Brecht VL 5- Osmose und Exkretion Flashcards
Was ist Osmose?
Osmose ist eine Sonderform der Diffusion, bei der das Lösungsmittel (z.B H2O) und nicht der Stoff diffundiert.
Wenn das Lösungsmittel in die Lösung diffundiert, nimmt der Gegendruck zu. Mit zunehenden Gegendruck diffundiert das Lösungsmittel langsamer.
Wenn hydrostatoischer Druck dem osmotischen Druck entspricht, kommt die Diffusion zum erliegen.
Δ Phyd = Pos
Was ist Osmolarität?
Osmolarität ist die osmotisch wirksame Konzentration von Teilchen ΔC. Einheit: Osmol/l
Eine osmotisch wirksame Lösung besitzt die Osmolarität von 1 Osmol/l, wenn die Anzahl der Teilchen 1 mol ist.
Meerwasser: hohe Osmolarität
Süßwasser: geringe Osmolarität
Warum ist Osmoregulation wichtig?
Wichtig für die Aufnahme und Abgabe von H20 der Zellen.
Bei osmotischer Aufnahme bzw. Abgabe von wasser in einem osmotischen variabeln Medium (z.B Blut) kann es zum Schrumpfen und Platzen von Zellen (z.B Erythrozyten) kommen.
Fließt Wasser aus Erythrozyten raus - hypertonisch (Zelle schrumpft)
Fließt Wasser in die Zellen ein - hypotonisch (Zelle platzt)
Fließt Wasser sowohl rein als auch raus - isotonisch
Die verschiedenen Regulationsmechanismen der Osmose bei limnischen und marinen Vertebraten.
-
Osmokonformer: mehr oder weniger isoosmotisch,
→ innere Osmolarität spiegelt die äußere Osmolarität wider. (Ionenkonzentration kann erheblich von der des Umgebungsmediums abweichen) -
Osmoregulierer
→ halten ihre innere Osmolarität konstant.
a) in hyperosmotischer Umgebung: geben Ionen ab (Salzdrüsen) und nehmen Wasser auf
b) in hypoosmotischer Umgebung: nehmen Ionen aktiv auf und geben Wasser in großen Mengen in Form von stark verdünntem Urin ab. - Euryhaline: Tiere, die Schwankungen der äußeren Osmolaritä tolerieren und sowohl Osmokonform als auch Osmoregulierer seien können
- Stenohalin: Tiere, die Veränderungen der äußeren Salinität schwer vertragen
Was ist TMAO?
TMAO ist ein kompartibler Osmolyt, der im Plasma von Elasmobranchiern (z.B Haie) stabilisierende Funktion ausübt. Zellmembran würde sonst durch hohe Harnstoffkonzentration im Plasma desatbilisiert werden.
TMAO und Harnstoff sind in 1:2 Verhätnis im Blut vorhanden.
Exkretion bei Invertebraten:
Nephridien
- geschlossene Kreislaufsystem, dehalb Druckaufbau möglich.
- Plattwürmer:
Protonephridien, bewimperte oder begeißelte Zellen ziehen durch die erzeugung eines Unterdrucks interstitielle Flüssigkeit ind das Lumen der Tubuli. - Anneliden:
Metanephridien mit Wimpernkranz, der Flüssigkeit direkt aus Coelom sammelt. (Coelomflüssigkeit = Primärharn)
→ Filtrierfunktion
Nephridien und Blutgefäße bilden ein Kapillarnetz, über das viele Stoffe wieder reabsorbiert werden können.
Exkretion bei Insekten:
Malphigi Gefäße
- münden zwischen Mitteldarm und Enddarm im Darmtrakt
- Hauptzelle und Sternzellen
- Herz kann kein Druck aufbauen, da offenes Kreislaufsystem, deshalb über Sekretion und passivem Wassernachstrom
- Zellen besitzen viele Transporter und können so hohe osmotische Gradienten zwischen Hämolymphe und dem Lumen der Malphigi-Gefäße erzeugen, so dass Wasser nachströmen kann
- Ionen, AS, Zucker und Wasser werden über Enddarm reabsorbiert
Wüstenkäfer: Kryptonephridale Komplexe
- Malphigigefäße und Enddarm bilden funktionelle Einheit, fast alles H20 wird reabsorbiert, Kot ist fast trocken. (extrem effektives System um Wasserverlust zu vermeiden)
Exkretion in Fischen
-
Süßwasserfische
nehmen Wasser über Kiemen und Körperoberfläche auf (trinken nicht) udn geben täglich große Mengen an stark verdünnten Urin ab. Ionenverlust durch Urin wird über Nahrung und aktive Resorption der Niere und Kiemen ausgegelichen.
Mitochondrienreiche Zellen (Chloridzellen) im Kiemenepithel übernehmen die Ionenregulation.
* Lachse bauen bei Übergang von Süß- in Salzwasser Kiemenepithel so um, dass es besser Ionen ausscheiden kann. (physiologische Veränderung) Expression einiger Ionenpumpen erhöht sich in darm und Haut.
Ionenpumpende Zellen in Kiemen
Die ionenpumpenden Zellen in den Kiemen von fischen, nehemen im Süßwasser Na+ und Cl- auf (Netto-Aufnahme) und im Salzwasse werden die Ionen abgegeben (Netto-Abgabe)
- Süßwasserkiemen enthalten zwei typen dieser Zellen, die sich darin unterschieden den Liganden PNA zu binden.
1. PNA- (Säuresezinierend)
2. PNA+ (Basensezenierend)
Salzdrüsen bei Vögeln und Reptilien (Meer, Wüste)
- Na+, Cl- kann mittels Salzdrüse ausgeschieden werden
- Drüsen in Augennähe gibt salzhaltige Sekrete ab, Salz kann an Luft auskristallieiseren und sammelt sich z.B auf dem Kopf
- involvierter aktiver Transport
