삼투압 조절

Osmoregulation

삼투압 조절은 삼투수용체에 의해 검출된 유기체의 체액의 삼투압을 능동적으로 조절하여 유기체의 수분 함량을 항상적으로 유지하는 것이다. 즉, 유체 균형과 전해질 농도(이 경우 체액으로 표현되는 용액에서 염분)를 유지하여 체내 독감을 유지한다.ds 너무 희석되거나 농축되지 않아야 합니다.삼투압은 물이 [1]삼투압에 의해 다른 용액으로 이동하는 경향을 측정하는 것입니다.용액의 삼투압이 높을수록 더 많은 물이 용액으로 이동하는 경향이 있다.순수가 포함된 쪽에서 삼투압에 의해 물이 확산되지 않도록 선택적으로 투과성 막의 하이퍼토닉 쪽에 압력을 가해야 한다.

비록 삼투압 균형에 매시간 그리고 매일 변화가 있을 수 있지만, 동물은 일반적으로 장기간에 걸쳐 삼투압 안정 상태에 있다.수생 및 육생 환경의 유기체는 체액의 용질과 물의 양을 적절하게 유지해야 합니다. 이것은 피부와 키드네와 같은 장기를 통해 배설(대사성 질소 노폐물과 혈액에 축적될 경우 독성이 있는 호르몬과 같은 다른 물질을 제거하는 것)을 포함합니다.ys.

규제자 및 컨포메이터

민물고기의 물과 이온의 이동
바닷물고기의 물과 이온의 이동

삼투압 조절의 두 가지 주요 유형은 삼투압 컨포머와 삼투압 조절기입니다.삼투압은 몸의 삼투압성을 능동적 또는 수동적으로 환경에 맞춘다.대부분의 해양 무척추동물은 삼투압 동물이지만, 그들의 이온 구성은 바닷물과 다를 수 있다.엄밀하게 삼투압을 하는 동물에서는 환경 변화에 직면하여 내부의 소금과 물의 양이 비교적 일정하게 유지된다.따라서 물과 소금의 섭취와 유출이 장기간에 걸쳐 동일해야 합니다.

침지된 매체와 다른 내부 삼투압을 유지하는 유기체는 삼투압 조절기라고 불린다.그들은 몸의 삼투압을 엄격하게 조절하고, 일정한 내부 상태를 유지합니다.그들은 동물의 왕국에서 더 흔하다.삼투압 조절기는 환경 내 염분 농도에도 불구하고 염분 농도를 적극적으로 조절한다.예를 들어 민물고기가 있다.아가미는 미토콘드리아가 풍부한 세포를 사용함으로써 환경으로부터 소금을 활발하게 흡수한다.물은 물고기로 확산될 것이고, 그래서 그것은 모든 여분의 물을 배출하기 위해 매우 낮은 수준의 소변을 배출합니다.해양 생선은 주변 바닷물보다 내부 삼투압 농도가 낮기 때문에 수분을 빼앗기고 염분을 얻기 쉽다.그것은 아가미에서 소금을 활발하게 배출한다.대부분의 물고기는 스테노할린인데, 이것은 그들이 소금이나 민물에 제한되고 그들이 적응한 것과는 다른 염분 농도의 물에서는 살아남을 수 없다는 것을 의미한다.하지만, 어떤 물고기들은 다양한 염도에 걸쳐 효과적으로 삼투압을 보여줄 수 있는 능력을 보인다; 이 능력을 가진 물고기는 에우리할린 종으로 알려져 있다. 예를 들어, 광어이다.넙치는 해양과 담수라는 두 가지 다른 환경에서 서식하는 것으로 관찰되었으며, 행동 및 생리학적 변화를 가져와 두 가지 환경에 모두 적응해야 한다.

상어와 같은 일부 해양 물고기는 물을 보존하기 위해 다른 효율적인 메커니즘, 즉 삼투압 조절을 채택했습니다.그들은 비교적 높은 농도로 그들의 혈액 속에 요소를 유지한다.요소는 살아있는 조직을 손상시키기 때문에, 이 문제에 대처하기 위해, 몇몇 물고기들은 트리메틸아민 산화물을 가지고 있다.이것은 요소의 독성에 대한 더 나은 해결책을 제공한다.약간 더 높은 용질 농도(즉, 바다 용질 농도인 1000 mOsm 이상)를 가진 상어는 민물고기처럼 물을 마시지 않는다.

