osmoregulation

osmoregulation descrive l'equalizzazione della pressione osmotica all'interno di un organismo vivente. Si basa sull'osmosi: un processo biologico in cui l'acqua si diffonde attraverso una membrana semipermeabile. In caso di squilibrio biochimico, l'osmoregolazione porta allo sviluppo di edema.

Cos'è l'osmoregolazione?

La regolazione osmotica descrive un processo biochimico che mira a bilanciare la concentrazione di sostanze disciolte all'interno di un organismo. Le membrane delle cellule viventi rappresentano una cosiddetta superficie semipermeabile (semipermeabile), ciò significa che consentono uno scambio parziale di liquido tra l'interno della cellula e l'ambiente circostante.

L'osmoregolazione ha il compito di creare uno stato equilibrato e costante. Questo stato di equilibrio è chiamato omeostasi e si riferisce sia all'equilibrio a livello cellulare che all'equilibrio tra interi organi e il rispettivo ambiente. Uno squilibrio, invece, crea una pressione osmotica, che forza un equilibrio sulla base delle leggi fisiche della natura.

Funzione e compito

L'osmoregolazione segue due principi fondamentali. Durante l'equalizzazione a causa del gradiente di concentrazione, l'acqua si diffonde sul lato della membrana che ha una maggiore concentrazione di un soluto. Ad esempio, se una cellula si trova in un ambiente con un'alta concentrazione di sale, la pressione osmotica fa uscire l'acqua nella cellula e la cellula perde fluido al suo interno. Questo stato dura fino a quando il gradiente di concentrazione si sposta, forzando così un nuovo equilibrio: l'osmoregolazione è un processo continuo che il corpo umano non può inibire o promuovere.

Il secondo principio di funzionamento dell'osmosi è l'equilibrio dovuto alla carica elettrica. Le particelle caricate elettricamente, i cosiddetti ioni e anioni, svolgono un ruolo importante nel funzionamento delle cellule a livello biochimico. Gli ioni hanno una carica elettrica positiva, mentre gli anioni hanno una carica negativa. Le variazioni di tensione nella cella, ad esempio, influenzano la natura della membrana e quindi modificano la sua permeabilità per determinate sostanze.

L'osmoregolazione mira a una carica elettrica identica su entrambi i lati della membrana. Se, ad esempio, una polarizzazione negativa prevale all'interno di una cellula, ciò crea una pressione osmotica, come nel caso dello squilibrio di concentrazione, e l'acqua si diffonde nella cellula. In casi estremi, un'eccessiva diffusione dell'acqua nella cellula può portare a danni irreversibili o addirittura al suo scoppio. Tuttavia, una condizione così estrema è più che improbabile nel corpo umano.

Con l'aiuto dell'osmoregolazione, l'organismo non solo bilancia il rapporto tra le sostanze disciolte all'interno e all'esterno delle singole cellule, ma controlla anche la diffusione per intere strutture tissutali a livello macroscopico.

L'organo più importante per l'osmoregolazione dell'organismo nel suo insieme sono i reni, perché determinano l'escrezione dell'acqua sotto forma di urina. Sono regolati da vari ormoni, tra cui l'aldosterone e l'angiotensina II; i reni a loro volta producono ormoni che influenzano numerosi processi metabolici. Sono anche responsabili della regolazione del valore del pH del sangue, del filtraggio e dell'accumulo di energia attraverso il glucosio.

Malattie e disturbi

L'osmoregolazione gioca un ruolo in relazione a varie malattie sottostanti, ad esempio nello sviluppo dell'edema. L'edema è un gonfiore del tessuto causato dalla maggiore ritenzione idrica. L'eccessivo accumulo di liquidi negli spazi intercellulari (stroma), specialmente nel tessuto connettivo o di supporto, provoca il caratteristico aspetto gonfio dell'edema. Tuttavia, i gonfiori possono anche manifestarsi nascosti, ad esempio nel cervello, dove a volte causano gravi danni.

Di norma, l'edema non si manifesta isolatamente, ma è il risultato di un'altra malattia, ad esempio insufficienza renale, epatica o cardiaca. La funzione limitata di uno degli organi citati ha come conseguenza che nel tessuto si genera una pressione osmotica indesiderata, che non è biologicamente intesa in questa forma. A causa dell'osmoregolazione automatica, l'acqua scorre negli spazi tra le cellule; il sistema linfatico non riesce a rimuovere il liquido in eccesso e il tessuto si gonfia. A seconda della sua gravità e localizzazione, il gonfiore può causare dolore e limitare la mobilità.

L'ipoalbuminemia è una malattia sottostante a causa della quale l'osmoregolazione causa tali sintomi. Questa è una carenza della proteina albumina, che è la più comune di tutte le proteine ​​nell'organismo umano. Le potenziali ragioni di una carenza di albumina sono una cattiva alimentazione, danni al fegato o ai reni e ustioni o infiammazioni acute. L'ipoalbuminemia può comparire anche durante la gravidanza per motivi fisiologici.

La carenza della proteina albumina porta ad un cambiamento nell'osmoregolazione dell'organismo: lungo il gradiente di concentrazione, l'acqua si diffonde dal plasma sanguigno e si raccoglie in modo noto negli spazi intercellulari.

Nei paesi in via di sviluppo, nelle aree di crisi e nelle regioni con insufficiente approvvigionamento alimentare, l'edema della fame (Kwashiorkor) appare spesso come una variante speciale dell'ipoalbuminemia. La sua terapia consiste essenzialmente nella fornitura di alimenti ricchi di proteine ​​per compensare la carenza di proteine.

Tuttavia, la ritenzione idrica non è necessariamente il risultato di una grave malattia. L'eccessiva assunzione di sale attraverso il cibo innesca anche l'accumulo indesiderato di liquidi nello stroma. L'assunzione di farmaci diuretici può spostare l'osmoregolazione a favore di una maggiore escrezione di liquidi.