Balıklarda Osmoregülasyon: Anlam, Problemler ve Kontroller (Diyagramlı)

Bu makalede tartışacağız: - 1. Osmoregülasyonun Anlamı 2. Osmoregülasyonun Sorunları 3. Zorunlu Değişimleri Etkileyen Faktörler 4. Osmoregülatörler ve Osmoconfirmers 5. Tatlı Su Balıklarında Osmoregülasyon 6. Deniz Suyu Balıklarında Osmoregülasyon 7. Kontroller.

İçindekiler:

  1. Osmoregülasyonun Anlamı
  2. Osmoregülasyon Problemleri
  3. Zorunlu Borsaları Etkileyen Faktörler
  4. Osmoregülatörler ve Osmoconfirmers
  5. Tatlı Su Balıklarında Osmoregülasyon
  6. Deniz Suyu Balıklarında Osmoregülasyon
  7. Osmoregülasyonun Kontrolleri

1. Osmoregülasyonun Anlamı:

Teleost balıklarda osmoregülasyon, ister tatlı suda ister denizde yaşasın, fizyolojik aktivitesi sağkalımları ile çok yakından ilgilidir, ancak osmoregülasyonun, hipo- canlıda doğada var olan fizyolojik problemlerle nasıl ilgilendiği konusunda şaşırtıcı derecede az şey olduğu bilinmektedir. ozmotik ve hiperosmotik ortamlar.

Bazı balıkların (örn., Somon balığı) göç sırasında her iki ortamda da düzenleme kabiliyeti çok önemlidir. Sucul hayvanlarda osmoregülasyonun klasik incelemesi Krogh (1939) ve Pyefinch (1955) tarafından yapılmıştır.

Balıklarda böbrekler osmoregülasyonda önemli bir rol oynar, ancak osmoregülatuar fonksiyonların büyük bir kısmı solungaç, integument ve hatta bağırsak gibi diğer organlar tarafından gerçekleştirilir. Osmoregülasyon “ozmotik stres karşısında uygun bir iç ortam sürdürme yeteneği” olarak tanımlanabilir .

Sonuç olarak, optimal hücre içi ve hücre dışı iyon konsantrasyonları arasında her zaman bir fark vardır. Balık vücudunda ozmotik problemleri çözmek ve farkı düzenlemek için mekanizmaların sayısı yer alır.

En yaygın olanları:

(i) Hücre içi ve hücre dışı bölme arasında

(ii) Hücre dışı bölme ile dış ortam arasında. Her ikisine de topluca “osmoregulatory mekanizmaları” denir, Rudolf Hober tarafından yazılmış bir terim.

2. Osmoregülasyonun Sorunları:

Genel olarak balık, ozmotik dengede sıklıkla değişiklik olmasına rağmen, ozmotik bir sabit durumda yaşar. Yani, ortalama olarak, giriş ve çıkış, uzun bir süre boyunca sıfıra kadar eşittir (Şekil 10.1).

Balık ve çevresi arasında gerçekleşen ozmotik değişimler iki tip olabilir:

(i) Zorunlu Değişim:

Genellikle hayvanın fizyolojik kontrolü çok az olan veya hiç olmadığı fiziksel faktörlere cevap olarak ortaya çıkar ve

(ii) Düzenleyici Değişim:

Bunlar fizyolojik olarak iyi kontrol edilen ve iç homeostazın korunmasına yardımcı olan değişimlerdir.

3. Zorunlu Borsaları Etkileyen Faktörler:

ben. Ekstra Hücresel Bölme ve Çevre Arasındaki Degrade:

Vücut sıvısı ve dış ortam arasındaki iyonik fark arttıkça, net difüzyonun düşük konsantrasyonlara eğilimi de artar. Bu nedenle, bir deniz suyunda bulunan kemikli bir balık, hipertonik deniz suyuna su kaybetme probleminden etkilenir.

ii. Yüzey / Hacim Oranı:

Genel olarak küçük beden büyüklüğünde olan hayvan, aynı şekilde daha büyük bir hayvandan daha hızlı bir şekilde kurur (veya hidratlaşır).

iii. Solungaçların Geçirgenliği:

