Definicija i objašnjenje osmogulacije

Osmoregulacija je aktivna regulacija osmotskog tlaka za održavanje ravnoteže od vode i elektroliti u organizmu. Kontrola Osmotski tlak potreban je za provođenje biokemijskih reakcija i očuvanje homeostaza.

Osmoza je kretanje molekula otapala kroz polupropusnu membranu u područje koje ima više koncentracija rastvora. Osmotski tlak je vanjski tlak potreban za sprečavanje otapalo od prelaska membrane. Osmotski tlak ovisi o koncentraciji čestica topljenih tvari. U organizmu je otapalo voda, a čestice topljene tvari su uglavnom otopljene soli i drugi ioni, budući da su veće molekule (proteini i polisaharidi) i nepolarne ili hidrofobne molekule (otopljeni plinovi, lipidi) ne prelaze polupropusnu membrana. Da bi održali ravnotežu vode i elektrolita, organizmi izlučuju višak vode, molekule topljenog otpada i otpad.

Postoje dvije strategije za osmoregulaciju - usklađivanje i reguliranje.

Osmokonformatori koriste aktivne ili pasivne procese da bi se uskladili s njihovim unutarnjim

Osmoregulatori kontroliraju unutarnji osmotski tlak tako da se uvjeti održavaju u strogo reguliranom rasponu. Mnoge su životinje osmoregulatori, uključujući kralježnjake (poput ljudi).

bakterije - Kad se osmolarnost povećava oko bakterija, oni mogu koristiti transportne mehanizme za apsorpciju elektrolita ili malih organskih molekula. Osmotski stres aktivira gene određenih bakterija koje dovode do sinteze molekula osmoprotektanta.

Protozoa - protisti koristiti kontraktilne vakuole za prijevoz amonijaka i drugih otpadaka iz citoplazme do stanične membrane, gdje se vakuola otvara u okoliš. Osmotski tlak prisiljava vodu u citoplazmu, dok difuzija i aktivni transport kontroliraju protok vode i elektrolita.

Bilje - Više biljke koriste stomate na donjoj strani lišća za kontrolu gubitka vode. Biljne stanice oslanjaju se na vakuole za regulaciju osmolarnosti citoplazme. Biljke koje žive u hidratiziranom tlu (mezofiti) lako nadoknađuju izgubljenu vodu od transpiracije upijajući više vode. Lišće i stabljika biljke mogu se zaštititi od prekomjernog gubitka vode vanjskim premazom koji se zove kutikula. Biljke koje žive na suhim staništima (kserofiti) pohranjuju vodu u vakuole, imaju debele kutikule i mogu imaju strukturne modifikacije (tj. lišće u obliku igle, zaštićene stomake) radi zaštite od vode gubitak. Biljke koje žive u slanom okruženju (halofiti) moraju regulirati ne samo unos / gubitak vode, već i utjecaj na osmotski tlak soli. Neke vrste pohranjuju soli u korijenje tako da će mali potencijal vode povući otapalo u vodu osmoza. Sol se može izlučiti na lišće da bi se molekule vode zadržale u stanicama lišća. Biljke koje žive u vodi ili vlažnom okruženju (hidrofiti) mogu apsorbirati vodu po cijeloj njihovoj površini.

životinje - Životinje koriste sustav izlučivanja za kontrolu količine vode koja se gubi u okolišu i održavanju Osmotski tlak. Metabolizam proteina također stvara otpadne molekule koje mogu poremetiti osmotski tlak. Organi koji su odgovorni za osmoregulaciju ovise o vrsti.

U ljudi je primarni organ koji regulira vodu bubreg. Voda, glukoza i aminokiseline mogu se apsorbirati iz glomerularnog filtrata u bubrezima ili se nastaviti kroz uretere do mokraćnog mjehura radi izlučivanja mokraćom. Na taj način bubrezi održavaju elektrolitnu ravnotežu u krvi i također reguliraju krvni tlak. Apsorpciju kontroliraju hormoni aldosteron, antidiuretski hormon (ADH) i angiotenzin II. Ljudi također gube vodu i elektroliti putem znoja.

Osmoreceptori u hipotalamusu mozga prate promjene u vodenom potencijalu, kontrolirajući žeđ i izlučujući ADH. ADH se čuva u hipofizi. Kad se oslobodi, cilja se na endotelne stanice u nefronima bubrega. Ove su stanice jedinstvene jer sadrže akvaporine. Voda može prolaziti izravno kroz akvaporine umjesto da se kreće kroz lipidni sloj stanične membrane. ADH otvara vodene kanale akvaporina, omogućujući protok vode. Bubrezi i dalje apsorbiraju vodu, vraćajući je u krvotok, sve dok hipofiza ne prestane oslobađati ADH.