第 4 節 排泄作用與體液恆定

排泄（ excretion ）：動物體藉各器官、系統排 除體內代謝廢物的過程 新陳代謝廢物以含氮廢物（尿素、尿酸）為主， 此外，尚有二氧化碳、多餘水分及熱能等

單細胞生物或構造簡單的水生動物多經擴散作 用將代謝廢物排除，而由外界滲入的多餘水分 則以耗能的方式排出體外 人體的排泄系統包括：腎臟、肺臟、消化道和 皮膚等

4-4.1 腎臟的功能與汗腺的功能

腎臟的功能 人體的腎臟（ kidney ）位於腹腔背面脊椎骨兩 側，左右各有一個 腎臟

泌尿系統（ urinary system ） 1. 腎臟 2. 輸尿管（ ureter ） 3. 膀胱（ urinary bladder ） 4. 尿道（ urethra ）

圖 4-16 人體的泌尿系統： A. 包括腎臟、輸尿管、膀胱及尿道。 B. 腎臟的剖面圖。 C. 腎元構造模式圖：包括腎小體和腎小管。 腎臟 輸尿管 膀胱 尿道 腎動脈 腎靜脈 皮質 髓質 輸尿管 鮑氏囊 腎小球 集尿管

血液不斷流經腎臟，過濾後形成尿液，尿液經 輸尿管送至膀胱暫時儲存 腎臟除排出多餘水分外，也有維持體內鈉、鉀 等離子及酸鹼值恆定的作用，腎臟是人體維持 體液恆定的重要器官

每個腎臟約由一百萬個腎元（ nephron ）組 成 腎元為腎臟功能及構造單位，包括腎小體及 腎小管兩部分 腎小體包括腎小球（絲球體）及鮑氏囊兩部 分，腎小球由微血管網組成，鮑氏囊為腎小 管一端膨大凹陷的杯狀構造

鮑氏囊 腎小球 集尿管 腎小管

腎臟形成尿液的過程 1. 過濾作用 2. 再吸收作用 3. 分泌作用

過濾作用 發生於腎小球的微血管網和鮑氏囊之間 可將血液中除血球及大分子血漿蛋白外的水分、 鹽類、葡萄糖、胺基酸及尿素等，過濾形成濾 液

鮑氏囊 腎小球 集尿管 腎小管

濾液經鮑氏囊進入腎小管中，腎小管管壁細胞 可將有機養分、離子及大部分水，經再吸收作 用送回腎小管周圍的微血管，使濾液濃縮 再吸收作用

鮑氏囊 腎小球 集尿管 腎小管

腎小管的管壁細胞亦有分泌作用，可將攝入的 藥物、色素排至腎小管中，形成尿液 尿液經輸尿管送至膀胱，待積存至一定量時， 引起尿意，經排尿反射，將尿液經尿道排出體 外 分泌作用

鮑氏囊 腎小球 集尿管 腎小管

尿量的多寡決定於血漿滲透壓的高低，大量喝 水後，血液滲透壓降低，腎臟對水分的再吸收 減少，排出大量稀釋的尿液 若大量出汗後，血液滲透壓增加，腎臟將水分 大量再吸收，排出量少而濃

液體 成分蛋白質葡萄糖胺基酸尿素鈉離子氯化物鉀離子 血漿 鮑氏囊 濾液 正常尿 液 表 4-1 血漿、鮑氏囊濾液和正常尿液 中的數種物質濃度（ g ／ L ）

腎功能衰退的人，使尿素等代謝廢物無法排 除，會使正常細胞運作功能喪失，甚至危及 個體生命安全 腎臟病患兩個腎臟都功能衰退者，可能要倚 賴洗腎或換腎 洗腎又稱血液透析（ hemodialysis ），可藉人 工腎臟將血液中的代謝廢物移除

圖 4-17 血液透析 使用後的 透析液 維持透析液 37 ℃恆溫 使用前的 透析液 容納血液的 半透膜管 靜脈 廢物 半透膜 裝有透析液 的透析容器 動脈

汗腺的功能 無感性流汗：日常生活中身體少量排熱，可直 接經肺及皮膚散出，因此，平時只有少量汗液 分泌，汗液也在被察覺前就已吸熱蒸發 有感性流汗：當天氣炎熱、運動後或情緒緊張 時，汗腺大量分泌汗液 大量體熱經由汗液的蒸發帶走，而維持體溫的 恆定

人體皮膚有數百萬條的汗腺，位於真皮層，構 造包括捲曲成團的小管及周圍的微血管，開口 於皮膚表面，可使汗液排出 汗液的組成：水分約占 98 ％，約有 1 ～ 2 ％的鹽 類及少量新陳代謝廢物如尿素，因此排汗也可 視為是一種排泄作用 人若流汗過多需要補充水和鹽分，以維持生理 功能的正常運作

4-4.2 體溫調節與恆定性

體溫調節 動物體的新陳代謝活動仰賴酵素調節，而酵素 的活性受溫度影響 維持適當體溫，可使生理活動正常

動物依其體熱來源 1. 內溫動物（ endotherm ） 2. 外溫動物（ ectotherm ） 這些動物可藉構造、行為及生理上的調整， 維持體溫恆定。

以構造而言，鳥類的羽毛、哺乳類的皮毛或脂 肪層均具絕緣、保溫的效果，屬於構造上協助 體溫的調節

爬蟲類等變溫動物在清晨環境溫度低時，會到 太陽下或溫暖的石頭上取暖 當環境溫度升高時，牠們會躲在陰暗、較涼爽 的場所

圖 4-18 外溫動物隨環境溫度變化產生的行為適應模式圖： A. 清晨低溫時，蜥蜴到太陽下或溫暖的石頭上取暖。 B. 環境溫度上升，蜥蜴躲到陰影處。 C. 夜晚地表溫度低時，蜥蜴進入地下通道中。

鳥類的南北遷移也是一種對環境溫度改變的行 為適應

1. 內溫動物的體溫調節中樞 2. 在生理上藉引起散熱及產熱機制來維持體溫 恆定 下視丘

1. 下視丘啟動散熱機制，使皮膚表面血管 舒張，流至體表的血液量增加，熱量由 體表輻射散失 2. 汗液分泌增加，也能加速體熱散失，回 復體溫正常 體溫過高

1. 下視丘便啟動產熱機制，使皮膚表面血 管收縮以減少體表血液流量 2. 以汗液分泌減少和身體蜷縮來減少熱量 散失，骨骼肌的顫抖也是增加體熱產生 策略 3. 天冷時食慾較佳，有利於能量補充供應 體溫過低

恆定性（ homeostasis ） 生物體維持體內環境穩定的作用 如體溫、體內水分、鹽類、血糖等均須維持在 一定範圍，使各種組織、細胞的生理功能得以 發揮

體液 生物體內水分及溶於其中的物質 包括： 各種生理活動均需在體液中進行，因此，體液 恆定的維持十分重要 1) 細胞內液：存在於細胞內 2) 細胞外液：包括組織液、血漿及淋 巴液等

維持人體生理恆定之重要機制 1) 皮膚：藉排汗維持體溫恆定，及排除代謝廢 物； 2) 肝及胰臟：血糖恆定 3) 腎臟：新陳代謝廢物及多餘水分和鹽類排出， 是滲透壓恆定的維持 4) 呼吸作用：二氧化碳排除，在於維持體液酸 鹼值的恆定

上述各種生理活動均有賴神經系統、內分 泌系統、循環系統及各組織器官的協助， 以達成恆定的維持。