Az ozmoreguláció az ozmotikus nyomás aktív szabályozása az egyensúly fenntartása érdekében vízből és elektrolitok egy szervezetben. Ellenőrzése ozmotikus nyomás szükséges a biokémiai reakciók végrehajtásához és a tartósításhoz homeosztázis.
Hogyan működik az Osmore-szabályozás?
Az ozmózis az oldószermolekulák mozgatása egy féligáteresztő membránon keresztül egy nagyobb területre oldott koncentráció. Az ozmotikus nyomás a megelőzéshez szükséges külső nyomás az oldószert a membrán átlépésétől. Az ozmotikus nyomás az oldott részecskék koncentrációjától függ. Egy szervezetben az oldószer víz, és az oldott részecskék elsősorban oldott sók és más ionok, mivel nagyobb molekulák (fehérjék és poliszacharidok) és nem poláris vagy hidrofób molekulák (oldott gázok, lipidek) nem keresztezik a féligáteresztő képességet membrán. A víz és az elektrolit egyensúly fenntartása érdekében az organizmusok felesleges vizet választanak ki, oldott molekulákat és hulladékokat.
Osmoconformers és Osmoregulatorok
Kétféle stratégiát használnak az ozmoregulációra - megfelelő és szabályozó.
Az osmoconformers aktív vagy passzív folyamatokat használ, hogy megfeleljenek belső tulajdonságaiknak Ozmolaritás a környezetvédelemhez. Ezt általában tengeri gerincteleneknél lehet megfigyelni, amelyek belső ozmotikus nyomása azonos sejtjeik mint külső víz, jóllehet az oldott anyagok kémiai összetétele lehet különböző.
Az ozmoregulátorok úgy szabályozzák a belső ozmotikus nyomást, hogy a körülményeket szigorúan szabályozott tartományban tartsák. Sok állat ozmoregulátor, beleértve a gerinceseket (mint az emberek).
Különböző szervezetek ozmoregulációs stratégiái
baktériumok - Ha a baktériumok körül növekszik az ozmolaritás, transzportmechanizmusokat használhatnak az elektrolitok vagy kis szerves molekulák abszorpciójára. Az ozmotikus stressz aktiválja bizonyos baktériumok géneit, amelyek az ozmoprotektáns molekulák szintéziséhez vezetnek.
véglények - egysejtűek kontrakciós vákuumokat használjon az ammónia és más ürülék hulladékok szállítására a citoplazmából a sejtmembránra, ahol a vákuum nyílik a környezetre. Az ozmotikus nyomás kényszeríti a vizet a citoplazmába, míg a diffúzió és az aktív transzport szabályozza a víz és az elektrolit áramlását.
Növények - A magasabb növények a levél alján lévő sztómát használják a vízveszteség csökkentésére. A növényi sejtek vákuumokra támaszkodnak a citoplazma ozmolaritásának szabályozására. A hidratált talajban (mezofiták) élő növények könnyen kiegyenlítik a transzpirációból elveszett vizet, mivel több vizet vesznek fel. A növények leveleit és szárát a kutikula nevű viaszos külső bevonattal megvédhetjük a túlzott vízvesztéstől. A száraz élőhelyekben (xerofitákban) élő növények vákuumban tárolják a vizet, vastag kutikulákkal és szerkezeti módosításokkal (azaz tű alakú levelekkel, védett sztómákkal) rendelkeznek a víz elleni védelem érdekében veszteség. A sós környezetben élő növényeknek (halogének) nemcsak a vízbevitelt / -veszteséget kell szabályozniuk, hanem a só ozmotikus nyomására gyakorolt hatást is. Egyes fajok a sókat gyökereikben tárolják, így az alacsony vízpotenciál az oldószert bejuttatja ozmózis. A só a levelekre üríthető, hogy csapdába ejtse a vízmolekulákat, hogy a levélsejtek felszívódjanak. A vízben vagy nedves környezetben (hidrofitákban) élő növények felületükön felszívják a vizet.
állatok - Az állatok ürülékrendszert használnak a környezetbe vesztett víz mennyiségének szabályozására és fenntartására ozmotikus nyomás. A fehérje metabolizmus olyan hulladékmolekulákat is előállít, amelyek megzavarhatják az ozmotikus nyomást. Az ozmoregulációért felelős szervek a fajtól függenek.
Oszmoreguláció az emberekben
Az emberekben a vizet szabályozó elsődleges szerv a vese. A víz, a glükóz és az aminosavak reabszorbeálódhatnak a vese glomeruláris szűrletéből, vagy az urétereken keresztül a hólyagig folytathatják a vizelettel történő kiválasztódást. Ilyen módon a vesék fenntartják a vér elektrolit-egyensúlyát és szabályozzák a vérnyomást. Az abszorpciót az aldoszteron, az antidiuretikum (ADH) és az angiotenzin II hormonok szabályozzák. Az emberek elveszítik a vizet és elektrolitok izzadságon keresztül.
Az agyi hipotalamuszban lévő ozmoreceptorok figyelemmel kísérik a vízpotenciál változásait, ellenőrzik a szomjúságot és az ADH-t. Az ADH az agyalapi mirigyben tárolódik. Amikor felszabadul, az endothelsejteket célozza meg a vese nephronjaiban. Ezek a sejtek egyediek, mivel akvaporinnal rendelkeznek. A víz közvetlenül átjuthat az akvaporinokon, ahelyett, hogy át kellett navigálnia a sejtmembrán lipid kettős rétegén. Az ADH megnyitja az akvaporinok vízcsatornáit, lehetővé téve a víz áramlását. A vesék továbbra is felszívják a vizet, visszatérve a véráramba, amíg az agyalapi mirigy le nem engedi az ADH-t.