Дефиниција и објашњење осморегулације

Осморегулација је активна регулација осмотског притиска за одржавање равнотеже воде и електролити у организму. Контрола нечега осмотски притисак је потребан за обављање биохемијских реакција и очување хомеостаза.

Осмоза је кретање молекула растварача кроз полупропусну мембрану у подручје које има веће концентрација раствора. Осмотски притисак је спољни притисак потребан да се спречи растварач од преласка мембране. Осмотски притисак зависи од концентрације растворених честица. У организму је растварач вода, а растворјене честице су углавном растворене соли и други јони, пошто су већи молекули (протеини и полисахариди) и неполарни или хидрофобни молекули (растворени гасови, липиди) не прелазе полупропусни мембрана. Да би одржали равнотежу воде и електролита, организми излучују сувишну воду, молекуле растворених отпадака.

Постоје две стратегије за осморегулацију - усаглашавање и регулисање.

Осмоконформатори користе активне или пасивне процесе да би се ускладили са њиховим унутрашњим

Осморегулатори контролирају унутрашњи осмотски притисак тако да се услови одржавају у чврсто регулираном опсегу. Многе су животиње осморегулатори, укључујући кичмењаке (попут људи).

Бактерије - Када се осмоларност повећава око бактерија, они могу користити транспортне механизме за апсорпцију електролита или малих органских молекула. Осмотски стрес активира гене одређених бактерија које доводе до синтезе молекула осмопротектанта.

Протозоа - Протисти користити контрактилне вакуоле за транспорт амонијака и других отпадака из цитоплазме до ћелијске мембране, где се вакуола отвара у животну средину. Осмотски притисак присиљава воду у цитоплазму, док дифузија и активни транспорт контролишу проток воде и електролита.

Биљке - Више биљке користе стомаке на доњој страни лишћа за контролу губитка воде. Биљне ћелије се ослањају на вакуоле да регулишу осмоларност цитоплазме. Биљке које живе у хидратисаном тлу (мезофити) лако надокнађују изгубљену воду од транспирације апсорбујући више воде. Листови и стабљике биљке могу се заштитити од прекомерног губитка воде воштаним спољним премазом који се назива кутикула. Биљке које живе на сувим стаништима (ксерофити) складиште воду у вакуолама, имају густе кутикуле и могу имају структурне модификације (тј. лишће у облику игле, заштићене стомаке) ради заштите од воде губитак. Биљке које живе у сланом окружењу (халофити) морају да регулишу не само унос / губитак воде, већ и утицај на осмотски притисак соли. Неке врсте чувају соли у коренима, тако да ће мали потенцијал воде привући растварач осмоза. Со може да се излучи на лишће да би заробило молекуле воде које апсорбују ћелије листова. Биљке које живе у води или влажном окружењу (хидрофити) могу апсорбирати воду по цијелој површини.

Животиње - Животиње користе систем излучивања да би контролисале количину воде која се губи у животној средини и одржава осмотски притисак. Метаболизам протеина такође ствара молекуле отпада који могу да поремете осмотски притисак. Органи који су одговорни за осморегулацију зависе од врсте.

Код људи је основни орган који регулише воду бубрег. Вода, глукоза и аминокиселине могу се поново абсорбовати из гломеруларног филтрата у бубрезима или се наставити кроз мокраћне канале до мокраћног мехура ради излучивања мокраћом. На овај начин бубрези одржавају електролитну равнотежу у крви и такође регулишу крвни притисак. Апсорпцију контролишу хормони алдостерон, антидиуретски хормон (АДХ) и ангиотензин ИИ. Људи такође губе воду и електролити преко зноја.

Осморецептори у хипоталамусу мозга прате промене водног потенцијала, контролишу жеђ и излучују АДХ. АДХ се чува у хипофизи. Када се ослободи, циља се на ендотелне ћелије у нефронима бубрега. Ове ћелије су јединствене јер садрже аквапорине. Вода може директно да прође кроз аквапорине, уместо да мора да се креће кроз липидни слој ћелијске мембране. АДХ отвара водене канале аквапорина, омогућавајући протоку воде. Бубрези и даље апсорбују воду, враћајући је у крвоток, све док хипофиза не престане да ослобађа АДХ.