식물 내

고등 식물에는 특별한 삼투압 조절 기관이 없지만, 기공은 증발 증식에 의한 수분 손실을 조절하는 데 중요하며, 세포 수준에서 액포는 세포질 내의 용질 농도를 조절하는 데 중요하다.강한 바람, 낮은 습도, 높은 온도는 모두 나뭇잎의 증발 증식을 증가시킨다.아브시스산은 식물이 물을 보존하는 데 중요한 호르몬이다.그것은 기공을 닫고 뿌리 성장을 자극하여 더 많은 물이 흡수될 수 있도록 한다.

식물은 물을 얻는 문제를 동물과 공유하지만, 동물과 달리, 식물에서 수분 손실은 토양에서 조직으로 영양분을 이동시키는 원동력을 만드는 데 매우 중요하다.어떤 식물들은 물을 보존하는 방법을 발전시켜 왔다.

건생식물은 사막과 같은 건조한 서식지에서 생존할 수 있는 식물이며 오랜 기간의 물 부족에도 견딜 수 있다.선인장과 같은 다육식물은 큰 실질조직의 액포에 물을 저장한다.다른 식물들은 수분 손실을 줄이기 위해 잎을 변형하는데, 예를 들어 바늘 모양의 잎, 움푹 패인 기공, 그리고 소나무에서처럼 두껍고 밀랍 같은 큐티클이 있다.사구 마람풀은 잎을 말아 안쪽 표면에 기공을 두르고 있습니다.

수생식물은 수생 서식지에서 자라는 식물이다; 그들은 떠다니거나 물에 잠기거나 출현할 수 있으며, 계절에 따라 습지에서 자랄 수 있다.이러한 식물에서 수분 흡수는 식물의 전체 표면(예: 수련) 또는 침엽수처럼 뿌리만을 통해 발생할 수 있다.이 식물들은 물 부족에 따른 주요 삼투압 문제에 직면하지는 않지만, 계절 습지에 적응한 종들을 제외하면 건조증에 대한 방어력이 거의 없다.

할로피식물은 소금 습지나 사막 분지의 알칼리성 토양과 같이 염분 농도가 높은 토양에 사는 식물이다.그들은 염분 농도가 더 높고 따라서 물의 잠재력이 더 낮은 토양에서 물을 흡수해야 한다.할로피식물은 뿌리에서 소금을 활성화시킴으로써 이러한 상황에 대처한다.그 결과, 뿌리의 세포는 삼투에 의해 물을 가져오는 낮은 수전위를 발달시킨다.여분의 소금은 세포에 저장되거나 잎의 소금샘에서 배출될 수 있습니다.이렇게 어떤 종에 의해 분비되는 소금은 잎 세포에 의해 액체로 흡수되는 공기 중의 수증기를 잡아들이는데 도움을 준다.따라서, 이것은 예를 들어 글라스워트 및 코드 그래스 같은 공기에서 추가 물을 얻는 또 다른 방법입니다.

중생식물은 온대 지역에 사는 식물들로 물이 잘 차는 토양에서 자란다.그들은 토양에서 물을 흡수함으로써 증발로 손실된 물을 쉽게 보상할 수 있다.과도한 증산을 방지하기 위해 그들은 큐티클이라고 불리는 방수 외장 커버를 개발했다.

동물에서

인간

신장은 항이뇨호르몬(ADH), 알도스테론, 앤지오텐신II와 같은 호르몬에 의해 조절되는 신장세관의 사구체 여과액으로부터 재흡수되는 물의 양을 조절함으로써 인간의 삼투압 조절에 매우 큰 역할을 한다.예를 들어 시상하부의 삼투압 수용체에 의해 수전위 저하가 검출되며, 이는 뇌하수체로부터의 ADH 방출을 자극하여 신장 내 집적관 벽의 투과성을 증가시킨다.따라서, 많은 양의 물이 너무 [citation needed]많은 양의 물이 배설되는 것을 막기 위해 신장의 액체에서 재흡수된다.

해양 포유류

음주는 피니피드와 고래류에게 흔한 행동이 아니다.해양 포유류는 신진대사와 식수에 의해 수분 밸런스가 유지되는 반면, 실수로 섭취하고 염분을 섭취하면 전해질의 항상성을 유지할 수 있습니다.피니피드와 고래의 신장은 육생 포유류 중 곰이 아닌 것과 달리 구조적으로 갈라져 있지만, 이러한 특정한 적응은 더 큰 집중력을 부여하지 않는다.대부분의 다른 수생 포유류와는 달리 해우는 민물을 자주 마시고 해달은 소금물을 [3]자주 마신다.

