ОСМОРЕГУЛАЦИЈА: ШТА ЈЕ ТО, У БИЉКАМА, ЖИВОТИЊАМА, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Осморегулацији је процес који је одговоран за одржавање хомеостазу течности у телу, активно регулише свој интерни осмотски притисак. Његова сврха је одржавање одговарајуће количине и осмоларне концентрације различитих биолошких делова, што је неопходно за правилно функционисање организама.

Биолошка вода може се сматрати дистрибуираном у одељењима која укључују ћелијску унутрашњост (међућелијски одељак), а у случају вишећелијских организама, течност која окружује ћелије (ванћелијски или интерстицијски одељак).

Кретање воде и јона у слатководној риби телостус (Извор: Равер, Дуане; модификовао Биезл (сопствени рад), недефинисано Преведено на шпански језик - Цристина бусцх (разговор) 20:53, 1. септембар 2014. (УТЦ) виа Викимедиа Цоммонс )

Такође постоји, код сложенијих организама, интраваскуларни одељак који доводи унутар и ванћелијску течност у контакт са спољним окружењем. Ова три дела су одвојена биолошким мембранама селективне пропустљивости које омогућавају слободан пролаз воде и у већој или мањој мери ограничавају пролаз честица које се налазе у раствору.

И вода и неке ситне честице могу се слободно кретати кроз поре у мембрани, дифузијом и пратећи њихове градијенте концентрације. Остали, већи или електрично набијени, могу прелазити само с једне на другу страну користећи друге молекуле који служе као превозно средство.

Осмотски процеси се односе на премештање воде са једног места на друго место након њеног градијента концентрације. Односно, помера се из одељка у коме је она највише концентрисана до оног у ком је њена концентрација мања.

Вода је концентрисанија на месту где је осмоларна концентрација (концентрација осмотски активних честица) нижа и обрнуто. Каже се да вода прелази са места са ниском осмоларном концентрацијом на друго са вишом осмоларном концентрацијом.

Жива бића су развила сложене механизме за контролу осмотске равнотеже у својој унутрашњости и за регулисање процеса уласка и изласка воде, регулишући улазак и / или излазак раствора, а на то се односи осморегулација.

Шта је осморегулација?

Главни циљ осмотске регулације је подешавање улаза и излаза воде и раствора тако да волумен и састав преграда за течност остају константни.

У том смислу могу се размотрити два аспекта, један размена између организма и околине, а други размена између различитих делова тела.

Улазак и излазак воде и раствора одвија се различитим механизмима:

-У случају код виших кичмењака, на пример, приход се регулише уносом воде и раствора, што зависи од активности нервног и ендокриног система, који такође интервенишу у регулацији бубрежна екскреција ових материја.

-У случају васкуларних биљака, апсорпција воде и раствора настаје захваљујући процесима евапотранспирације који се одвијају у лишћу. Ови процеси „повлаче“ водени стуб и покрећу његово кретање према нагоре кроз биљку од корена, што има везе са воденим потенцијалом.

Размена и равнотежа између различитих делова организма догађа се накупљањем раствора у једном или другом одељку њиховим активним транспортом. На пример, повећање раствора унутар ћелија одређује кретање воде ка њима и повећање њихове запремине.

Равнотежа се, у овом случају, састоји од одржавања унутарћелијске осмоларне концентрације која је довољна за одржавање константне запремине ћелија, а то се постиже захваљујући учешћу протеина са различитим транспортним активностима, међу којима се истичу пумпе АТПасе и други транспортери. .

Осморегулација у биљкама

Биљкама је потребна вода да живе у истој мјери као и животиње и други једноћелијски организми. У њима је, као и у свим живим бићима, вода неопходна да би се извршиле све метаболичке реакције везане за раст и развој, које имају везе са одржавањем облика и тургора њихових ћелија.

Током живота изложени су променљивим воденим условима који зависе од окружења које их окружује, тачније од атмосферске влаге и нивоа сунчеве радијације.

У биљним организмима осморегулација испуњава функцију одржавања тургор потенцијала накупљањем или смањењем раствора у одговору на водени стрес, што им омогућава да наставе.

Кретање воде у ћелијама коријена (симпластични транспорт и апопластични транспорт) (Извор: Дилан В. Сцхвилк виа Викимедиа Цоммонс)

Вода пронађена између длака коријена и ендодерме тече између ћелија коријена кроз ванћелијски одјељак познат као апопласт (апопластични транспорт) или кроз цитоплазматске везе (поједностављени транспорт), док се не филтрира заједно са јонима и минерала у ћелије ендодерме и затим путују до васкуларних снопова.

Док се вода и минерални храњиви састојци преносе из земље коренима до ваздушних органа, ћелије различитих ткива у телу „узимају“ количину воде и количине раствора које су потребне за испуњавање њихових функција.

У биљкама, као и у многим вишим организмима, процеси уласка и избацивања воде регулисани су супстанцама које регулишу раст (фитохормони) које модулишу реакције на различита окружења и друге унутрашње факторе.

- Водни потенцијал и потенцијал притиска

Будући да је унутарћелијска концентрација раствора у биљним ћелијама већа од концентрације у њиховој средини, вода има тенденцију дифузије осмозом према унутрашњости све док потенцијал притиска који врши ћелијски зид то омогућава и то је оно што чини ћелије ћелије су чврсте или чврсте.

Водени потенцијал један је од фактора који учествују у размени воде обе биљке са околином и ћелијама њихових ткива једна са другом.

