אוסמורגולציה

אוסמורגולציה מתאר את השוואת הלחץ האוסמוטי בתוך אורגניזם חי. זה מבוסס על אוסמוזה: תהליך ביולוגי בו מים מתפזרים דרך קרום חצי-למחצה. במקרה של חוסר איזון ביוכימי, אוסמולגורציה מובילה להתפתחות בצקת.

מהי אוסמורגולציה?

התקנה האוסמוטית מתארת ​​תהליך ביוכימי שמטרתו לאזן את ריכוז החומרים המומסים בתוך אורגניזם. קרומי התאים החיים מייצגים משטח שנקרא חצי-חדיר (חדיר למחצה), פירוש הדבר שהם מאפשרים חילופי נוזלים חלקיים בין פנים התא לסביבתו.

על האוסמורגולציה המשימה ליצור מצב מאוזן וקבוע. מצב מאוזן זה נקרא הומאוסטזיס ומתייחס הן לאיזון ברמה התאית והן לאיזון בין איברים שלמים לסביבתם בהתאמה. חוסר איזון, לעומת זאת, יוצר לחץ אוסמוטי, שמאלץ איזון על בסיס חוקי טבע פיזיים.

פונקציה ומשימה

אוסמורגולציה פועלת לפי שני עקרונות יסוד. כאשר משווים בגלל מדרגת הריכוז, המים מתפזרים לצד הממברנה שיש להם ריכוז גבוה יותר של מומס. לדוגמא, אם תא נמצא בסביבה שיש בה ריכוז גבוה של מלח, המים בתא זזים מתוכם בגלל הלחץ האוסמוטי והתא מאבד נוזלים בתוכו. מצב זה נמשך עד שיפוע שיפוע הריכוז, ובכך מכריח איזון חדש: אוסמורגולציה היא תהליך מתמשך שגוף האדם אינו יכול לעכב או לקדם.

עיקרון העבודה השני של אוסמוזה הוא האיזון הנובע מהמטען החשמלי. חלקיקים טעונים חשמליים, מה שנקרא יונים ואנונים, ממלאים תפקיד חשוב בתפקוד התאים ברמה ביוכימית. ליונים יש מטען חשמלי חיובי, בעוד שהאיונים טעונים באופן שלילי. שינויים במתח בתא, למשל, משפיעים על אופי הממברנה ובכך משנים את חדירותו לחומרים מסוימים.

Osmoregulation שואף למטען חשמלי זהה משני צידי הממברנה. אם, למשל, קיים קיטוב שלילי בתוך תא, הדבר יוצר לחץ אוסמוטי, כמו בחוסר איזון בריכוז, ומים מתפזרים לתא. במקרים קיצוניים, פיזור מוגזם של מים לתא יכול להוביל לנזק בלתי הפיך או אפילו להתפרצותם. עם זאת, מצב כה קיצוני אינו סביר יותר בגוף האדם.

בעזרת אוסמורגולציה, האורגניזם לא רק מאזן את היחס בין חומרים מומסים בתוך תאים בודדים ומחוצה להם, אלא גם שולט על הדיפוזיה למבני רקמות שלמות ברמה מקרוסקופית.

האיבר החשוב ביותר לווסת הרגולציה של האורגניזם בכללותו הם הכליות - מכיוון שהם קובעים את הפרשת המים בצורה של שתן. הם מוסדרים על ידי הורמונים שונים, כולל אלדוסטרון ואנגיוטנסין II; הכליות בתורן מייצרות הורמונים המשפיעים על תהליכים מטבוליים רבים. הם אחראים גם על ויסות ערך ה- pH של הדם, סינון ואחסון אנרגיה באמצעות גלוקוזה.

מחלות ומחלות

אוסמורגולציה ממלאת תפקיד בקשר למחלות בסיסיות שונות, למשל בהתפתחות בצקת. בצקת היא נפיחות ברקמה הנגרמת על ידי אחזקת מים מוגברת. אחסון מוגזם של נוזלים בחללים הבין תאיים (סטרומה), בעיקר ברקמות החיבור או התומך, גורם למראה נפוח אופייני של בצקת. עם זאת, הנפיחויות יכולות גם להתבטא מוסתרים, למשל במוח, שם לעיתים הם גורמים נזק קשה.

ככלל, בצקת אינה מופיעה בבידוד, אלא היא תוצאה של מחלה אחרת, דוגמאות לכך הן אי ספיקת כליות, כבד או לב. תפקודם המוגבל של אחד האיברים שהוזכרו גורם לכך שלחץ אוסמוטי בלתי רצוי נוצר ברקמה, שאינה מיועדת ביולוגית בצורה זו. בגלל הווסת האוסמורטי האוטומטית, מים זורמים לחללים שבין התאים; מערכת הלימפה אינה יכולה להסיר את עודפי הנוזלים והרקמה מתנפחת. בהתאם לחומרתו ולוקליזציה שלה, הנפיחות יכולה לגרום לכאב ולהגביל את הניידות.

היפו אלבומינמיה היא מחלה שבסיסה שבגללה האוסמורגורציה גורמת לתסמינים כאלה. זהו מחסור באלבומין החלבוני, שהוא הנפוץ ביותר מבין כל החלבונים באורגניזם האנושי. סיבות פוטנציאליות למחסור באלבומין הן תזונה לקויה, נזק לכבד או כליות וכוויות או דלקת חריפה. היפו אלבומינמיה יכולה להופיע גם במהלך ההיריון מסיבות פיזיולוגיות.

המחסור באלבומין החלבוני מביא לשינוי בוויסות האוסמור של הגוף: לאורך מדרגת הריכוז, מים מתפזרים מפלסמת הדם ונאספים בדרך הידועה בחללים הבין תאיים.

במדינות מתפתחות, אזורי משבר ואזורים עם אספקת מזון לא מספקת, בצקת רעב (Kwashiorkor) מופיעה לעתים קרובות כגרסה מיוחדת של היפו אלבומינמיה. הטיפול שלו מורכב בעיקרו באספקת מזון עשיר בחלבון כדי לפצות על המחסור בחלבון.

עם זאת, החזקת מים אינה בהכרח תוצאה של מחלה קשה. צריכת יתר של מלח דרך המזון מעוררת גם אחסון בלתי רצוי של נוזלים בסטרומה. נטילת תרופות משתן יכולה להעביר את האוסמורגורציה לטובת הפרשת נוזלים מוגברת.