Osmoreguliacija

Osmoreguliacija aprašomas osmosinio slėgio išlyginimas gyvame organizme. Jis pagrįstas osmosu: biologiniu procesu, kurio metu vanduo pasklinda per pusiau pralaidžią membraną. Esant biocheminiam disbalansui, osmoreguliacija lemia edemos vystymąsi.

Kas yra osmoreguliacija?

Osmosinis reguliavimas apibūdina biocheminį procesą, kurio tikslas yra subalansuoti ištirpusių medžiagų koncentraciją organizme. Gyvųjų ląstelių membranos atspindi vadinamąjį pusiau pralaidų (pusiau pralaidų) paviršių, tai reiškia, kad jie leidžia dalinai pasikeisti skysčiui tarp ląstelės vidų ir jos aplinką.

Osmoregulacijos užduotis yra sukurti subalansuotą ir pastovią būseną. Ši subalansuota būsena vadinama homeostaze ir reiškia pusiausvyrą ląstelių lygyje ir pusiausvyrą tarp visų organų ir jų atitinkamos aplinkos. Kita vertus, pusiausvyros sutrikimas sukuria osmosinį slėgį, kuris priverčia išlaikyti pusiausvyrą remiantis fiziniais gamtos dėsniais.

Funkcija ir užduotis

Osmoregulacija vadovaujasi dviem pagrindiniais principais. Kai išlyginama dėl koncentracijos gradiento, vanduo pasklinda į membranos pusę, kurioje yra didesnė tirpinio koncentracija. Pvz., Jei ląstelė yra aplinkoje, kurioje yra didelė druskos koncentracija, osmosinis slėgis sukelia, kad ląstelės vanduo iš jo išeina, o ląstelė praranda skysčius viduje. Ši būsena trunka tol, kol nepasikeis koncentracijos gradientas, todėl bus priversta išlaikyti naują pusiausvyrą: Osmoreguliacija yra nuolatinis procesas, kurio žmogaus kūnas negali slopinti ar skatinti.

Antrasis osmoso veikimo principas yra pusiausvyra dėl elektros krūvio. Elektriškai įkrautos dalelės, vadinamieji jonai ir anijonai, vaidina svarbų vaidmenį ląstelių veikime biocheminiu lygmeniu. Jonai turi teigiamą elektrinį krūvį, o anijonai - neigiamą. Pvz., Įtampos pokyčiai ląstelėje turi įtakos membranos pobūdžiui ir taip keičia jos pralaidumą tam tikroms medžiagoms.

Osmoregulacija siekia identiško elektros krūvio abiejose membranos pusėse. Pavyzdžiui, jei ląstelėje vyrauja neigiama poliarizacija, tai sukuria osmosinį slėgį, kaip esant koncentracijos disbalansui, ir vanduo pasklinda į ląstelę. Ypatingais atvejais per didelis vandens difuzija į ląstelę gali sukelti negrįžtamą žalą ar net ją sprogti. Tačiau žmogaus organizme tokia ekstremali būklė yra daugiau nei mažai tikėtina.

Osmoreguliacijos pagalba organizmas ne tik subalansuoja ištirpusių medžiagų santykį atskirose ląstelėse ir išorėje, bet ir kontroliuoja visų audinių struktūrų difuziją makroskopiniu lygmeniu.

Organas, kuris yra svarbiausias viso organizmo osmoreguliacijai, yra inkstai, nes jie lemia vandens išsiskyrimą su šlapimu. Juos reguliuoja įvairūs hormonai, įskaitant aldosteroną ir angiotenziną II; inkstai savo ruožtu gamina hormonus, kurie daro įtaką daugybei medžiagų apykaitos procesų. Jie taip pat yra atsakingi už kraujo pH vertės reguliavimą, energijos filtravimą ir kaupimą per gliukozę.

Ligos ir negalavimai

Osmoreguliacija vaidina svarbų vaidmenį sergant įvairiomis pagrindinėmis ligomis, pavyzdžiui, plėtojant edemą. Edema yra audinio patinimas, kurį sukelia padidėjęs vandens susilaikymas. Per didelis skysčių laikymas tarpląstelinėse erdvėse (stromoje), ypač jungiamajame ar atraminiame audinyje, sukelia būdingą patinimą, atsirandantį dėl edemos. Tačiau patinimai gali pasireikšti ir paslėpti, pavyzdžiui, smegenyse, kur jie kartais padaro didelę žalą.

Paprastai edema neatsiranda atskirai, bet yra kitos ligos padarinys, pavyzdžiui, inkstų, kepenų ar širdies nepakankamumas. Ribota vieno iš paminėtų organų funkcija lemia, kad audinyje atsiranda nepageidaujamas osmosinis slėgis, kuris nėra biologiškai skirtas šiai formai. Dėl automatinio osmoreguliacijos vanduo teka tarpų tarp ląstelių; limfinė sistema negali pašalinti skysčių pertekliaus, o audinys išsipučia. Atsižvelgiant į sunkumą ir lokalizaciją, patinimas gali sukelti skausmą ir apriboti mobilumą.

Hipoalbuminemija yra pagrindinė liga, dėl kurios osmoreguliacija sukelia tokius simptomus. Tai baltymo albumino, kuris yra labiausiai paplitęs iš visų žmogaus organizme esančių baltymų, trūkumas. Galimos albuminų trūkumo priežastys yra netinkama dieta, kepenų ar inkstų pažeidimai, nudegimai ar ūmus uždegimas. Hipoalbuminemija taip pat gali pasireikšti nėštumo metu dėl fiziologinių priežasčių.

Baltymo albumino trūkumas lemia kūno osmoreguliacijos pokyčius: išilgai koncentracijos gradiento vanduo išsiskiria iš kraujo plazmos ir žinomu būdu kaupiasi erdvėse tarp ląstelių.

Besivystančiose šalyse, krizių zonose ir regionuose, kuriuose nėra pakankamai maisto, bado edema (Kwashiorkor) dažnai pasirodo kaip ypatingas hipoalbuminemijos variantas. Jo terapija iš esmės apima baltymų turinčio maisto tiekimą siekiant kompensuoti baltymų trūkumą.

Tačiau vandens susilaikymas nebūtinai yra sunkios ligos rezultatas. Per didelis druskos vartojimas per maistą taip pat skatina nepageidaujamą skysčių kaupimąsi stromoje. Vartojant diuretikus, gali pasikeisti osmoreguliacija padidėjusio skysčių išsiskyrimo link.