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Definición y explicación de la osmorregulación

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La osmorregulación es la regulación activa de la presión osmótica para mantener el equilibrio de agua y electrolitos en un organismo. Se necesita el control de la presión osmótica para realizar reacciones bioquímicas y preservar la homeostasis.

Cómo funciona la osmorregulación

La ósmosis es el movimiento de moléculas solventes a través de una membrana semipermeable hacia un área que tiene una mayor concentración de soluto. La presión osmótica es la presión externa necesaria para evitar que el solvente cruce la membrana. La presión osmótica depende de la concentración de partículas de soluto. En un organismo, el solvente es agua y las partículas de soluto son principalmente sales disueltas y otros iones, ya que las moléculas más grandes (proteínas y polisacáridos) y las moléculas no polares o hidrófobas (gases disueltos, lípidos) no cruzan una membrana semipermeable. Para mantener el equilibrio de agua y electrolitos, los organismos excretan el exceso de agua, moléculas de solutos y desechos.

Osmoconformadores y osmorreguladores

Hay dos estrategias utilizadas para conformar y regular la osmoregulación.

Los osmoconformadores utilizan procesos activos o pasivos para hacer coincidir su osmolaridad interna con la del entorno. Esto se ve comúnmente en invertebrados marinos, que tienen la misma presión osmótica interna dentro de sus células que el agua exterior, a pesar de que la composición química de los solutos puede ser diferente.

Los osmorreguladores controlan la presión osmótica interna para que las condiciones se mantengan dentro de un rango estrictamente regulado. Muchos animales son osmorreguladores, incluidos los vertebrados (como los humanos).

Estrategias de osmorregulación de diferentes organismos

Las bacterias - Cuando la osmolaridad aumenta alrededor de las bacterias, pueden usar mecanismos de transporte para absorber electrolitos o pequeñas moléculas orgánicas. El estrés osmótico activa genes en ciertas bacterias que conducen a la síntesis de moléculas osmoprotectoras.

Protozoos - Los protistas usan vacuolas contráctiles para transportar amoníaco y otros desechos excretores del citoplasma a la membrana celular, donde la vacuola se abre al medio ambiente. La presión osmótica fuerza el agua hacia el citoplasma, mientras que la difusión y el transporte activo controlan el flujo de agua y electrolitos.

Plantas - Las plantas superiores usan los estomas en la parte inferior de las hojas para controlar la pérdida de agua. Las células vegetales dependen de las vacuolas para regular la osmolaridad del citoplasma. Las plantas que viven en suelos hidratados (mesófitos) compensan fácilmente el agua perdida por la transpiración al absorber más agua. Las hojas y el tallo de las plantas pueden protegerse de la pérdida excesiva de agua mediante un recubrimiento externo ceroso llamado cutícula. Las plantas que viven en hábitats secos (xerofitas) almacenan agua en vacuolas, tienen cutículas gruesas y pueden tener modificaciones estructurales (es decir, hojas en forma de aguja, estomas protegidos) para proteger contra la pérdida de agua. Las plantas que viven en ambientes salados (halófitas) tienen que regular no solo la ingesta / pérdida de agua sino también el efecto sobre la presión osmótica de la sal. Algunas especies almacenan sales en sus raíces, por lo que el bajo potencial de agua atraerá el solvente a través de la ósmosis. La sal se puede excretar en las hojas para atrapar las moléculas de agua para su absorción por las células de la hoja. Las plantas que viven en agua o ambientes húmedos (hidrófitos) pueden absorber agua en toda su superficie.

Animales - Los animales utilizan un sistema excretor para controlar la cantidad de agua que se pierde en el medio ambiente y mantener la presión osmótica. El metabolismo de las proteínas también genera moléculas de desecho que pueden alterar la presión osmótica. Los órganos responsables de la osmorregulación dependen de la especie.

Osmorregulación en humanos

En los humanos, el órgano primario que regula el agua es el riñón. El agua, la glucosa y los aminoácidos pueden reabsorberse del filtrado glomerular en los riñones o pueden continuar a través de los uréteres hasta la vejiga para excretarlos en la orina. De esta manera, los riñones mantienen el equilibrio electrolítico de la sangre y también regulan la presión arterial. La absorción es controlada por las hormonas aldosterona, la hormona antidiurética (ADH) y la angiotensina II. Los humanos también pierden agua y electrolitos a través de la transpiración.

Los osmoreceptores en el hipotálamo del cerebro controlan los cambios en el potencial hídrico, controlan la sed y secretan ADH. ADH se almacena en la glándula pituitaria. Cuando se libera, se dirige a las células endoteliales en las nefronas de los riñones. Estas células son únicas porque tienen acuaporinas. El agua puede pasar a través de las acuaporinas directamente en lugar de tener que navegar a través de la bicapa lipídica de la membrana celular. ADH abre los canales de agua de las aquaporinas, permitiendo que el agua fluya. Los riñones continúan absorbiendo agua, devolviéndola al torrente sanguíneo, hasta que la glándula pituitaria deja de liberar ADH.


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