Osmoregulatie verwijst naar het balanceren van osmotische druk in een levend organisme. De basis is osmose: een biologisch proces waarin water diffundeert door een semi-permeabel membraan. Osmoregulatie leidt tot de ontwikkeling van oedeem bij biochemische onbalans.
Wat is osmoregulatie?
Osmotische regulatie verwijst naar een biochemisch proces dat ernaar streeft evenwicht de concentratie van opgeloste stoffen in een organisme. Osmotische regulatie verwijst naar een biochemisch proces dat ernaar streeft evenwicht de concentratie van opgeloste stoffen in een organisme. De membranen van levende cellen vertegenwoordigen een zogenaamd semi-permeabel oppervlak. Dit betekent dat ze een gedeeltelijke vloeistofuitwisseling tussen het inwendige van de cel en zijn omgeving mogelijk maken. Osmoregulatie heeft de taak om een evenwichtige en constante toestand tot stand te brengen. Deze gebalanceerde toestand wordt homeostase genoemd en verwijst zowel naar evenwicht op cellulair niveau als naar evenwicht tussen hele organen en hun respectieve omgevingen. Onbalans, aan de andere kant, creëert osmotische druk die a evenwicht gebaseerd op natuurwetten.
Functie en taak
Osmoregulatie volgt twee fundamentele principes. Bij evenwicht op basis van de concentratie gradiënt, water diffundeert naar de zijkant van het membraan met een hogere concentratie van een opgeloste stof. Als een cel zich bijvoorbeeld in een omgeving bevindt met een hoge zoutconcentratie, is de water in de cel beweegt eruit als gevolg van osmotische druk en de cel verliest binnenin vocht. Dit voorwaarde gaat door totdat de concentratiegradiënt verschuift, waardoor het evenwicht moet worden hersteld: osmoregulatie is een continu proces dat het menselijk lichaam niet kan remmen of bevorderen. Het tweede actieve principe van osmose is het balanceren door elektrische lading. Elektrisch geladen deeltjes, ionen en anionen genaamd, spelen een belangrijke rol bij het functioneren van cellen op biochemisch niveau. Ionen hebben een positieve elektrische lading, terwijl anionen negatief geladen zijn. Spanningsveranderingen in de cel beïnvloeden bijvoorbeeld de aard van het membraan en veranderen zo de permeabiliteit voor bepaalde stoffen. Osmoregulatie streeft naar een identieke elektrische lading aan beide zijden van het membraan. Als er bijvoorbeeld negatieve polarisatie heerst in een cel, ontstaat er osmotische druk, zoals bij een onbalans in de concentratie, en diffundeert water in de cel. In extreme gevallen kan overmatige diffusie van water de cel in leiden tot onomkeerbare schade of zelfs het breken ervan. Maar zo'n extreem voorwaarde is meer dan onwaarschijnlijk in het menselijk lichaam. Met behulp van osmoregulatie brengt het organisme niet alleen de verhouding van opgeloste stoffen binnen en buiten individuele cellen in evenwicht, maar regelt het ook de diffusie van volledige weefselstructuren op macroscopisch niveau. Het orgaan dat het belangrijkste is voor de osmoregulatie van het organisme als geheel, zijn de nieren - omdat ze de uitscheiding van water in de vorm van urine bepalen. Ze worden gereguleerd door verschillende hormonen, waaronder aldosteron en angiotensine II; van hun kant produceren de nieren ook hormonen die talrijke stofwisselingsprocessen beïnvloeden. Ze zijn ook verantwoordelijk voor het reguleren bloed pH, filtratie en energieopslag door glucose.
Ziekten en kwalen
Osmoregulatie speelt een rol in de context van verschillende onderliggende ziekten, zoals het ontstaan van oedeem. Oedeem is een zwelling van de weefsels die wordt veroorzaakt door een verhoogde opslag van water. Overmatige opslag van vocht in de intercellulaire ruimtes (stroma), met name het bind- of ondersteuningsweefsel, veroorzaakt het kenmerkende gezwollen uiterlijk van oedeem. De zwellingen kunnen zich echter ook op een verborgen manier manifesteren, bijvoorbeeld in de hersenen, waar ze soms ernstige schade aanrichten. Oedeem komt in de regel niet geïsoleerd voor, maar vertegenwoordigt het gevolg van een andere ziekte. Voorbeelden zijn onder meer nier, lever or hart- De beperkte functie van een van de bovengenoemde organen leidt tot ongewenste osmotische druk in het weefsel, wat in deze vorm biologisch niet bedoeld is. Door automatische osmoregulatie stroomt water de intercellulaire ruimtes in; het lymfestelsel kan het overtollige vocht niet verwijderen en het weefsel zwelt op. Afhankelijk van de omvang en lokalisatie kan de zwelling veroorzaken pijn en de mobiliteit beperken. Een onderliggende ziekte waardoor osmoregulatie dergelijke klachten veroorzaakt, is hypalbuminemie. Dit is een tekort aan het eiwit albumine, dat is het meest overvloedig van allemaal eiwitten in het menselijk organisme. Mogelijke oorzaken van albumine tekort zijn onder meer slechte voeding, lever or nier schade, en brandwonden of acuut ontsteking Fysiologisch kan hypalbuminemie ook optreden tijdens zwangerschap Het tekort aan het eiwit albumine leidt tot een verandering in de osmoregulatie van het lichaam: langs de concentratiegradiënt diffundeert water uit de bloed plasma en hoopt zich op bekende wijze op in de intercellulaire ruimtes. In ontwikkelingslanden, crisisgebieden en regio's met onvoldoende voedselvoorziening komt hongersnoodoedeem (kwashiorkor) vaak voor als een bijzondere variant van hypalbuminemie. Haar therapie bestaat in wezen uit het verstrekken van eiwitrijk voedsel om het gebrek aan eiwit te compenseren. Het vasthouden van water is echter niet noodzakelijk het gevolg van een ernstige ziekte. Overmatige inname van zout via de voeding veroorzaakt ook gedeeltelijk de ongewenste opslag van vocht in het stroma. Het gebruik van diuretische medicatie kan de osmoregulatie verschuiven ten gunste van een verhoogde vochtuitscheiding.
