OSMOREGLERING

OSMOREGLERING• Levande organismer består av en vätskelösning

inneslutet av ett membran, dvs kroppsytan.• Både organismens volym och ämnenas

koncentration bör hållas inom snäva gränser. • Problemet att kroppsvätskans koncentration

vanligen skiljer sig från miljöns.

• Detta avhjälps genom att minska 1)permeabiliteten, energikrävande

2)gradienten mellan kroppsvätskornas och omgivningens koncentrationer

Kroppens vattenbalans regleras av:

Förlust:– Evaporation (huden,

andningsorganen– Feces– Urin

Tillgång: – Dricka vatten– Upptag genom

huden (vatten/luft)– Vatten i föda

(speciellt färska grönsaker)

– Oxiderat vatten (metaboliskt vatten)

Definitioner

IsosmotiskMarina evertebrater med kroppsvätskor av samma osmotiska tryck som det omgivande vattnet. (Gr. isos = lika).

Då yttermediets koncentration ändras finns två strategier:

1. OsmokonformerareDen osmotiska koncentrationen i kroppsvätskorna ändras,konformeras med mediet

2. Osmoreglerare Den osmotiska koncentrationen bibehålls/regleras oberoende av de yttre förändringarna

Hyperosmotisk Sötvattensdjur vars kroppsvätskor har en högre koncentration än yttermediet.

Hyposmotisk Djur med en lägre osmotisk koncentration än yttermediet.

Euryhalin Djur som tål stora för-ändringar i yttermediets salthaltskoncentration

Stenohalin Djur som tolererar bara små salthaltsförändring-ar.

Enheter

• En osmotisk koncentration av en lösning uttrycks i osmolaritet; osmol/liter

• Isotonisk = då en cell är i jämvikt med mediets koncentration, dvs den varken sväller eller skrumpnar. T ex människans RBC i NaCl i koncentrationen 150 mmol/l (0.9%)

Marina djur

• Vanligen osmokonformerare.• Mekanismer att utesluta onödiga joner och uppta

de viktiga. • Exkretionsorganen ser till att de onödiga ämnena

avlägsnas, t ex njurarna.• Aktiv jonreglering

([Na+],[Cl-] lägre i cellen, [K+ ] högre).Cellmembranen är permeabel för vatten, impermeabel för lösta ämnen. En förändring i den extracellulära koncentrationen cellvolymen ändrar.

Mekanik för osmoreglering

• Hyperosmotiska djur har två fysiologiska problem: 1) Vatten flödar in i djuret 2) Lösta ämnen riskeras att förloras

• Aktiv transport, troligen genom kroppsytan och

gälarna. • Energikrävande urinkoncentrationen och blodet är isotoniska.

Akvatiska vertebrater

• Två grupper:1) Osmokoncentrationen havsvattnets.

Inga problem med vattenbalans, inget osmotiskt flöde då in och utsidan är lika.

2) Osmokoncentrationen 1/3 av havsvattnets.

Konstant risk att förlora vatten till yttermediet.

• Sötvattens vertebrater har en koncentration på ca ¼ - 1/3 av vattnets; de är hyperosmotiska i förhållande med yttermediet.

Broskfiskar - elasmobrancher (hajar, rockor)

• Osmotisk jämvikt genom att lagra stora mängder organiska ämnen, främst urea i sina kroppsvätskor.

• Hajens njurar reabsorberar urea som vanligen destabiliserar proteiner, sp enzymer.

• Exkretionen av Na+ genom specifik körtel, rektal körteln, + njurarna.

• Rektal körteln har sin öppning i bakre delen av tarmen, där den avger en vätska med hög koncentration av Na+ och Cl-.

• Dricker ej och kan undvika extra intag av Na+.

Benfiskar - teleoster

Marina teleoster• Hyposmotiska, kompenserar

med att dricka havsvatten saltkoncentrationen stiger.

saltet måste avges i högre konc än det kommer in.

Njurarna kan inte producera urin med högre koncentration än blodet.

andra organ måste sköta saltexkretionen; främst med en aktiv transport över gälepitelet.

• Aktiv transporten med specifika, stora kloridceller.

Limniska teleoster• Högre osmotisk koncentration i blodet än i yttermediet.

utspädd urin

förlust av lösta ämnen. Ersätts genom jonupptag över gälarna.

Teleoster vanligen stenohalina, undantaget kata- och anadroma arter.

Amfibier

• Vanligen akvatiska eller semiakvatiska.

• Ynglen har gälar, de flesta adulter har utvecklade lungor.

• Sötvattensamfibiernas osmotisk reglering motsvarar teleosternas.

• Inflöde genom huden,utflöde genom högt utspätt urin.

• Aktivt saltupptag.

Terrest miljö

• Den största fysiologiska fördelen med ett liv på land är det lätta tillvaratagande av syre.

• Det största fysiologiska hotet är risken för uttorkning, dehydrering.

• Leddjur, arthropoder, är den bäst anpassade djur-gruppen för ett liv på land.

Terrestra vertebrater

Reptiler:

• Har lungor och torr, hård hud.

• Urin främsta slutprodukten av proteinmetabolismen.

• Dricker vatten, i övrigt upptas det med födan och vid oxidation.

Fåglar och mammalier

• Värmereglering genom svettning eller flämtning.

• Ökenarter får vatten från vegetation,karnivorer från bytets kroppsvätskor.

Marina vertebrater med luftandning

• Problem med vatten och salt, måste dricka havsvatten.

• Saltet absorberas kroppsvätskornas saltkoncentration ökar.

• Saltet måste avges i en lösning minst lika koncentrerad som vattnets, annars dehydrerar kroppen.

• Marina reptiler har

saltexkretionskörtlar i huvudet.

• Marina fåglar har pariga nasala saltkörtlar. Aktiva endast vid osmotisk stress, bara för höga [Cl-]och [Na+].

• Marina mammalier;njurarna hos valar och sälar kan producera urin i högre koncentration än havsvattnet.

• Mjölkproduktionen förbrukar mycket vatten minimeras med koncentrerad mjölk. Weddelsälens mjölk har en fetthalten på 57.9%.