Osmorregulación en peces: significado, problemas y controles (con diagrama)
En este artículo discutiremos acerca de: - 1. Significado de la osmorregulación 2. Problemas de la osmorregulación 3. Factores que afectan los intercambios obligatorios 4. Osmorreguladores y osmoconfirmantes 5. Osmorregulación en peces de agua dulce 6. Osmorregulación en peces de agua marina 7. Controles.
Contenido:
- Significado de la osmorregulación
- Problemas de la osmorregulación.
- Factores que afectan los intercambios obligatorios
- Osmoreguladores y osmoconfirmantes
- Osmorregulación en peces de agua dulce
- Osmorregulación en peces de agua marina
- Controles de la osmorregulación.
1. Significado de la osmorregulación:
La osmorregulación en peces teleósteos, ya sea que vivan en agua dulce o en el mar, su actividad fisiológica está muy relacionada con su supervivencia, pero a pesar de la importancia de la osmorregulación, se sabe sorprendentemente poco sobre cómo los peces se enfrentan a los problemas fisiológicos inherentes a la vida en hipocomunidad Entornos osmóticos e hiperosmóticos.
La capacidad de algunos peces (p. Ej., Salmón) para regular en ambos entornos durante la migración es de gran interés. La revisión clásica de la osmorregulación en animales acuáticos ha sido realizada por Krogh (1939) y Pyefinch (1955).
En los peces, los riñones desempeñan un papel importante en la osmorregulación, pero la mayor parte de las funciones osmorreguladoras se llevan a cabo por otros órganos, como las branquias, el tegumento e incluso el intestino. La osmorregulación se puede definir como "la capacidad de mantener un ambiente interno adecuado frente al estrés osmótico".
Como consecuencia, siempre hay una diferencia entre las concentraciones óptimas intracelulares y extracelulares de iones. En el cuerpo de los peces, varios mecanismos tienen lugar para resolver problemas osmóticos y regular la diferencia.
De los cuales los más comunes son:
(i) Entre el compartimento intracelular y extracelular.
(ii) Entre el compartimento extracelular y el ambiente externo. Ambos se denominan colectivamente 'mecanismos osmorreguladores', un término acuñado por Rudolf Hober.
2. Problemas de la osmorregulación:
En general, los peces viven en un estado estable osmótico a pesar de las frecuentes variaciones en el equilibrio osmótico. Es decir, en promedio, la entrada y la salida son iguales durante un largo período y suman cero (Fig. 10.1).
Los intercambios osmóticos que tienen lugar entre el pez y su entorno pueden ser de dos tipos:
(i) Intercambio obligatorio:
Ocurre generalmente en respuesta a factores físicos sobre los cuales el animal tiene poco o ningún control fisiológico y
(ii) Cambio Regulatorio:
Estos son los intercambios que están bien controlados fisiológicamente y ayudan en el mantenimiento de la homeostasis interna.
3. Factores que afectan a los intercambios obligatorios:
yo. Gradiente entre el compartimento extracelular y el medio ambiente:
Cuanto mayor es la diferencia iónica entre el fluido corporal y el medio externo, mayor es la tendencia de la difusión neta a bajas concentraciones. Por lo tanto, un pez óseo en un agua de mar se ve afectado por el problema de perder agua en el agua de mar hipertónica.
ii. Relación superficie / volumen:
En general, el animal con tamaño corporal pequeño se deseca (o hidrata) más rápidamente que un animal más grande de la misma forma.
iii. Permeabilidad de las branquias:
Las branquias de los peces son necesariamente permeables al agua y los solutos, ya que son el sitio principal de intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el agua. El transporte activo de sales también tiene lugar en las branquias. Los peces de la Eurihalina (que tienen tolerancia para un amplio rango de osmolaridad) están bien adaptados al agua salina al reducir la permeabilidad del agua.
iv. Alimentación:
Los peces toman agua y soluto junto con la alimentación. Una branquia toma una gran cantidad de sal que el agua en el momento de alimentarse de los invertebrados de la costa, por lo que estos peces deben tener algún dispositivo especial para excretar el exceso de sal. Sin embargo, un pez de agua dulce ingiere una gran cantidad de agua que la sal y, por lo tanto, necesita medios especiales para la conservación de la sal.
4. Osmorreguladores y osmoconfirmantes:
Los osmorreguladores son aquellos animales que pueden mantener la osmolaridad interna diferente del medio en el que viven. Con la ayuda del mecanismo endocrino (Tabla 1), los peces, a excepción del hagfish que migra entre aguas frescas y salinas, superan el cambio del estrés osmótico debido a los cambios ambientales.
Los osmoconfirmantes son aquellos animales que no pueden controlar el estado osmótico de sus fluidos corporales, pero confirman la osmolaridad del medio ambiente. La mayoría de los peces viven en agua dulce o en agua salada (unos pocos viven en agua salobre).
Debido a diversos procesos fisiológicos, los desechos metabólicos se eliminan del cuerpo en vertebrados por el intestino, la piel y los riñones. Pero en peces y animales acuáticos, sus branquias y membranas orales son permeables tanto al agua como a las sales en el medio marino, la sal se encuentra más en el agua contra la sal en el fluido corporal, por lo que el agua se mueve debido al proceso de "ósmosis".
La 'ósmosis' se puede definir como "si dos soluciones de diferentes concentraciones están separadas por una membrana semipermeable, el solvente de la parte menos concentrada se moverá a través de la membrana hacia una solución más concentrada". agua.
