osmoregulering

osmoregulering beskriver utjevningen av det osmotiske trykket i en levende organisme. Det er basert på osmose: en biologisk prosess der vann diffunderer gjennom en semipermeabel membran. I tilfelle biokjemisk ubalanse, fører osmoregulering til utvikling av ødem.

Hva er osmoregulering?

Den osmotiske reguleringen beskriver en biokjemisk prosess som tar sikte på å balansere konsentrasjonen av oppløste stoffer i en organisme. Membranene til levende celler representerer en såkalt semipermeabel (halvgjennomtrengelig) overflate, noe som betyr at de tillater en delvis væskeutveksling mellom det indre av cellen og dens omgivelser.

Osmoreguleringen har som oppgave å skape en balansert og konstant tilstand. Denne balanserte tilstanden kalles homeostase og refererer både til balansen på cellenivå og til balansen mellom hele organer og deres respektive miljø. En ubalanse skaper derimot osmotisk trykk, som tvinger en balanse på grunnlag av fysiske naturlover.

Funksjon & oppgave

Osmoregulering følger to grunnleggende prinsipper. Ved utjevning på grunn av konsentrasjonsgradienten diffunderer vannet til siden av membranen som har en høyere konsentrasjon av et løst stoff. For eksempel, hvis en celle er i et miljø som har en høy konsentrasjon av salt, beveger vannet i cellen seg ut av den på grunn av det osmotiske trykket, og cellen mister væske inne. Denne tilstanden varer til konsentrasjonsgradienten skifter, og tvinger dermed en ny balanse: Osmoregulering er en kontinuerlig prosess som menneskekroppen ikke kan hemme eller fremme.

Det andre arbeidsprinsippet for osmose er balansen på grunn av den elektriske ladningen. Elektrisk ladede partikler, såkalte ioner og anioner, spiller en viktig rolle i cellers funksjon på et biokjemisk nivå. Joner har en positiv elektrisk ladning, mens anioner er negativt ladet. Endringer i spenning i cellen påvirker for eksempel membranens natur og endrer dermed permeabiliteten for visse stoffer.

Osmoregulering sikter til en identisk elektrisk ladning på begge sider av membranen. Hvis det for eksempel råder en negativ polarisering i en celle, skaper dette et osmotisk trykk, som ved konsentrasjonsubalanse, og vann diffunderer inn i cellen. I ekstreme tilfeller kan overdreven diffusjon av vann i cellen føre til irreversibel skade eller til og med til det sprenger. Imidlertid er en slik ekstrem tilstand mer enn usannsynlig i menneskekroppen.

Ved hjelp av osmoregulering balanserer organismen ikke bare forholdet mellom oppløste stoffer i og utenfor individuelle celler, men kontrollerer også diffusjonen for hele vevsstrukturer på et makroskopisk nivå.

Orgelet som er viktigst for osmoregulering av organismen som helhet er nyrene - fordi de bestemmer utskillelsen av vann i form av urin. De er regulert av forskjellige hormoner, inkludert aldosteron og angiotensin II; nyrene på sin side produserer hormoner som påvirker mange metabolske prosesser. De er også ansvarlige for å regulere pH-verdien i blodet, filtrere og lagre energi gjennom glukose.

Sykdommer og plager

Osmoregulering spiller en rolle i forbindelse med forskjellige underliggende sykdommer, for eksempel i utviklingen av ødem. Ødem er en hevelse i vevet forårsaket av økt retensjon av vann. Overdreven lagring av væske i de intercellulære mellomrom (stroma), spesielt i binde- eller støttevevet, forårsaker det karakteristiske hovne utseendet til ødem. Hevelsene kan imidlertid også manifestere seg skjult, for eksempel i hjernen, der de noen ganger forårsaker alvorlig skade.

Som regel forekommer ødemer ikke isolert, men er et resultat av en annen sykdom. Eksempler på dette er nyre-, lever- eller hjertesvikt. Den begrensede funksjonen til et av de nevnte organene har den konsekvensen at uønsket osmotisk trykk oppstår i vevet, som ikke er biologisk ment i denne formen. På grunn av den automatiske osmoreguleringen strømmer vann inn i mellomrommene mellom cellene; lymfesystemet kan ikke fjerne overflødig væske og vevet svulmer. Avhengig av alvorlighetsgrad og lokalisering, kan hevelsen føre til smerter og begrense mobiliteten.

Hypoalbuminemi er en underliggende sykdom som skyldes at osmoregulering forårsaker slike symptomer. Dette er en mangel på proteinalbuminet, som er det vanligste av alle proteiner i den menneskelige organismen. Potensielle årsaker til en albuminmangel er dårlig kosthold, lever- eller nyreskade og forbrenning eller akutt betennelse. Hypoalbuminemi kan også vises under graviditet av fysiologiske årsaker.

Mangelen på proteinalbuminet fører til en endring i osmoreguleringen av kroppen: langs konsentrasjonsgradienten diffunderer vann ut fra blodplasmaet og samles på kjent måte i de intercellulære rommene.

I utviklingsland, kriseområder og regioner med utilstrekkelig matforsyning, fremstår sultødem (Kwashiorkor) ofte som en spesiell variant av hypoalbuminemi. Terapien hans består hovedsakelig i tilførsel av proteinrik mat for å kompensere for mangelen på protein.

Vannretensjon er imidlertid ikke nødvendigvis et resultat av en alvorlig sykdom. Overdreven inntak av salt gjennom mat utløser også uønsket lagring av væsker i stroma. Å ta vanndrivende medisiner kan skifte osmoregulering til fordel for økt væskeutskillelse.