osmoregulering beskriver udligningen af det osmotiske tryk i en levende organisme. Det er baseret på osmose: en biologisk proces, hvor vand diffunderer gennem en semipermeabel membran. I tilfælde af en biokemisk ubalance fører osmoregulering til udvikling af ødemer.
Hvad er osmoregulering?
Den osmotiske regulering beskriver en biokemisk proces, der sigter mod at afbalancere koncentrationen af opløste stoffer i en organisme. Membranerne i levende celler repræsenterer en såkaldt semipermeabel (semipermeabel) overflade, hvilket betyder, at de tillader en delvis væskeudveksling mellem det indre af cellen og dens omgivelser.
Osmoreguleringen har til opgave at skabe en afbalanceret og konstant tilstand. Denne afbalancerede tilstand kaldes homeostase og refererer både til balancen på celleniveau og til balancen mellem hele organer og deres respektive miljø. En ubalance skaber på den anden side osmotisk pres, som tvinger en balance på grundlag af fysiske naturlover.
Funktion & opgave
Osmoregulering følger to grundlæggende principper. Ved udligning på grund af koncentrationsgradienten diffunderer vandet til den side af membranen, der har en højere koncentration af et opløst stof. For eksempel, hvis en celle er i et miljø, der har en høj koncentration af salt, bevæger vandet i cellen sig ud af den på grund af det osmotiske tryk, og cellen mister væske inde. Denne tilstand varer, indtil koncentrationsgradienten skifter, og tvinger således en ny balance: osmoregulering er en konstant proces, som den menneskelige krop ikke kan hæmme eller fremme.
Det andet arbejdsprincip for osmose er balancen på grund af den elektriske ladning. Elektrisk ladede partikler, såkaldte ioner og anioner, spiller en vigtig rolle i cellernes funktion på et biokemisk niveau. Joner har en positiv elektrisk ladning, mens anioner er negativt ladede. Ændringer i spænding i cellen har f.eks. Indflydelse på membranens natur og ændrer derved dens permeabilitet for visse stoffer.
Osmoregulering sigter mod en identisk elektrisk ladning på begge sider af membranen. Hvis der for eksempel hersker en negativ polarisering inden i en celle, skaber dette et osmotisk tryk som ved koncentrationsubalance, og vand diffunderer ind i cellen. I ekstreme tilfælde kan overdreven diffusion af vand i cellen føre til irreversibel skade eller endda til det sprænger. Imidlertid er en sådan ekstrem tilstand mere end usandsynlig i den menneskelige krop.
Ved hjælp af osmoregulering afbalancerer organismen ikke kun forholdet mellem opløste stoffer i og uden for individuelle celler, men kontrollerer også diffusionen for hele vævsstrukturer på et makroskopisk niveau.
Det organ, der er mest vigtigt for osmoregulering af organismen som helhed, er nyrerne - fordi de bestemmer udskillelsen af vand i form af urin. De reguleres af forskellige hormoner, herunder aldosteron og angiotensin II; nyrerne producerer på sin side hormoner, der påvirker adskillige metaboliske processer. De er også ansvarlige for at regulere blodets pH-værdi, filtrere og opbevare energi gennem glukose.
Sygdomme og lidelser
Osmoregulering spiller en rolle i forbindelse med forskellige underliggende sygdomme, for eksempel i udviklingen af ødemer. Ødem er en hævelse i vævet forårsaget af den øgede tilbageholdelse af vand. Overdreven opbevaring af væske i de intercellulære rum (stroma), især i bindevævet eller støttevævet, forårsager det karakteristiske hævede udseende af ødemer. Imidlertid kan hævelserne også manifestere sig skjult, for eksempel i hjernen, hvor de undertiden forårsager alvorlig skade.
Som regel forekommer ødemer ikke isoleret, men er resultatet af en anden sygdom Eksempler på dette er nyre-, lever- eller hjertesvigt. Den begrænsede funktion af et af de nævnte organer har den konsekvens, at uønsket osmotisk tryk opstår i vævet, hvilket ikke er biologisk tilsigtet i denne form. På grund af den automatiske osmoregulering strømmer vand ind i mellemrummene mellem cellerne; lymfesystemet kan ikke fjerne overskydende væske, og vævet opsvulmer. Afhængig af dens sværhedsgrad og lokalisering kan hævelsen forårsage smerter og begrænse mobiliteten.
Hypoalbuminæmi er en underliggende sygdom, som osmoregulering forårsager sådanne symptomer. Dette er en mangel på proteinalbuminet, som er det mest almindelige af alle proteiner i den menneskelige organisme. Potentielle årsager til en albuminmangel er dårlig kost, lever- eller nyreskade og forbrændinger eller akut betændelse. Hypoalbuminæmi kan også optræde under graviditet af fysiologiske årsager.
Mangel på proteinalbumin fører til en ændring i osmoreguleringen af kroppen: langs koncentrationsgradienten diffunderer vand ud af blodplasmaet og samles på den kendte måde i de intercellulære rum.
I udviklingslande, kriseområder og regioner med utilstrækkelig fødevareforsyning forekommer sultødem (Kwashiorkor) ofte som en speciel variant af hypoalbuminæmi. Hans terapi består hovedsageligt i forsyningen med proteinrig mad til at kompensere for manglen på protein.
Vandopbevaring er dog ikke nødvendigvis resultatet af en alvorlig sygdom. Overdreven indtagelse af salt gennem mad udløser også uønsket opbevaring af væsker i stroma. Brug af vanddrivende medicin kan skifte osmoregulering til fordel for øget væskeudskillelse.
