osmoregulace

osmoregulace opisuje vyrovnanie osmotického tlaku v živom organizme. Je založená na osmóze: biologickom procese, v ktorom voda difunduje cez semipermeabilnú membránu. V prípade biochemickej nerovnováhy vedie osmoregulácia k vzniku edému.

Čo je osmoregulácia?

Osmotická regulácia opisuje biochemický proces, ktorého cieľom je vyvážiť koncentráciu rozpustených látok v organizme. Membrány živých buniek predstavujú tzv. Semipermeabilný (polopriepustný) povrch, čo znamená, že umožňujú čiastočnú výmenu kvapaliny medzi vnútrajškom bunky a jej okolím.

Úlohou osmoregulácie je vytvoriť vyvážený a konštantný stav. Tento vyvážený stav sa nazýva homeostáza a týka sa rovnováhy na bunkovej úrovni a rovnováhy medzi celými orgánmi a ich príslušným prostredím. Na druhej strane nerovnováha vytvára osmotický tlak, ktorý núti rovnováhu na základe fyzikálnych zákonov prírody.

Funkcia a úloha

Osmoregulácia sa riadi dvoma základnými princípmi. Pri vyrovnávaní v dôsledku koncentračného gradientu voda difunduje na stranu membrány, ktorá má vyššiu koncentráciu rozpustenej látky. Napríklad, ak je bunka v prostredí, ktoré má vysokú koncentráciu soli, voda v bunke sa z nej pohybuje v dôsledku osmotického tlaku a bunka stráca tekutinu vo vnútri. Tento stav trvá, kým sa nezmení koncentračný gradient, čím sa núti nová rovnováha: Osmoregulácia je nepretržitý proces, ktorý ľudské telo nemôže inhibovať alebo podporovať.

Druhým pracovným princípom osmózy je rovnováha v dôsledku elektrického náboja. Elektricky nabité častice, takzvané ióny a anióny, hrajú dôležitú úlohu vo fungovaní buniek na biochemickej úrovni. Ióny majú kladný elektrický náboj, zatiaľ čo anióny sú záporne nabité. Napríklad zmeny napätia v bunke ovplyvňujú povahu membrány a tým menia jej priepustnosť pre určité látky.

Osmoregulácia sa zameriava na rovnaký elektrický náboj na oboch stranách membrány. Ak napríklad v bunke prevláda negatívna polarizácia, vytvára sa tak osmotický tlak, ako pri koncentrácii, a do bunky difunduje voda. V extrémnych prípadoch môže nadmerná difúzia vody do bunky viesť k ireverzibilnému poškodeniu alebo dokonca k jej prasknutiu. Takýto extrémny stav je však v ľudskom tele viac ako nepravdepodobný.

Pomocou osmoregulácie organizmus vyrovnáva nielen pomer rozpustených látok vo vnútri a zvonka jednotlivých buniek, ale tiež kontroluje difúziu pre celé tkanivové štruktúry na makroskopickej úrovni.

Orgánom, ktorý je najdôležitejší pre osmoreguláciu organizmu ako celku, sú obličky - pretože určujú vylučovanie vody vo forme moču. Sú regulované rôznymi hormónmi, vrátane aldosterónu a angiotenzínu II; obličky zase produkujú hormóny, ktoré ovplyvňujú početné metabolické procesy. Sú tiež zodpovedné za reguláciu hodnoty pH krvi, filtrovanie a ukladanie energie prostredníctvom glukózy.

Choroby a choroby

Osmoregulácia hrá úlohu v súvislosti s rôznymi základnými chorobami, napríklad pri vývoji edému. Edém je opuch tkaniva spôsobený zvýšenou retenciou vody. Nadmerné ukladanie tekutiny v medzibunkových priestoroch (stroma), najmä v spojivovom alebo podpornom tkanive, spôsobuje charakteristický opuchnutý vzhľad edému. Opuchy sa však môžu prejaviť aj skryté, napríklad v mozgu, kde niekedy spôsobujú vážne poškodenie.

Edém sa spravidla nevyskytuje izolovane, ale je výsledkom iného ochorenia, napríklad zlyhanie obličiek, pečene alebo srdca. Obmedzená funkcia jedného z uvedených orgánov má za následok, že v tkanive vzniká nežiadúci osmotický tlak, ktorý nie je v tejto forme biologicky určený. V dôsledku automatickej osmoregulácie voda prúdi do priestorov medzi bunkami; lymfatický systém nemôže odstrániť prebytočnú tekutinu a tkanivo napučiava. V závislosti od závažnosti a lokalizácie môže opuch spôsobiť bolesť a obmedziť pohyblivosť.

Hypoalbuminémia je základné ochorenie, v dôsledku ktorého osmoregulácia spôsobuje také príznaky. Toto je nedostatok proteínového albumínu, ktorý je najbežnejším zo všetkých proteínov v ľudskom organizme. Možné príčiny nedostatku albumínu sú zlá strava, poškodenie pečene alebo obličiek a popáleniny alebo akútny zápal. Hypoalbuminémia sa môže objaviť aj počas tehotenstva z fyziologických dôvodov.

Nedostatok proteínového albumínu vedie k zmene osmoregulácie tela: pozdĺž koncentračného gradientu voda difunduje z krvnej plazmy a zhromažďuje sa známym spôsobom v medzibunkových priestoroch.

V rozvojových krajinách, krízových oblastiach a regiónoch s nedostatočným zásobovaním potravinami sa edém hladu (Kwashiorkor) často javí ako špeciálny variant hypoalbuminémie. Jeho terapia spočíva v podstate v zásobovaní potravinami bohatými na bielkoviny, aby sa kompenzoval nedostatok bielkovín.

Zadržiavanie vody však nemusí byť nevyhnutne dôsledkom vážneho ochorenia. Nadmerný príjem soli potravou tiež spôsobuje nežiaduce ukladanie tekutín v stróme. Užívanie diuretických liekov môže posunúť osmoreguláciu v prospech zvýšeného vylučovania tekutín.