meerwasser, indem sie Harnstoffkonzentrationen ansammeln, die für andere Tiere giftig wären. Diese Fische scheiden einen praktisch isotonischen Urin aus; überschüssiges Salz wird über eine Salzdrüse im hinteren Bereich des Darms entfernt.
- Terrestrische Wirbeltiere: Sie müssen Wasser erhalten und gleichzeitig stickstoffhaltige Abfallprodukte entfernen. Reptilien und Vögel scheiden Harnsäure aus, wobei der tubuläre Rückresorptionsprozess sehr intensiv ist, um den Wasserverlust zu minimieren. Säugetiere haben die Fähigkeit entwickelt, einen hypertonen Urin durch die Entwicklung des Metanephros zu produzieren, mit deutlich längeren und komplexeren Tubuli, die die Resorption erleichtern.