Osmoregulatie bij vissen: betekenis, problemen en controle (met diagram)
In dit artikel zullen we het hebben over: - 1. Betekenis van osmoregulatie 2. Problemen van osmoregulatie 3. Factoren die van invloed zijn op de verplichte uitwisselingen 4. Osmoregulators en Osmoconfirmers 5. Osmoregulatie in zoetwatervissen 6. Osmoregulatie in zeewater Vissen 7. Controles.
Inhoud:
- Betekenis van Osmoregulation
- Problemen met Osmoregulatie
- Factoren die van invloed zijn op Verplichte Beurzen
- Osmoregulators en Osmoconfirmers
- Osmoregulatie in zoetwatervissen
- Osmoregulatie in zeewatervissen
- Besturingen van Osmoregulatie
1. Betekenis van Osmoregulatie:
Osmoregulatie bij teleostvissen, of ze nu leven in zoet water of in zee, de fysiologische activiteit ervan hangt nauw samen met hun overleving, maar ondanks het belang van osmoregulatie is verrassend weinig bekend over hoe vissen omgaan met fysiologische problemen die inherent zijn aan het leven in hypo- osmotische en hyperosmotische omgevingen.
Het vermogen van sommige vissen (bijv. .Salmon) om te reguleren in beide omgevingen tijdens migratie is van groot belang. De klassieke beoordeling van osmoregulatie bij waterdieren is gedaan door Krogh (1939) en Pyefinch (1955).
In vissen spelen de nieren een belangrijke rol bij de osmoregulatie, maar een groot deel van de osmoregulatorische functies wordt uitgevoerd door andere organen zoals de kieuwen, het omhulsel en zelfs de darm. Osmoregulatie kan worden gedefinieerd als "het vermogen om een geschikte interne omgeving te handhaven in het gezicht van osmotische stress".
Als gevolg daarvan is er altijd verschil tussen de optimale intracellulaire en extracellulaire concentraties van ionen. In het lichaam van de vissen vindt het aantal mechanismen plaats om osmotische problemen op te lossen en het verschil te reguleren.
Waarvan de meest voorkomende zijn:
(i) Tussen intracellulair en extracellulair compartiment
(ii) Tussen het extracellulaire compartiment en de externe omgeving. Beide worden gezamenlijk 'osmoregulatorische mechanismen' genoemd, een term die is bedacht door Rudolf Hober.
2. Problemen van Osmoregulation:
Over het algemeen leeft vis in een osmotische steady state ondanks frequente variaties in osmotisch evenwicht. Dat wil zeggen dat de input en output gemiddeld over een lange periode tot nul gelijk zijn (figuur 10.1).
De osmotische uitwisselingen die plaatsvinden tussen de vis en zijn omgeving kunnen van twee soorten zijn:
(i) Verplichte uitwisseling:
Het komt meestal voor als reactie op fysieke factoren waarover het dier weinig of geen fysiologische controle heeft en
(ii) Regulatory Exchange:
Dit zijn de uitwisselingen die fysiologisch goed worden gecontroleerd en helpen bij het handhaven van de interne homeostase.
3. Factoren die van invloed zijn op de verplichte ruil:
ik. Gradiënt tussen het extracellulaire compartiment en de omgeving:
Hoe groter het ionische verschil tussen de lichaamsvloeistof en het externe medium, hoe groter de neiging tot netto diffusie tot lage concentraties. Zo wordt een benige vis in een zeewater aangetast door het probleem van het verliezen van water in het hypertone zeewater.
ii. Oppervlakte / volume verhouding:
In het algemeen verdooft het dier met kleine lichaamsafmetingen sneller (of hydrateert) dan een groter dier met dezelfde vorm.
iii. Permeabiliteit van de Gills:
Kieuwen van vissen zijn noodzakelijkerwijs doorlaatbaar voor water en opgeloste stoffen omdat ze de belangrijkste plaats zijn voor de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide tussen het bloed en het water. Actief transport van zouten vindt ook plaats in de kieuwen. Euryhaline vissen (die tolerantie hebben voor een breed scala aan osmolariteit) zijn goed aangepast aan zout water door verminderde waterdoorlatendheid.
iv. Voeding:
Vissen nemen water en oplossen samen met de voeding. Een kieuw neemt een grote hoeveelheid zout op dan water bij het voeden aan ongewervelde kusten, deze vissen moeten daarom een speciaal apparaat hebben om overtollig zout uit te scheiden. Een zoetwatervis neemt echter veel water op in plaats van zout en heeft daarom speciale middelen nodig om zout te bewaren.
