Os organismos devem manter os fluidos corporais a uma temperatura e pH constantes, mantendo concentrações específicas de soluto, de forma a suportar funções da vida. A osmorregulação é o processo que equilibra os níveis de soluto e água.
A osmose é a tendência da água passar de soluções com menores concentrações de iões, ou osmolaridades, para aquelas com maiores concentrações de iões. A osmose ocorre em resposta às diferenças nas concentrações moleculares de soluções separadas por uma membrana semipermeável.
Os fluidos corporais, separados por tais membranas, contêm água, não-eletrólitos, e eletrólitos—solutos que se dissolvem em iões na água. Tanto eletrólitos como não-eletrólitos influenciam o equilíbrio osmótico. No entanto, como o fator mais importante para a osmose é o número de soluto, em vez do tamanho, a contribuição dos eletrólitos é mais significativa.
Ao contrário da água, os eletrólitos não podem difundir passivamente através de membranas, mas dependem de difusão facilitada e transporte ativo. Na difusão facilitada, canais à base de proteínas movem solutos através de membranas. Por outro lado, a energia é usada para mover iões contra gradientes de concentração no transporte ativo.
Quando os animais ingerem alimentos, o material que não pode ser usado é excretado do corpo. Sistemas excretórios na natureza envolvem compromissos entre conservação de energia e água.
O nitrogénio está entre os tipos mais significativos de resíduos no corpo. O excesso de nitrogénio forma amoníaco, que é tóxico e deve ser descartado. Alguns animais excretam diretamente amoníaco; outros convertem-no primeiro em ureia ou ácido úrico, que são menos tóxicos. A conversão de amoníaco requer mais energia do que excreção direta, no entanto, conserva mais água.
O epitélio de transporte muitas vezes medeia a osmorregulação e excreção. Essas células especializadas movem solutos e são encontradas em órgãos excretórios em todo o reino animal: desde túbulos de Malpighi de insetos a guelras de peixes a rins de vertebrados.
Tipicamente organizado em redes em forma de tubo com grandes áreas de superfície, o epitélio de transporte frequentemente auxilia no equilíbrio da água e na remoção de resíduos. Por exemplo, algumas aves marinhas têm glândulas nasais que removem o sal do sangue e excretam-no das narinas, permitindo-lhes consumir água do mar.