Balık solungaçları suya mutlaka geçirgendir ve kan ve su arasındaki oksijen ve karbondioksit değişiminin ana bölgesi oldukları için çözülürler. Tuzların aktif taşınması solungaçlarda da gerçekleşir. Euryhaline balıkları (çok çeşitli ozmolariteye toleransı olan), su geçirgenliği azaltılarak tuzlu suya iyi adapte edilmiştir.

iv. Besleme:

Balıklar su alır ve beslenmeyle birlikte çözülür. Solungaç, deniz kıyısındaki omurgasızlarla beslenirken sudan daha fazla miktarda tuz alır, bu nedenle, bu balıkların, fazla tuz atması için özel bir donanıma sahip olmaları gerekir. Bununla birlikte, bir tatlı su balığı, tuzdan çok miktarda su alır ve bu nedenle özel bir tuz koruma aracı gerektirir.

4. Osmoregülatörler ve Osmoconfirmers:

Osmoregülatörler, iç ozmolariteyi yaşadıkları ortamdan farklı olarak koruyabilen hayvanlardır. Tatlı ve tuzlu sular arasında göç eden hagfish dışındaki balıklar, çevresel değişimlere bağlı olarak değişen ozmotik stres, endokrin mekanizma yardımı ile aşılmaktadır (Tablo 1).

Osmoconfirmers, vücut sıvılarının ozmotik durumunu kontrol edemeyen ancak ortam ortamının ozmolaritesini onaylayan hayvanlardır. Balıkların çoğunluğu ya tatlı suda ya da tuzlu suda yaşar (bazıları acı sularda yaşar).

Çeşitli fizyolojik işlemlerden dolayı, omurgalılarda vücuttan metabolik atıklar bağırsak, cilt ve böbrekler yoluyla giderilir. Ancak balıklarda ve su hayvanlarında solungaçları ve oral membranları hem deniz ortamındaki suya hem de tuzlara karşı geçirgendir, tuzlar vücut sıvısının içindeki tuza karşı daha fazla sudur, bu nedenle su, "ozmoz" süreci nedeniyle dışarı çıkar.

'Ozmoz', “farklı konsantrasyonlarda iki solüsyon yarı geçirgen bir zarla ayrılırsa, daha az konsantre kısımdan gelen çözücü, zar içinde daha konsantre bir çözelti haline gelecektir” olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, deniz balıklarının içeceği kaybını telafi etmek için Su.

Tuz, konsantrasyon gradyanı nedeniyle vücuda girecek ve böylece tuz vücutta daha fazla olacaktır. Öte yandan, tatlı su balıklarında, tuz konsantrasyonu vücut sıvısının içinde daha fazla olacağından, tuz çevreye dışarı çıkacaktır. Su, kısmen geçirgen membrandan ozmoz nedeniyle gövdede hareket edecektir.

Bu, çözücünün daha konsantre bir çözelti içerisine gireceği, ancak çözünmenin de ters yönde geçeceği anlamına gelir. Bununla birlikte, iki tip molekül için genellikle çözücü hızlı bir şekilde geçerken göreceli geçirgenliğe bağlı oranlarda bir fark olacaktır.

5. Tatlı Su Balıklarında Osmoregülasyon:

Tatlı su balıklarının vücut sıvıları, genellikle sulu ortamlarına göre hiperosmotiktir. Böylece, iki tip osmoregulatuar problem ortaya çıkar.

ben. Hiperosmotik vücut sıvısından dolayı, ozmotik gradyan nedeniyle suyun vücutlarına hareket etmesiyle şişmeye maruz kalırlar.

ii. Çevreleyen ortam düşük tuz konsantrasyonuna sahip olduğundan, çevreye sürekli olarak zarar vererek vücut tuzlarının kaybolması ile karşı karşıya kalırlar. Bu nedenle tatlı su balıkları net su kazancını ve net tuz kaybını önlemelidir. Net su alımı, seyreltik, daha bol (yani, verimli bitkilerin sulandırdığı) idrar ürettiği için böbrek tarafından önlenir (Şekil 10.2).

Yararlı tuzlar büyük ölçüde böbrek tübüllerinde kana tekrar emilerek tutulur ve seyreltik bir idrar atılır. Her ne kadar bazı tuzlar biyolojik olarak bir miktarının zarar vermesini sağlayan idrar ile birlikte alınsa da; KCl, NaCl, CaCl2 ve MgCl2 gibi önemli tuzlar çeşitli kısımlarda değiştirilir.

