浸透圧調節

水分含有量の制御に関連して生物の細胞または体の体積を調節するプロセスは、 浸透圧調節 と呼ばれます。このプロセスを通じて、生物は環境との関係で体液の 恒常性 を調節し、バランスを維持するために塩や他の電解質などの物質の濃度を変化させます。

浸透 圧は、生物に一定のストレスを与える環境要因の 1 つであり、乾燥 (水分の過度の損失) や塩分濃度のピークを避けるために調整する必要があります。水は、低い浸透圧から高い浸透圧への 2 つの勾配の間を移動します。したがって、水生 生物 と陸生生物の両方は、高濃度のさまざまな溶質によって細胞を高張状態に保つ傾向があり、環境への水の侵入を引き起こします。この浸透圧交換機構は細胞の圧力と体積によって調節され、細胞への水の継続的な侵入を制限する膨圧状態が決まります。

植物には浸透圧調節に特化した器官はありませんが、 気孔は 蒸発散を 担うため、植物内部の水の量の制御に直接関係しています。さらに、液胞は細胞レベルで作用し、細胞質からの溶質を貯蔵し、細胞内 浸透圧 を上昇させ、水の侵入を誘導する欠損を許容します。植物の浸透圧調節は、植物体全体への栄養素の輸送に不可欠です。これを達成するために、植物の地上部分は、水分の損失を引き起こす気象条件（太陽放射、低湿度、熱、風など）に常にさらされており、葉の気孔を通じて、根を誘導する負の勾配の生成を制御します。成長と土壌からの水分の除去。

動物に関しては、浸透圧順応者と浸透圧調節者に分類できます。海洋無脊椎動物の大部分は浸透圧適合体であり、受動的（エネルギーを消費せず）または能動的（ATPを使用する）メカニズムを通じて浸透圧を環境の浸透圧と等しくします。残りの動物は、浸透圧調節構造および機能を通じて、それらの内部浸透圧が、それらが生息する環境の浸透圧とは異なる状態に維持されるという意味で、浸透圧調節動物である。海洋生物にとって、その生活環境には高濃度の溶解塩が存在するため、これはより骨の折れる作業となる可能性があります。例えば、海水魚は浸透圧のバランスを保つために、えらを通して積極的に体から塩分を除去し、濃縮された尿を排泄して皮膚からの絶え間ない水分の損失のバランスを取る必要があります。淡水魚は塩分を環境中に失う傾向があるため、非常に薄い尿を排泄し、えらを通してイオンを吸収します。

鳥類や 爬虫類 などの他の 脊椎動物 では、浸透圧調節は 排泄系 のプロセスを通じて起こります。腎臓のネフロンで血液がろ過された後、ろ過された物質の一部が再吸収されて血管に戻り、除去されたものが分泌されて尿が形成され、尿道または総排出腔を介して体外に排泄されます。

人間を含む 哺乳類 などの陸上動物では、腎臓は浸透圧調節に特化した器官であり、ホルモン信号を通じて腎糸球体で再吸収される水の量を制御します。全身の水ポテンシャルが低下すると、視床下部の浸透圧受容体が変化を検出して抗利尿ホルモン (ADH) を放出し、尿細管細胞の 透過性 を高め、浸透圧のバランスを再び整えて、より濃縮された尿を生成します。バランスが保たれるか、水分ポテンシャルが増加すると、ADH の放出が停止し、腎臓は水分をあまり再吸収せずに血液の濾過を再開し、尿を薄めます。クジラやイルカなどの水生哺乳類の場合、水を常に摂取する習慣はなく、浸透圧の制御は食事と 代謝 によって行われます。

細菌やその他の原核 単細胞生物 では、 細胞質 内での溶質の蓄積や培地への電解質の放出によって浸透圧調節が急速に行われます。 原生動物は 、細胞環境のバランスを保つために細胞質内容物の積極的な排出に特化した収縮性液胞の存在によって認識されます。

参考文献:

Cushman、JC、2001 年。植物の浸透圧調節: 農業への影響。 アメリカの動物学者 、 41 (4)、758-769 ページ。

Stricker, EM、Huang, W. および Sved, AF、2002 年。水分摂取と下垂体神経ホルモン分泌の制御における初期の浸透圧調節シグナル。 生理学と行動 、 76 (3)、pp.415-421。

Sarkissian、IV、1974年。浸透圧調節物質および浸透圧調節物質によるクエン酸シンターゼの活性の塩による調節。 ニューヨーク科学アカデミー論文誌 、 36 (8 シリーズ II)、775-782 ページ。