Physiologische Prozesse: Lymphsystem, Gasaustausch & Exkretion

Das Lymphsystem der Wirbeltiere

Das Lymphsystem ist charakteristisch für Wirbeltiere. Es besteht aus Lymphgefäßen, Lymphknoten und der zirkulierenden Lymphe.

• Lymphgefäße: Sie bilden sich als blind endende Kapillaren, die in fast allen Gewebsspalten zu finden sind. Sie verschmelzen zu größeren Gefäßen, die mit Ventilen ausgestattet sind, um einen Rückfluss der Lymphe zu verhindern. Schließlich münden sie in den Blutkreislauf.
• Lymphknoten: Dies sind Strukturen entlang der Lymphgefäße. Ihre Aufgabe ist die Produktion von Lymphozyten, einer Art weißer Blutkörperchen, die an der Immunabwehr beteiligt sind.
• Lymphe: Sie gewinnt einen Teil der extrazellulären Flüssigkeit zurück, insbesondere Proteine mit hohem Molekulargewicht.

Transport von Gasen im Blut

Sauerstofftransport

Der Sauerstofftransport von der Atemoberfläche zu jeder Zelle erfolgt über den Blutkreislauf. Da die Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser gering ist, reicht der Transport von gelöstem Gas nur bei Tieren mit einfacher Organisation aus. Bei Tieren mit hoher Stoffwechselaktivität wurden im Laufe der Evolution Atem-Pigmente in den Körperflüssigkeiten entwickelt. Diese heteroproteinhaltigen Pigmente enthalten Metalle (Kupfer oder Eisen) und binden Sauerstoff reversibel.

Kohlendioxidtransport

CO2 entsteht bei der Zellatmung und wird aufgrund seiner höheren Löslichkeit teilweise direkt gelöst im Blut transportiert. Bei höheren Wirbeltieren wird ein Teil des Kohlendioxids an Hämoglobin gebunden, ohne den Sauerstofftransport zu beeinträchtigen, da die Bindungsstellen unterschiedlich sind. Der Großteil wird jedoch als Bikarbonat im Blutplasma transportiert. In der Lunge kehrt sich dieser Prozess um, und das CO2 wird abgegeben.

Ausscheidung und Stoffwechselabfälle

Stickstoffhaltige Abfallprodukte werden auf drei Arten ausgeschieden:

• Ammoniak (Ammoniotelische Tiere): Typisch für Wassertiere, die viel Wasser zur schnellen Verdünnung und Ausscheidung zur Verfügung haben.
• Harnsäure (Uricotelische Tiere): Da sie unlöslich ist, wird sie halbfest ausgeschieden. Dies ist typisch für Insekten, Reptilien und Vögel.
• Harnstoff (Ureotelische Tiere): Weniger giftig als Ammoniak und erfordert weniger Wasser zur Ausscheidung. Dies umfasst Amphibien und Säugetiere.

Biologische Bedeutung der Ausscheidung

Die Ausscheidung dient nicht nur der Beseitigung von Abfallprodukten, sondern ist ein Regelwerk zur Aufrechterhaltung des inneren Milieus (Homöostase). Sie umfasst:

• Beseitigung von Abfallprodukten.
• Osmoregulation: Regulierung des osmotischen Drucks.
• Ionenregulation: Regulierung der Ionenkonzentration im Körper.

Ausscheidung ohne spezialisierte Strukturen

Schwämme und Nesseltiere führen die Ausscheidung durch einfache Diffusion durch.

Ausscheidung durch spezialisierte Strukturen

Bei komplexeren Tieren erfolgt die Ausscheidung über spezialisierte Organe durch drei Hauptprozesse:

1. Filtration: Flüssigkeiten gelangen in die Ausscheidungskanäle.
2. Resorption: Rückgewinnung von Wasser und nützlichen Stoffen in den Körper.
3. Sekretion: Abgabe spezifischer Stoffe aus dem Körper in die Ausscheidungskanäle.

Die so gewonnene Flüssigkeit ist der Urin, der nach außen abgegeben wird.