То се односи на мерење правца протока воде између два дела и састоји се од зброја осмотског потенцијала са потенцијалом притиска који врши ћелијски зид.

У биљкама, с обзиром да је концентрација раствора унутар ћелије обично већа од концентрације ванћелијског окружења, осмотски потенцијал је негативан број; док је потенцијални притисак обично позитиван.

Нижи је осмотски потенцијал, водени је потенцијал негативан. Ако се сматра ћелијом, онда се каже да ће вода у њу ући после свог потенцијалног градијента.

Осморегулација код животиња

Вишећелијски кичмењаци и бескраљежњаци користе различите системе за одржавање унутрашње хомеостазе, што је у строгој зависности од станишта које заузимају; то јест, адаптивни механизми су различити између слане воде, слатке воде и копнених животиња.

Различите адаптације често зависе од специјализованих органа за осморегулацију. У природи су најпознатији нефридијални органи, који су специјализоване екскреторне структуре које функционишу као систем црева које се отварају према споља кроз поре назване нефридиопоре.

Флатвормс имају такву структуру познату као протонепхридиум, док аннелидс и мекушци имају метанепхридиа. Инсекти и пауци имају верзију нефридијалних органа зване Малпигхи тубуле.

Код краљежњака се постиже осморегулаторни и излучујући систем, који се углавном састоји од бубрега, али нервни и ендокрини систем, пробавни систем, плућа (или шкрге) и кожа такође учествују у овом процесу одржавања водене равнотеже.

- водене животиње

Морски бескраљежњаци се сматрају осмо-адаптивним организмима , пошто су њихова тела у осмотској равнотежи са водом која их окружује. Вода и соли улазе и излазе дифузијом када се спољне концентрације промене.

Бескраљежњаци који живе у естуаријима где концентрација физиолошког раствора показује знатна колебања позната су као осморегулаторни организми , пошто имају сложеније механизме регулације због чињенице да је концентрација соли у њиховој унутрашњости различита од концентрације у води у којој живе.

Слатководне рибе имају концентрацију соли у унутрашњости много већу од оне у води која их окружује, па толико воде у њихову унутрашњост уђе осмоза, али то се излучује у облику разблаженог урина.

Поред тога, неке врсте риба имају шкрлетне ћелије за улазак соли.

Морски кичмењаци, чија је концентрација соли нижа од концентрације у њиховом окружењу, воду добијају пијући је из мора и истискују вишак соли у мокраћи. Многе морске птице и гмизавци имају "слане жлезде" које користе за ослобађање вишка соли коју добијају након пијења морске воде.

Већина морских сисара гута слану воду када се хране, али њихова унутрашњост обично има нижу концентрацију соли. Механизам који се користи за одржавање хомеостазе јесте производња урина са великом концентрацијом соли и амонијака.

Разлика у осморегулацији биљака и животиња

Идеално стање биљне ћелије знатно се разликује од животињске ћелије, чињеница која је повезана са присуством ћелијског зида који спречава прекомерно ширење ћелије због продора воде.

Код животиња, унутарћелијски простор је у осмотској равнотежи са ванћелијским течностима, а за одржавање овог стања одговорни су процеси осморегулације.

Супротно томе, биљним ћелијама потребан је тургор, што постижу задржавањем интрацелуларне течности концентрованијом од њихове средине, па вода има тенденцију да уђе у њих.

Примери

Уз све горе разматране случајеве, добар пример система за осморегулацију је онај који се налази у људском телу:

Одржавање нормалне запремине и осмоларности телесних течности код људи укључује равнотежу између уноса и излаза воде и раствора, односно равнотеже где је унос једнак излазу.

Пошто је главни ванћелијски раствор натријум, регулација запремине и осмоларности ванћелијске течности скоро искључиво зависи од равнотеже између воде и натријума.

Вода улази у организам путем хране и течности која се конзумира (чија регулација зависи од механизама жеђи) и ствара се интерно као резултат оксидационих процеса у храни (метаболичка вода).

Излазак воде настаје неосјетљивим губицима, знојем, изметом и мокраћом. Количина излученог урина регулисана је нивоом антидиуретског хормона у плазми (АДХ) у плазми.

Натријум улази у организам путем гутане хране и течности. Изгуби се знојем, изметом и урином. Губитак путем урина један је од механизама за регулисање садржаја натријума у ​​телу и зависи од својствене функције бубрега, регулисане хормоном алдостероном.

Референце

1. Албертс, Б., Деннис, Б., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., … Валтер, П. (2004). Основна ћелијска биологија. Абингдон: Гарланд Сциенце, Таилор & Францис Гроуп.
2. Цусхман, Ј. (2001). Осморегулација у биљкама: импликације за пољопривреду. Амер. Зоол. , 41, 758–769.
3. Морган, ЈМ (1984). Осморегулација и водени стрес у вишим биљкама. Анн Рев. Плант Пхисиол. , 35, 299-319.
4. Наборс, М. (2004). Увод у ботанику (1. изд.). Пеарсон Едуцатион.
5. Соломон, Е., Берг, Л. и Мартин, Д. (1999). Биологија (5. изд.). Филаделфија, Пенсилванија: Саундерс Цоллеге Публисхинг.
6. Вест, Ј. (1998). Физиолошке основе медицинске праксе (12. изд.). Мекицо ДФ: Уредништво Медица Панамерицана.