La sal entrará en el cuerpo debido al gradiente de concentración, por lo que la sal estará más dentro del cuerpo. Por otro lado, en los peces de agua dulce, la sal saldrá al medio ambiente, ya que la concentración de sal será mayor dentro del líquido corporal. El agua se moverá dentro del cuerpo debido a la ósmosis a través de una membrana parcialmente permeable.
Esto significa que el solvente pasará a una solución más concentrada, pero el soluto también pasará en la dirección opuesta. Sin embargo, habrá una diferencia en la velocidad que depende de la permeabilidad relativa para dos tipos de moléculas que, por lo general, los solventes pasan rápidamente.
5. Osmorregulación en peces de agua dulce:
El fluido corporal de los peces de agua dulce es generalmente hiperosmótico a su medio acuoso. Así se plantean con dos tipos de problemas osmorreguladores.
yo. Debido al fluido corporal hiperosmótico, son sometidos a hinchazón por el movimiento de agua en su cuerpo debido al gradiente osmótico.
ii. Dado que el medio circundante tiene una baja concentración de sal, se enfrentan a la desaparición de sus sales corporales por la pérdida continua del medio ambiente. Por lo tanto, los peces de agua dulce deben evitar la ganancia neta de agua y la pérdida neta de sales. El riñón previene la ingesta neta de agua, ya que produce una orina diluida, más abundante (es decir, en gran medida, por lo tanto, diluida) (Fig. 10.2).
Las sales útiles se retienen en gran parte por reabsorción en la sangre en los túbulos del riñón, y se excreta una orina diluida. Aunque algunas sales también se eliminan junto con la orina, lo que crea una pérdida torrencial de algunas biológicamente; Sales importantes como KCl, NaCl, CaCl 2 y MgCl 2 que se reemplazan en varias partes.
Los peces de agua dulce tienen una capacidad notable para extraer Na + y CI - a través de sus branquias del agua circundante que tiene menos de 1 m M / L de NaCl, aunque la concentración plasmática de la sal supera los 100 m M / L de NaCl.
Por lo tanto, el NaCl se transporta activamente en las agallas contra un gradiente de concentración de más de 100 veces. En estos peces, la pérdida de sal y la absorción de agua se reducen por el integumento considerable con baja permeabilidad o impermeabilidad tanto al agua como a la sal al no beber el agua (Fig. 10.3).
6. Osmorregulación en peces de agua marina:
En los peces marinos, la concentración de líquido corporal y agua marina es casi similar. Por lo tanto, no requieren mucha energía para el mantenimiento de la osmolaridad de su fluido corporal. El ejemplo clásico es el hagfish, Myxine cuyo plasma es isoosmótico para el medio ambiente. Hagfish mantiene la concentración de Ca ++, Mg ++ y SO 4 significativamente más baja y Na + e IC más alta en comparación con el agua de mar.
Otros peces de agua marina como los tiburones, rayas, patines y el ceelacanto primitivo, Latimaria, tienen plasma que es isoosmótico al agua de mar. Se diferencian del hagfish por su capacidad para mantener concentraciones muy bajas de electrolitos (es decir, iones inorgánicos).
También tienen diferencias con los osmolitos orgánicos como la urea y el óxido de trimetilamina. Los riñones de celacanto y elasmobranquios excretan el exceso de sales inorgánicas como el NaCl.
También la glándula rectal ubicada en el extremo del canal alimentario participa en la excreción de NaCl. Los peces óseos modernos (teleósteos marinos) tienen el fluido corporal hipotónico al agua de mar, por lo que tienen una tendencia a perder agua a los alrededores, particularmente de las branquias a través del epitelio. El volumen perdido de agua se reemplaza al tomar agua salada (Fig. 10.3).
Alrededor del 70—80% de agua de mar que contiene NaCl y KCl ingresa al torrente sanguíneo por absorción a través del epitelio intestinal. Sin embargo, la mayoría de los cationes divalentes como Ca ++, Mg ++ y SO4 que quedan en el intestino finalmente se excretan.
El exceso de sales absorbidas junto con el agua de mar se recibe finalmente de la sangre con la ayuda de las branquias mediante el transporte activo de Na + Cl , a veces K +, y se elimina en el agua de mar. Sin embargo, los iones divalentes se secretan en el riñón (Fig. 10.4).
Por lo tanto, la orina es isosmótica para la sangre pero rica en esas sales, particularmente Mg ++, Ca ++ y SO4 , que no son secretadas por las branquias. La acción osmótica combinada de las branquias y los riñones en el teleósteo marino dio como resultado la retención neta de agua hipotónica tanto en el agua ingerida como en la orina.
Al utilizar un mecanismo similar, algunas especies de teleósteos, como el salmón del noroeste del Pacífico, mantienen una osmolaridad del plasma más o menos constante a pesar de ser migratorias entre el medio marino y el agua dulce.
Según Moyle y Cech. Jr. (1982) los peces pueden dividirse en cuatro grupos sobre estrategias de regulación del agua interna y concentraciones totales de soluto.
7. Controles de la osmorregulación:
La concentración y la dilución de la orina están controladas por hormonas, que afectan la tasa de filtración renal al cambiar la presión arterial y, por lo tanto, controlar la cantidad de orina. Las hormonas también influyen en la velocidad de difusión y absorción a través del epitelio branquial. La glándula tiroides y los cuerpos suprarrenales secretan hormonas adrenocorticales que controlan la osmorregulación en los peces.