텔레포스트

텔레오스트(고급 선지느러미) 어류에서는 아가미, 신장 및 소화관이 주요 삼투압 조절 기관으로서 체액 밸런스 유지에 관여한다.특히 아가미는 해양 텔레오스트에서 이온 농도를 조절하는 주요 기관으로 여겨진다.

특이하게, 장어과의 메기들은 가지 밖의 염분 분비 수지상 기관을 가지고 있다.수지상 기관은 다른 척추동물의 염분 분비 기관과 수렴 진화의 산물일 수 있다.이 기관의 역할은 염도 증가에 대한 반응으로 NKA와 NKCC의 높은 활성도에 의해 발견되었습니다.그러나 Flotosidae 수지상 기관은 보다 일반적인 아가미 기반 [4]이온 조절과 비교하여 극단적인 염도 조건에서는 제한적으로 사용될 수 있다.

프로테이터의 경우

수축성 액포를 가진 원생 파라메슘 황색증.

아메바는 수축성 액포를 사용하여 확산 및 활성 수송에 의해 세포 내 유체로부터 암모니아와 같은 배설성 폐기물을 수집합니다.삼투압 작용이 주변의 물을 세포질로 밀어내면, 액포는 표면으로 이동해 그 내용물을 환경으로 내보낸다.

세균내

박테리아는 삼투압의 증가에 의해 활동이 자극되는 운반체를 통해 전해질이나 작은 유기용질을 빠르게 축적하여 삼투압 스트레스에 반응한다.박테리아는 또한 삼투압 보호제를 [5]합성하는 삼투압 전달체와 효소를 코드하는 유전자를 켤 수 있다.포린의 발현을 [6]조절하는 EnvZ/OmpR 2성분 시스템은 모델 유기체 대장균에서 잘 특징지어진다.

척추동물 배설계

질소대사 폐기물

암모니아는 단백질 대사의 독성 부산물이며 일반적으로 생산되고 배설된 후 덜 독성이 있는 물질로 전환됩니다. 포유류는 암모니아를 요소로 변환하는 반면 조류와 파충류는 요산을 형성하여 클로카스를 통해 다른 노폐물과 함께 배설됩니다.

척추동물 삼투압 조절 달성

4가지 프로세스가 발생합니다.

  • 여과 – 혈액의 액체 부분(플라스마)은 사구체로 알려진 네프론(척추동물 신장의 기능 단위) 구조에서 (신장의 피질에서) 보먼 캡슐 또는 사구체 캡슐로 여과되어 근위부 곡관(신장의 피질에서)으로 흘러내린다.신장
  • 재흡수 – 점성 사구체 여과액의 대부분은 복잡한 세관을 둘러싼 혈관으로 되돌아간다.
  • 분비물 – 남아 있는 액체는 소변이 되며, 이는 신장의 수질 부위로 덕트를 수집하면서 아래로 이동한다.
  • 배설 – 소변은 방광에 저장되고 요도를 통해 배출된다; 다른 척추동물에서는 소변이 몸을 떠나기 전에 클로아카의 다른 노폐물과 섞인다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Diffusion and Osmosis". hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Retrieved 2019-06-20.
  2. ^ 살아있는 세포 부피의 기탄성 삼투압 조절, Iscience, 24(12), 103482 (120) doi=10.1016/j.isci.201.1982
  3. ^ Ortiz, Rudy M. (2001-06-01). "Osmoregulation in Marine Mammals". Journal of Experimental Biology. 204 (11): 1831–1844. doi:10.1242/jeb.204.11.1831. ISSN 0022-0949. PMID 11441026.
  4. ^ Malakpour Kolbadinezhad, Salman; Coimbra, João; Wilson, Jonathan M. (2018-07-03). "Osmoregulation in the Plotosidae Catfish: Role of the Salt Secreting Dendritic Organ". Frontiers in Physiology. 9: 761. doi:10.3389/fphys.2018.00761. ISSN 1664-042X. PMC 6037869. PMID 30018560.
  5. ^ Wood, Janet M. (2011). "Bacterial Osmoregulation: A Paradigm for the Study of Cellular Homeostasis". Annual Review of Microbiology. 65 (1): 215–238. doi:10.1146/annurev-micro-090110-102815. ISSN 0066-4227. PMID 21663439.
  6. ^ Cai, SJ; Inouye, M (5 July 2002). "EnvZ-OmpR interaction and osmoregulation in Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry. 277 (27): 24155–61. doi:10.1074/jbc.m110715200. PMID 11973328.
  • E. Solomon, L. Berg, D.마틴, 생물학 6판입니다.Brooks/Cole Publishing, 2002