Osmoregulace označuje vyrovnání osmotického tlaku v živém organismu. Jeho základem je osmóza: biologický proces, při kterém voda difunduje semipermeabilní membránou. Osmoregulace vede k rozvoji edému v případě biochemické nerovnováhy.
Co je osmoregulace?
Osmotická regulace odkazuje na biochemický proces, jehož cílem je vyvážit ο koncentrace rozpuštěných látek v organismu. Osmotická regulace odkazuje na biochemický proces, jehož cílem je vyvážit ο koncentrace rozpuštěných látek v organismu. Membrány živých buněk představují takzvaný semipermeabilní povrch. To znamená, že umožňují částečnou výměnu tekutiny mezi vnitřkem buňky a jejím prostředím. Osmoregulace má za úkol nastolit vyvážený a konstantní stav. Tento vyvážený stav se nazývá homeostáza a označuje jak rovnováhu na buněčné úrovni, tak rovnováhu mezi celými orgány a jejich příslušným prostředím. Nerovnováha na druhé straně vytváří osmotický tlak, který nutí a vyvážit na základě fyzikálních zákonů přírody.
Funkce a úkol
Osmoregulace se řídí dvěma základními principy. V rovnováze na základě koncentrace spád, voda difunduje na stranu membrány, která má vyšší koncentraci rozpuštěné látky. Například pokud je buňka v prostředí, které má vysokou koncentraci soli, pak voda v buňce se z ní pohybuje osmotickým tlakem a buňka uvnitř ztrácí tekutinu. Tento stav pokračuje až do posunu koncentračního gradientu, což vynucuje vyvážení: osmoregulace je kontinuální proces, který lidské tělo nemůže potlačit ani podporovat. Druhým aktivním principem osmózy je vyvažování v důsledku elektrického náboje. Elektricky nabité částice, nazývané ionty a anionty, hrají důležitou roli ve fungování buněk na biochemické úrovni. Iony mají kladný elektrický náboj, zatímco anionty jsou záporně nabité. Například změny napětí v buňce ovlivňují povahu membrány, a tím mění její propustnost pro určité látky. Osmoregulace usiluje o identický elektrický náboj na obou stranách membrány. Například pokud v buňce převažuje negativní polarizace, vytváří se osmotický tlak, jako při nerovnováze koncentrace, a voda do buňky difunduje. V extrémních případech může dojít k nadměrné difúzi vody do buňky vést k nevratnému poškození nebo dokonce k jeho prasknutí. Nicméně takový extrém stav je v lidském těle více než nepravděpodobné. Organismus pomocí osmoregulace nejen vyvažuje poměr rozpuštěných látek uvnitř a vně jednotlivých buněk, ale také na makroskopické úrovni řídí difúzi do celých tkáňových struktur. Orgánem, který je nejdůležitější pro osmoregulaci organismu jako celku, jsou ledviny - protože určují vylučování vody ve formě moči. Jsou regulovány různými hormonů, počítaje v to aldosteron a angiotensin II; ledviny také produkují hormony, které ovlivňují četné metabolické procesy. Jsou také zodpovědní za regulaci krev pH, filtrace a akumulace energie glukóza.
Nemoci a nemoci
Osmoregulace hraje roli v kontextu různých základních onemocnění, jako je rozvoj otoků. Edém je otok tkání způsobený zvýšeným ukládáním vody. Nadměrné ukládání tekutiny v mezibuněčných prostorech (stroma), zejména v pojivové nebo podpůrné tkáni, způsobuje charakteristický oteklý vzhled otoku. Opuchy se však mohou projevit také skrytým způsobem, například v mozek, kde někdy způsobí vážné škody. Edém se zpravidla nevyskytuje izolovaně, ale představuje důsledek jiného onemocnění. Mezi příklady patří ledvina, játra or srdce Omezená funkce jednoho z výše uvedených orgánů vede k nežádoucímu osmotickému tlaku v tkáni, který není biologicky zamýšlen v této formě. Díky automatické osmoregulaci proudí voda do mezibuněčných prostorů; lymfatický systém nemůže odstranit přebytečnou tekutinu a tkáň bobtná. V závislosti na rozsahu a lokalizaci může otok způsobit bolest a omezit mobilitu. Základní chorobou, kvůli které osmoregulace způsobuje takové potíže, je hypalbuminémie. To je nedostatek bílkovin albumin, což je nejhojnější ze všech Proteinů v lidském organismu. Možné příčiny albumin nedostatek zahrnuje špatnou výživu, játra or ledvina poškození a popáleniny nebo akutní zánět. Fyziologicky se hypalbuminémie může objevit i během těhotenství. Nedostatek bílkovin albumin vede ke změně osmoregulace těla: podél koncentračního gradientu voda difunduje ven krev plazma a akumuluje se známým způsobem v mezibuněčných prostorech. V rozvojových zemích, krizových oblastech a regionech s nedostatečným zásobováním potravinami se edém hladomoru (kwashiorkor) často jeví jako speciální varianta hypalbuminemie. Své terapie v podstatě spočívá v poskytování potravin bohatých na bílkoviny, aby se kompenzoval nedostatek bílkovin. Zadržování vody však nemusí být nutně výsledkem závažných onemocnění. Nadměrný příjem soli v potravě také částečně spouští nežádoucí ukládání tekutiny ve stromatu. Užívání diuretik může posunout osmoregulaci ve prospěch zvýšeného vylučování tekutin.
