浸透圧調節の定義と説明

浸透圧調節について知っておくべきこと

ドーリング・キンダースリー/ゲッティイメージズ

浸透圧調節は、バランスを維持するための浸透圧の積極的な調節です 水の そして生物の電解質。の制御 浸透圧 生化学反応を実行し、保存するために必要ですホメオスタシス.

浸透圧調節のしくみ

浸透とは、溶媒分子が半透膜を通過して、浸透圧の高い領域に移動することです。 溶質濃度 .浸透圧は、防止するために必要な外圧です。 溶剤 膜を通過することから。浸透圧は、溶質粒子の濃度に依存します。有機体では、溶媒は水であり、溶質粒子は主に溶解塩とその他のイオンです。これは、より大きな分子 (タンパク質と多糖類) と非極性または疎水性分子 (溶解ガス、脂質) が半透膜を通過しないためです。水と電解質のバランスを維持するために、生物は余分な水、溶質分子、老廃物を排出します。

オスモコンフォーマーとオスモレギュレーター

浸透圧調節には、適合と調節という 2 つの戦略が使用されます。

オスモコンフォーマーは、能動的または受動的なプロセスを使用して内部を一致させます 浸透圧 環境のことに。これは、溶質の化学組成が異なる場合でも、細胞内の内部浸透圧が外部の水と同じである海洋無脊椎動物によく見られます。

浸透圧調節器は、条件が厳密に調整された範囲内に維持されるように、内部浸透圧を制御します。脊椎動物（ヒトなど）を含む多くの動物は、浸透圧調節器です。

異なる生物の浸透圧調節戦略

細菌 - バクテリアの周囲で浸透圧が上昇すると、輸送メカニズムを使用して電解質または小さな有機分子を吸収する可能性があります。浸透圧ストレスは、浸透圧保護剤分子の合成につながる特定の細菌の遺伝子を活性化します。

原生動物 - 原生生物 収縮性液胞を使用して、アンモニアやその他の排泄廃棄物を細胞質から細胞膜に輸送し、そこで液胞が環境に開放します。浸透圧は水を細胞質に押し込み、拡散と能動輸送は水と電解質の流れを制御します。

植物 - 高等植物は、葉の裏側にある気孔を使って水分の損失を制御します。植物細胞は、細胞質浸透圧を調節するために液胞に依存しています。含水土壌 (中生植物) に生息する植物は、より多くの水を吸収することで、蒸散によって失われた水分を容易に補います。植物の葉と茎は、クチクラと呼ばれるワックス状の外側コーティングによって過度の水分損失から保護されている可能性があります.乾燥した生息地に生息する植物 (乾生植物) は、液胞に水を蓄え、厚いクチクラを持ち、水分の損失を防ぐために構造的な変化 (すなわち、針状の葉、保護された気孔) を持っている場合があります。塩分の多い環境に生息する植物（塩生植物）は、水分の摂取・喪失だけでなく、塩による浸透圧への影響も調節しなければなりません。一部の種は根に塩を蓄えているため、水分ポテンシャルが低いと溶媒が引き込まれます。 浸透 .葉の細胞による吸収のために水分子を捕捉するために、塩分が葉に排泄される可能性があります。水または湿った環境に生息する植物 (水生植物) は、表面全体で水を吸収できます。

動物 - 動物は排泄システムを利用して、環境に失われる水の量を制御し、維持します 浸透圧 .タンパク質代謝はまた、浸透圧を乱す可能性のある老廃物分子を生成します。浸透圧調節に関与する器官は、種によって異なります。

ヒトの浸透圧調節

人間の場合、水分を調節する主要な器官は腎臓です。水、ブドウ糖、およびアミノ酸は、腎臓で糸球体濾液から再吸収されるか、尿管を通って膀胱へと続き、尿中に排泄されます。このようにして、腎臓は血液の電解質バランスを維持し、血圧も調節します。吸収は、ホルモンのアルドステロン、抗利尿ホルモン (ADH)、およびアンギオテンシン II によって制御されます。人間も水分を失い、 電解質 汗を介して。

脳の視床下部にある浸透圧受容体は、水ポテンシャルの変化を監視し、喉の渇きを制御し、ADH を分泌します。 ADHは脳下垂体に蓄えられています。放出されると、腎臓のネフロンの内皮細胞を標的にします。これらの細胞は、アクアポリンを持っているため、ユニークです。水は、細胞膜の脂質二重層を通過する必要がなく、アクアポリンを直接通過できます。 ADH はアクアポリンの水路を開き、水が流れるようにします。下垂体が ADH の放出を停止するまで、腎臓は水分を吸収し続け、血流に戻します。