4. Osmoregulators en Osmoconfirmers:
Osmoregulatoren zijn die dieren die de interne osmolariteit kunnen behouden die verschilt van het medium waarin ze leven. De vissen, behalve de zeewolf die migreert tussen zoet en zout water, de veranderende osmotische stress als gevolg van veranderingen in de omgeving worden overwonnen met behulp van het endocriene mechanisme (Tabel 1).
Osmoconfirmers zijn die dieren die niet in staat zijn de osmotische toestand van hun lichaamsvloeistoffen onder controle te houden, maar die de osmolariteit van het omringende medium bevestigen. De meerderheid van de vissen leeft in zoet water of in zout water (een paar leven in brak water).
Door verschillende fysiologische processen worden metabole afvalstoffen in gewervelde dieren van het lichaam verwijderd door de darm, de huid en de nieren. Maar in vissen en waterdieren zijn hun kieuwen en orale membranen doorlaatbaar voor zowel water als zouten in het mariene milieu, zout zit meer in water tegen het zout in de lichaamsvloeistof, waardoor water naar buiten komt als gevolg van het proces van 'osmose'.
De 'osmose' kan worden gedefinieerd als 'als twee oplossingen van verschillende concentraties worden gescheiden door een semipermeabel membraan, zal het oplosmiddel uit het minder geconcentreerde deel door het membraan in een meer geconcentreerde oplossing bewegen.' Om het verlies van waterzeevissen te compenseren water.
Het zout komt in het lichaam door de concentratiegradiënt en dus zal het zout meer in het lichaam aanwezig zijn. Aan de andere kant, in zoetwatervissen, zal het zout naar het milieu gaan omdat de zoutconcentratie meer in de lichaamsvloeistof zal zijn. Het water zal door osmose door het gedeeltelijk permeabele membraan in het lichaam bewegen.
Dit betekent dat oplosmiddel in een meer geconcentreerde oplossing zal doordringen, maar opgeloste stof zal ook in de tegenovergestelde richting gaan. Er zal echter een verschil in de snelheid zijn afhankelijk van de relatieve permeabiliteit voor twee soorten moleculen, gewoonlijk gaat oplosmiddel snel voorbij.
5. Osmoregulatie in zoetwatervissen:
De lichaamsvloeistof van zoetwatervissen is over het algemeen hyperosmotisch met hun waterige medium. Zo worden ze gesteld met twee soorten problemen met betrekking tot osmoregulatie.
ik. Vanwege hyperosmotische lichaamsvloeistof worden ze onderworpen aan zwelling door beweging van water in hun lichaam als gevolg van osmotische gradiënt.
ii. Omdat het omringende medium een lage zoutconcentratie heeft, worden ze geconfronteerd met het verdwijnen van hun lichaamzouten door voortdurend verlies aan de omgeving. Zo moeten zoetwatervissen nettowinst van water en netto verlies van zouten voorkomen. Netto-inname van water wordt voorkomen door de nieren, omdat het een verdunde, meer overvloedige (dwz plantachtige, dus verdunde) urine produceert (Fig. 10.2).
De nuttige zouten worden grotendeels behouden door reabsorptie in het bloed in de tubuli van de nieren en een verdunde urine wordt uitgescheiden. Hoewel sommige zouten ook samen met urine worden verwijderd, wat leidt tot een ernstig biologisch verlies; belangrijke zouten zoals KCl, NaCl, CaCl2 en MgCl2 die in verschillende delen zijn vervangen.