Tatlı su balıkları, Na + ve CI'yı ekstrakte etme kabiliyetine sahiptir - tuzlarının plazma konsantrasyonları 100 m M / L NaCl'yi aşsa da, çevreleyen sulardan solungaçları ile 1 m M / L NaCl'den daha azdır.

Böylece NaCl, solungaçlarda 100 kat fazla konsantrasyon konsantrasyonuna karşı aktif olarak taşınır. Bu balıklarda, tuz kaybı ve su alımı, aynı zamanda suyu içmeyerek hem suya hem de tuza düşük geçirgenlik veya geçirimsizlik ile kayda değer bir şekilde etkilenir (Şekil 10.3).

6. Deniz Suyu Balıklarında Osmoregülasyon:

Deniz balıklarında, vücut sıvısının ve deniz suyunun konsantrasyonu neredeyse benzerdir. Bu nedenle, vücut sıvılarının ozmolaritesinin korunması için fazla enerji gerektirmezler. Klasik örnek hagfish, plazması çevreye iso-ozmotik olan Myxine. Hagfish, Ca ++, Mg ++ ve S04 konsantrasyonlarını deniz suyuna kıyasla anlamlı derecede düşük, Na + ve CI konsantrasyonlarını korur.

Köpekbalıkları, ışınları, patenleri ve ilkel coelacanth, Latimaria gibi diğer deniz suyu balıkları deniz suyuna iso-ozmotik olan plazmaya sahiptir. Bunlar, çok düşük elektrolit (yani inorganik iyonlar) konsantrasyonlarını muhafaza etme kapasitesine sahip olan domuz balıklarından farklılık gösterir.

Üre ve trim-etilamin oksit gibi organik osmolitlerle de farklılıkları vardır. Koelacant ve elasmobranch böbrekleri, NaCl gibi inorganik tuzların fazlalıklarını salgılar.

Ayrıca, beslenme kanalının sonunda bulunan rektal bez, NaCl atılımına katılır. Modern kemikli balıklar (deniz teleostu) deniz suyuna hipotonik vücut sıvısına sahiptir, bu nedenle çevreye özellikle solungaçtan epitel yoluyla su kaybetme eğilimindedirler. Kayıp suyun hacmi tuzlu su ile değiştirilir (Şek. 10.3).

NaCl ve KCl içeren yaklaşık% 70-80 deniz suyu, bağırsak epiteli boyunca emilimiyle kan akışına girer. Bununla birlikte, bağırsakta kalan Ca ++, Mg ++ ve SO4 gibi iki değerli katyonların çoğu nihayet atılır.

Deniz suyu ile birlikte emilen aşırı tuzlar, Na + Cl - bazen K + ' nın aktif taşınmasıyla solungaçların yardımı ile kandan sonuçta alınır ve deniz suyuna atılır. Bununla birlikte, iki değerli iyonlar böbreğe salgılanır (Şekil 10.4).

Böylece, idrar kana izosmotiktir, ancak solungaçlar tarafından salgılanmayan bu tuzlar, özellikle de Mg ++, Ca ++ ve SO 4 - bakımından zengindir. Deniz teleostinde solungaç ve böbreğin kombine ozmotik etkisi, hem alınan suya hem de idrara hipotonik olan suyun net tutulmasına neden olmuştur.

Benzer bir mekanizma kullanarak, kuzeybatı kuzeybatısındaki somon gibi bazı teleost türleri, deniz ve tatlı su çevresi arasında göç etmesine rağmen, az ya da çok sabit plazma ozmolaritesini korur.

Moyle ve Cech'e göre. Jr. (1982), iç suyun düzenlenmesi ve toplam çözünen konsantrasyon stratejileri konusunda balıklar dört gruba ayrılabilir.

7. Osmoregülasyonun Kontrolleri:

İdrarın konsantrasyonu ve seyreltilmesi, kan basıncını değiştirerek böbrek filtrasyon hızını etkileyen ve böylece idrar miktarını kontrol eden hormonlar tarafından kontrol edilir. Hormonlar ayrıca solungaç epitelindeki difüzyon ve emilim oranını da etkiler. Tiroid bezi ve suprarenal cisimler, balıklarda osmoregülasyonu kontrol eden adrenokortikal hormonları salgılarlar.