Osmoregulācija attiecas uz osmotiskā spiediena līdzsvarošanu dzīvā organismā. Tās pamats ir osmoze: bioloģisks process, kurā ūdens izkliedējas caur puscaurlaidīgu membrānu. Bioķīmiskās nelīdzsvarotības gadījumā osmoregulācija izraisa tūskas attīstību.
Kas ir osmoregulācija?
Osmotiskā regulēšana attiecas uz bioķīmisko procesu, kura mērķis ir līdzsvarot o koncentrācija izdalītās vielas organismā. Osmotiskā regulēšana attiecas uz bioķīmisko procesu, kura mērķis ir līdzsvarot o koncentrācija izdalītās vielas organismā. Dzīvo šūnu membrānas attēlo tā saukto daļēji caurlaidīgo virsmu. Tas nozīmē, ka tie ļauj daļēji mainīt šķidrumu starp šūnas iekšpusi un tās vidi. Osmoregulācijas uzdevums ir izveidot līdzsvarotu un nemainīgu stāvokli. Šo līdzsvaroto stāvokli sauc par homeostāzi un tas attiecas gan uz līdzsvaru šūnu līmenī, gan uz līdzsvaru starp veseliem orgāniem un to attiecīgajām vidēm. Savukārt nelīdzsvarotība rada osmotisko spiedienu, kas piespiež a līdzsvarot balstoties uz fiziskiem dabas likumiem.
Funkcija un uzdevums
Osmoregulācijā tiek ievēroti divi pamatprincipi. Līdzsvarošanā, pamatojoties uz koncentrācija gradients, ūdens difundē uz membrānas pusi, kurā ir lielāka izšķīdušās vielas koncentrācija. Piemēram, ja šūna atrodas vidē, kurā ir augsta sāls koncentrācija, ūdens šūnā osmotiskā spiediena dēļ pārvietojas no tā, un šūna zaudē šķidrumu iekšpusē. Šis stāvoklis turpinās līdz koncentrācijas gradienta maiņai, liekot līdzsvarot: osmoregulācija ir nepārtraukts process, kuru cilvēka ķermenis nevar kavēt vai veicināt. Otrais aktīvās osmozes princips ir līdzsvarošana elektriskās lādiņa dēļ. Elektriski uzlādētām daļiņām, ko sauc par joniem un anjoniem, ir svarīga loma šūnu darbībā bioķīmiskajā līmenī. Joniem ir pozitīvs elektriskais lādiņš, bet anjoniem - negatīvs lādiņš. Piemēram, sprieguma izmaiņas šūnā ietekmē membrānas dabu un tādējādi maina tās caurlaidību dažām vielām. Osmoregulācija cenšas panākt identisku elektrisko lādiņu abās membrānas pusēs. Piemēram, ja šūnā dominē negatīva polarizācija, tas rada osmotisko spiedienu, tāpat kā koncentrācijas nelīdzsvarotībā, un ūdens izkliedējas šūnā. Ārkārtējos gadījumos pārmērīga ūdens difūzija šūnā var vadīt neatgriezeniskiem bojājumiem vai pat tā plīsumiem. Tomēr tāds ekstrēms stāvoklis ir vairāk nekā maz ticams cilvēka ķermenī. Ar osmoregulācijas palīdzību organisms ne tikai līdzsvaro izšķīdušo vielu attiecību atsevišķās šūnās un ārpus tām, bet arī kontrolē visu audu struktūru difūziju makroskopiskā līmenī. Orgāns, kas ir vissvarīgākais visa organisma osmoregulācijai, ir nieres - jo tās nosaka ūdens izvadīšanu urīna formā. Tos regulē dažādi hormoni, Ieskaitot aldosterons un angiotenzīns II; no savas puses nieres ražo arī hormonus, kas ietekmē daudzus vielmaiņas procesus. Viņi ir atbildīgi arī par regulēšanu asinis pH, filtrēšana un enerģijas uzkrāšana glikoze.
Slimības un kaites
Osmoregulācijai ir nozīme dažādu pamatslimību kontekstā, piemēram, tūskas attīstībā. Tūska ir audu pietūkums, ko izraisa palielināta ūdens uzglabāšana. Pārmērīga šķidruma uzglabāšana starpšūnu telpās (stromā), īpaši saistaudos vai atbalsta audos, izraisa raksturīgu tūskas izskatu. Tomēr pietūkumi var izpausties arī slēptā veidā, piemēram, smadzenes, kur tie dažreiz nodara nopietnus postījumus. Tūska parasti nenotiek atsevišķi, bet gan citas slimības sekas. Piemēri ietver niere, aknas or sirds neveiksme. Viena no iepriekš minētajiem orgāniem ierobežotās funkcijas rezultātā audos rodas nevēlams osmotiskais spiediens, kas šajā formā nav bioloģiski paredzēts. Automātiskās osmoregulācijas dēļ ūdens ieplūst starpšūnu telpās; limfātiskā sistēma nevar noņemt lieko šķidrumu, un audi uzbriest. Atkarībā no apjoma un lokalizācijas pietūkums var izraisīt sāpes un ierobežot mobilitāti. Pamatslimība, kuras dēļ osmoregulācija izraisa šādas sūdzības, ir hippalbuminēmija. Tas ir olbaltumvielu deficīts albumīns, kas ir visplašākais no visiem proteīni cilvēka organismā. Iespējamie cēloņi albumīns trūkums ietver nepareizu uzturu, aknas or niere bojājumi un apdegumi vai akūta iekaisums. Fizioloģiski hipalbuminēmija var parādīties arī laikā grūtniecība. Olbaltumvielu deficīts albumīns noved pie ķermeņa osmoregulācijas izmaiņām: gar koncentrācijas gradientu ūdens izkliedējas no asinis plazmā un zināmā veidā uzkrājas starpšūnu telpās. Jaunattīstības valstīs, krīzes zonās un reģionos ar nepietiekamu pārtikas daudzumu bada tūska (kwashiorkor) bieži parādās kā īpašs hipalbuminēmijas variants. Tā terapija būtībā sastāv no olbaltumvielām bagāta pārtikas nodrošināšanas, lai kompensētu olbaltumvielu trūkumu. Tomēr ūdens aizture nav obligāti smagas slimības rezultāts. Pārmērīga uztura uzņemšana ar sāli daļēji izraisa arī nevēlamu šķidruma uzkrāšanos stromā. Diurētisko zāļu lietošana var mainīt osmoregulāciju par labu šķidruma izdalīšanās palielināšanai.