Zoetwatervissen hebben een opmerkelijk vermogen om Na + en CI te extraheren door hun kieuwen uit het omringende water met minder dan 1 m M / L NaCl, hoewel de plasmaconcentratie van het zout groter is dan 100 m M / L NaCl.
Aldus werd NaCl actief in de kieuwen getransporteerd tegen een concentratiegradiënt van meer dan 100 maal. In deze vissen worden het zoutverlies en de wateropname verminderd door de integument aanzienlijk met lage permeabiliteit of ondoordringbaarheid voor zowel water als zout, ook door het water niet te drinken (Fig. 10.3).
6. Osmoregulatie bij zeewatervissen:
In zeevissen is de concentratie lichaamsvloeistof en zeewater bijna gelijk. Daarom vereisen ze niet veel energie voor het in stand houden van de osmolariteit van hun lichaamsvloeistof. Het klassieke voorbeeld is vliegvis, Myxine wiens plasma iso-osmotisch is voor de omgeving. Hagfish handhaaft de concentratie van Ca ++, Mg ++ en SO 4 aanzienlijk lager en Na + en CI hoger in vergelijking met zeewater.
Andere zeewatervissen zoals haaien, roggen, vleten en primitieve coelacanth, Latimaria, hebben plasma dat iso-osmotisch is in zeewater. Ze verschillen van de hengeltjes doordat ze in staat zijn om zeer lage elektrolytconcentraties (dwz anorganische ionen) te handhaven.
Ze hebben ook verschil met organische osmolyten zoals ureum en trimethylamineoxide. Nieren van coelacant en elasmobranchen scheiden een overmaat aan anorganische zouten zoals NaCl uit.
Ook de rectale klier aan het einde van het spijsverteringskanaal neemt deel aan de uitscheiding van NaCl. Moderne beenvissen (mariene teleosten) hebben het lichaamsvloeistof hypotoon in zeewater, dus hebben ze de neiging om water te verliezen aan de omgeving, met name van kieuw via epitheel. Het verloren volume water wordt vervangen door drinkwater (Fig. 10.3).
Ongeveer 70-80% zeewater dat NaCl en KCl bevat komt de bloedstroom binnen door absorptie door het darmepitheel. De meeste van de tweewaardige kationen zoals Ca ++, Mg ++ en SO4 die in de darm achterblijven, worden uiteindelijk echter uitgescheiden.
Overtollige zouten die samen met zeewater worden geabsorbeerd, worden uiteindelijk met behulp van kieuwen uit het bloed opgenomen door het actieve transport van Na + Cl - soms K + en geëlimineerd in het zeewater. Divalente ionen worden echter in de nieren uitgescheiden (Fig. 10.4).
Aldus is urine isosmotisch voor het bloed maar rijk aan die zouten, in het bijzonder Mg ++, Ca ++ en SO4 - die niet worden afgescheiden door de kieuwen. Gecombineerde osmotische werking van kieuwen en nieren bij mariene teleosten resulteerde in het netto vasthouden van water dat hypotoon is voor zowel het ingenomen water als de urine.
Door een vergelijkbaar mechanisme te gebruiken, behouden sommige teleost-soorten zoals de zalm uit het noordwesten van de Stille Oceaan min of meer constante osmolariteit in het plasma, ondanks het feit dat ze migreren tussen zee- en zoetwatermilieus.
Volgens Moyle en Cech. Jr. (1982) de vissen kunnen in vier groepen verdeeld worden over strategieën van regulatie van inwendig water en totale opgeloste concentraties.
7. Besturing van Osmoregulatie:
De concentratie en verdunning van urine wordt geregeld door hormonen, wat de snelheid van nierfiltratie beïnvloedt door de bloeddruk te veranderen en zo de hoeveelheid urine te regelen. Hormonen beïnvloeden ook de snelheid van diffusie en absorptie door het kieuwepitheel. De schildklier en de suprarenale organen scheiden adrenocorticale hormonen af die de osmoregulatie in vissen regelen.
