Osmoregulation הוא ויסות פעיל של לחץ אוסמוטי לשמירה על האיזון של מים ואלקטרוליטים באורגניזם. שליטה ב לחץ אוסמוטי נדרש כדי לבצע תגובות ביוכימיות ולשמר הומאוסטזיס.
איך עובד אוסמורגולציה
אוסמוזה היא תנועה של מולקולות ממסות דרך קרום למחצה למחצה לאזור שיש לו גבוה יותר ריכוז מומסים. לחץ אוסמוטי הוא הלחץ החיצוני הנדרש למניעה הממס מחציית הממברנה. לחץ אוסמוטי תלוי בריכוז חלקיקי המומסים. באורגניזם הממס הוא מים והחלקיקים המומסים הם בעיקר מלחים מומסים ויונים אחרים, מכיוון שמולקולות גדולות יותר (חלבונים ופוליסכרידים) ומולקולות לא קוטביות או הידרופוביות (גזים מומסים, ליפידים) אינן עוברות חצי-זמין קרום. כדי לשמור על איזון המים והאלקטרוליטים, אורגניזמים מפרישים עודפי מים, מולקולות מומסות ופסולת.
מכשירי אוסמוקולטורציה ומווסתים
ישנן שתי אסטרטגיות המשמשות לוויסות אוסמור - התאמה ויסות.
Osmoconformers משתמשים בתהליכים פעילים או פסיביים כדי להתאים את פנימיותם אוסמולריות לזה של הסביבה. תופעה זו נפוצה בעיקר בקרב חסרי חוליות ימיים, שיש להם אותו לחץ אוסמוטי פנימי התאים שלהם כמים שבחוץ, למרות שההרכב הכימי של המומסים עשוי להיות שונה.
מווסתים אוסמוורטים שולטים בלחץ אוסמוטי פנימי כך שהתנאים נשמרים בטווח מוסדר היטב. בעלי חיים רבים הם מחסני osmoregulators, כולל בעלי חוליות (כמו בני אדם).
אסטרטגיות אוסמורגולציה של אורגניזמים שונים
חיידקים - כאשר האוסמולולריות גוברת סביב חיידקים, הם עשויים להשתמש במנגנוני הובלה לספיגת אלקטרוליטים או מולקולות אורגניות קטנות. הלחץ האוסמוטי מפעיל גנים בחיידקים מסוימים המובילים לסינתזה של מולקולות אוסמו-מגן.
פרוטוזואה - פרוטסטים השתמש בתאי vacuoles התכווצים בכדי להעביר אמוניה ופסולת הפרשה אחרת מהציטופלזמה לקרום התא, שם נפתח הוואקום לסביבה. לחץ אוסמוטי מכריח מים לציטופלזמה, ואילו דיפוזיה ותובלה פעילה שולטים על זרימת המים והאלקטרוליטים.
צמחים - צמחים גבוהים יותר משתמשים בסטומטה בחלק התחתון של העלים כדי לשלוט על אובדן המים. תאי צמחים מסתמכים על שקעים כדי להסדיר אוסמולריות ציטופלזמה. צמחים החיים באדמה מיובנת (מזופיטים) מפצים בקלות על מים שאבדו מההתנשאות על ידי ספיגת מים נוספים. העלים וגבעול הצמחים עשויים להיות מוגנים מאובדן מים מוגזם על ידי ציפוי חיצוני שעווה הנקרא לציפורן. צמחים החיים בבתי גידול יבשים (זירופיטים) אוגרים מים בוואקום, יש להם ציפורניים עבות וייתכן יש שינויים מבניים (כלומר עלים בצורת מחט, עגבניות מוגנות) להגנה מפני מים הפסד. צמחים החיים בסביבות מלוחות (הלופיטים) צריכים להסדיר לא רק צריכת / אובדן מים אלא גם את ההשפעה על לחץ אוסמוטי על ידי מלח. מינים מסוימים אוגרים מלחים בשורשיהם כך שפוטנציאל המים הנמוך ימשוך את הממס דרך אוסמוזה. מלח יכול להיות מופרש עלים כדי ללכוד מולקולות מים לקליטה על ידי תאי עלים. צמחים החיים במים או בסביבות לחות (הידרופיטים) יכולים לספוג מים על פני כל שטח הפנים שלהם.
חיות - בעלי חיים משתמשים במערכת הפרשה כדי לשלוט בכמות המים שאבדה לסביבה ולשמור עליהם לחץ אוסמוטי. מטבוליזם של חלבון מייצר גם מולקולות פסולת העלולות לשבש את הלחץ האוסמוטי. האיברים האחראים על ויסות אוסמור תלויים במין.
אוסמורגולציה אצל בני אדם
אצל בני האדם, האיבר העיקרי המווסת את המים הוא הכליה. מים, גלוקוז וחומצות אמינו עשויים להיספג מחדש מהסינון הגלומרולרי בכליות, או שהם עשויים להמשיך דרך השופכנים לשלפוחית השתן להפרשת השתן. בדרך זו הכליות שומרות על מאזן האלקטרוליטים בדם וגם מווסתות את לחץ הדם. הספיגה נשלטת על ידי ההורמונים אלדוסטרון, הורמון אנטי-דלקתיים (ADH) ואנגיוטנסין II. בני אדם גם מאבדים מים ו אלקטרוליטים דרך הזיעה.
קולטני אוסמורוזיס בהיפותלמוס של המוח עוקבים אחר שינויים בפוטנציאל המים, השולטים על צמאונם ומפרישים ADH. ADH מאוחסן בבלוטת יותרת המוח. כאשר הוא משתחרר הוא מכוון לתאי האנדותל בנפרוני הכליות. תאים אלה הם ייחודיים מכיוון שיש להם אקפורפינים. מים יכולים לעבור ישירות באקוופורינים ולא נאלצים לנווט בשכבה הדו-קרבית של קרום התא. ADH פותח את תעלות המים של האקוורפינים, ומאפשר לזרום למים. הכליות ממשיכות לספוג מים, מחזירות אותן לזרם הדם, עד שבלוטת יותרת המוח מפסיקה לשחרר ADH.