تعريف وشرح Osmoregulation

تنظيم الأسموز هو التنظيم النشط للضغط التناضحي للحفاظ على التوازن من الماء والشوارد في الكائن الحي. السيطرة على الضغط الاسموزي هناك حاجة لأداء التفاعلات البيوكيميائية والحفاظ عليها التوازن.

التناضح هو حركة جزيئات المذيب من خلال غشاء نصف نافذ إلى منطقة بها نسبة أعلى تركيز المذاب. الضغط التناضحي هو الضغط الخارجي اللازم للوقاية المذيب من عبور الغشاء. يعتمد الضغط التناضحي على تركيز الجسيمات المذابة. في الكائن الحي ، يكون المذيب هو الماء وتكون الجزيئات المذابة بشكل رئيسي أملاح مذابة وأيونات أخرى ، لأن الجزيئات الأكبر (البروتينات والسكريات) والجزيئات غير القطبية أو الكارهة للماء (الغازات المذابة والدهون) لا تعبر نصف غشاء. للحفاظ على توازن الماء والكهارل ، تفرز الكائنات الحية الماء الزائد والجزيئات المذابة والنفايات.

هناك استراتيجيتان تستخدمان لتنظيم الأسموز - التوافق والتنظيم.

تستخدم أجهزة Osmoconformers عمليات نشطة أو سلبية لمطابقة عملياتها الداخلية الأسمولية إلى البيئة. ويظهر هذا عادة في اللافقاريات البحرية ، التي لها نفس الضغط التناضحي الداخلي خلاياهم كمياه خارجية ، على الرغم من أن التركيب الكيميائي للمذاب قد يكون مختلف.

تتحكم منظمات Osmoregulators في الضغط التناضحي الداخلي بحيث يتم الحفاظ على الظروف داخل نطاق منظم بشدة. العديد من الحيوانات هي أجهزة تنظيم الاسم ، بما في ذلك الفقاريات (مثل البشر).

بكتيريا - عندما تزداد الأسمولية حول البكتيريا ، قد تستخدم آليات النقل لامتصاص الشوارد أو الجزيئات العضوية الصغيرة. ينشط الضغط التناضحي الجينات في بعض البكتيريا التي تؤدي إلى تخليق جزيئات واقية من الأسموز.

الكائنات الاوليه - الخلية استخدام الفجوات المتقلصة لنقل الأمونيا والنفايات الإخراجية الأخرى من السيتوبلازم إلى غشاء الخلية ، حيث تفتح فجوة على البيئة. يدفع الضغط التناضحي الماء إلى السيتوبلازم ، بينما يتحكم الانتشار والنقل النشط في تدفق الماء والشوارد.

النباتات - نباتات أعلى تستخدم الثغور على الجانب السفلي من الأوراق للتحكم في فقد الماء. تعتمد الخلايا النباتية على الفجوات لتنظيم الأسمولية السيتوبلازم. تعوض النباتات التي تعيش في التربة المائية (mesophytes) بسهولة عن الماء المفقود من النتح عن طريق امتصاص المزيد من الماء. يمكن حماية أوراق وجذوع النباتات من فقدان الماء المفرط بواسطة طبقة شمعية خارجية تسمى البشرة. تخزن النباتات التي تعيش في الموائل الجافة (xerophytes) المياه في الفجوات وتحتوي على بشرة سميكة ، وقد لديها تعديلات هيكلية (أي أوراق على شكل إبرة ، ثغور محمية) للحماية من الماء خسارة. يجب على النباتات التي تعيش في بيئات مالحة (halophytes) أن تنظم ليس فقط تناول / فقدان الماء ولكن أيضًا التأثير على الضغط التناضحي بواسطة الملح. تقوم بعض الأنواع بتخزين الأملاح في جذورها لذا فإن إمكانات المياه المنخفضة ستجذب المذيب عبرها التنافذ. يمكن إفراز الملح على الأوراق لاحتجاز جزيئات الماء لامتصاصها بواسطة خلايا الأوراق. يمكن للنباتات التي تعيش في الماء أو البيئات الرطبة (الماء) أن تمتص الماء عبر كامل سطحها.

الحيوانات - تستخدم الحيوانات نظام الإفراز للتحكم في كمية المياه المفقودة في البيئة والمحافظة عليها الضغط الاسموزي. يولد أيض البروتين أيضًا جزيئات النفايات التي يمكن أن تعطل الضغط التناضحي. تعتمد الأجهزة المسؤولة عن تنظيم الأسموز على الأنواع.

في البشر ، العضو الأساسي الذي ينظم الماء هو الكلى. يمكن إعادة امتصاص الماء والجلوكوز والأحماض الأمينية من الترشيح الكبيبي في الكلى أو قد تستمر من خلال الحالب إلى المثانة للإفراز في البول. بهذه الطريقة ، تحافظ الكلى على توازن الكهارل في الدم وكذلك تنظم ضغط الدم. يتم التحكم في الامتصاص عن طريق هرمونات الألدوستيرون وهرمون مضادات إدرار البول (ADH) والأنجيوتنسين 2. البشر يفقدون الماء أيضا الشوارد عبر العرق.

تراقب المستقبلات Osmorecept في منطقة ما تحت المهاد التغيرات في إمكانات الماء ، والتحكم في العطش وإفراز ADH. يتم تخزين ADH في الغدة النخامية. عندما يتم إطلاقه ، فإنه يستهدف الخلايا البطانية في كليون الكليتين. هذه الخلايا فريدة من نوعها لأنها تحتوي على أكوابورين. يمكن أن يمر الماء من خلال aquaporins مباشرة بدلاً من الاضطرار إلى التنقل عبر الطبقة الدهنية لغشاء الخلية. يفتح ADH قنوات المياه من aquaporins ، مما يسمح بتدفق المياه. تستمر الكلى في امتصاص الماء ، وتعيده إلى مجرى الدم ، حتى تتوقف الغدة النخامية عن إطلاق الهرمون المضاد لإدرار البول.