OSMORREGULAÇÃO: O QUE É, NAS PLANTAS, NOS ANIMAIS, EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2024

A osmorregulação é um processo responsável por manter a homeostase dos fluidos em um corpo, regulando ativamente sua pressão osmótica interna. Sua finalidade é manter volumes e concentrações osmolares adequados dos diferentes compartimentos biológicos, essenciais para o bom funcionamento dos organismos.

A água biológica pode ser considerada distribuída em compartimentos que incluem o interior da célula (compartimento intracelular) e, no caso dos organismos multicelulares, o líquido que envolve as células (compartimento extracelular ou intersticial).

Movimento de água e íons em peixes telostus de água doce (Fonte: Raver, Duane; modificado por Biezl (próprio trabalho), indefinido Traduzido para o espanhol por –Cristina busch () 20:53, 1 de setembro de 2014 (UTC) via Wikimedia Commons)

Também existe, em organismos mais complexos, um compartimento intravascular que coloca o fluido intra e extracelular em contato com o meio externo. Esses três compartimentos são separados por membranas biológicas de permeabilidade seletiva que permitem a passagem livre de água e restringem em maior ou menor grau a passagem de partículas encontradas em solução naquele líquido.

Tanto a água quanto algumas pequenas partículas podem se mover livremente através dos poros da membrana, por difusão e seguindo seus gradientes de concentração. Outras, maiores ou com carga elétrica, só conseguem passar de um lado para o outro por meio de outras moléculas que servem de meio de transporte.

Os processos osmóticos têm a ver com o movimento da água de um lugar para outro seguindo seu gradiente de concentração. Ou seja, passa do compartimento em que ela está mais concentrada para aquele em que sua concentração é menor.

A água está mais concentrada no local onde a concentração osmolar (concentração de partículas osmoticamente ativas) é menor e vice-versa. Diz-se então que a água se move de um local com baixa concentração osmolar para outro com alta concentração osmolar.

Os seres vivos desenvolveram mecanismos complexos para controlar o equilíbrio osmótico em seu interior e regular os processos de entrada e saída da água, regulando a entrada e / ou saída dos solutos, e é a isso que se refere a osmorregulação.

O que é osmorregulação?

O principal objetivo da regulação osmótica é ajustar a entrada e a saída de água e solutos de modo que o volume e a composição dos compartimentos líquidos permaneçam constantes.

Nesse sentido, dois aspectos podem ser considerados, um a troca entre o organismo e o meio ambiente e outro a troca entre os diferentes compartimentos do corpo.

A entrada e saída de água e solutos ocorrem por diferentes mecanismos:

- No caso de animais vertebrados superiores, por exemplo, a renda é regulada pela ingestão de água e solutos, questão que por sua vez depende da atividade dos sistemas nervoso e endócrino, que também intervêm na regulação do excreção renal dessas substâncias.

- No caso das plantas vasculares, a absorção de água e solutos ocorre graças aos processos de evapotranspiração que ocorrem nas folhas. Esses processos "puxam" a coluna d'água e conduzem seu movimento ascendente através da planta a partir das raízes, o que tem a ver com o potencial da água.

A troca e o equilíbrio entre os diferentes compartimentos do organismo ocorrem pelo acúmulo de solutos em um ou outro compartimento por meio de seu transporte ativo. Por exemplo, o aumento de solutos dentro das células determina o movimento da água em direção a elas e o aumento de seu volume.

O equilíbrio, neste caso, consiste em manter uma concentração osmolar intracelular adequada para manter um volume celular constante e isso se consegue graças à participação de proteínas com diferentes atividades de transporte, entre as quais se destacam as bombas de ATPase e outros transportadores..

Osmorregulação em plantas

As plantas precisam de água para viver na mesma extensão que os animais e outros organismos unicelulares. Neles, como em todos os seres vivos, a água é essencial para realizar todas as reações metabólicas relacionadas ao crescimento e ao desenvolvimento, que dizem respeito à manutenção da forma e do turgor de suas células.

Durante sua vida estão expostos a condições hídricas variáveis ​​que dependem do ambiente que os rodeia, especificamente da umidade atmosférica e dos níveis de radiação solar.

Nos organismos vegetais, a osmorregulação cumpre a função de manter o potencial de turgescência por meio do acúmulo ou redução de solutos em resposta ao estresse hídrico, o que permite que eles continuem crescendo.

Movimento da água nas células da raiz (transporte simplástico e transporte apoplástico) (Fonte: Dylan W. Schwilk via Wikimedia Commons)

A água encontrada entre os cabelos da raiz e a endoderme flui entre as células da raiz através de um compartimento extracelular conhecido como apoplasto (transporte apoplástico) ou através de conexões citoplasmáticas (transporte simplístico), até ser filtrada junto com os íons e minerais nas células da endoderme e, em seguida, viajam para os feixes vasculares.

Como a água e os nutrientes minerais são transportados do solo pela raiz para os órgãos aéreos, as células dos diversos tecidos do corpo "absorvem" os volumes de água e as quantidades de solutos necessários ao cumprimento de suas funções.

Nas plantas, como em muitos organismos superiores, os processos de entrada e expulsão de água são regulados por substâncias reguladoras do crescimento (fitormônios) que modulam as respostas a diferentes condições ambientais e outros fatores intrínsecos.

- Potencial de água e potencial de pressão

Como a concentração intracelular de solutos nas células vegetais é superior à de seu ambiente, a água tende a se difundir por osmose para o interior até que o potencial de pressão exercido pela parede celular o permita e é isso que faz com que as células as células são firmes ou túrgidas.

O potencial hídrico é um dos fatores envolvidos na troca da água de ambas as plantas com seu ambiente e das células de seus tecidos entre si.

Tem a ver com a medição da direção do fluxo de água entre dois compartimentos e compreende a soma do potencial osmótico com o potencial de pressão exercido pela parede celular.

Em plantas, como a concentração de soluto intracelular é geralmente mais alta do que a do ambiente extracelular, o potencial osmótico é um número negativo; enquanto o potencial de pressão é geralmente positivo.

Quanto menor o potencial osmótico, mais negativo é o potencial da água. Se for considerada uma célula, diz-se que a água entrará seguindo seu gradiente de potencial.

Osmorregulação em animais

Vertebrados e invertebrados multicelulares usam sistemas diferentes para manter a homeostase interna, esta em dependência estrita do habitat que ocupam; ou seja, os mecanismos adaptativos são diferentes entre animais de água salgada, água doce e terrestres.

As diferentes adaptações frequentemente dependem de órgãos especializados para osmorregulação. Na natureza, os mais comuns são conhecidos como órgãos nefridiais, que são estruturas excretórias especializadas que funcionam como um sistema de tubos que se abrem para o exterior por meio de poros chamados nefridiopores.

Os platelmintos possuem estruturas conhecidas como protonefrídios, enquanto anelídeos e moluscos apresentam metanefrídios. Os insetos e as aranhas têm uma versão dos órgãos nefridiais chamados túbulos de Malpighi.

Nos animais vertebrados, consegue-se um sistema osmorregulador e excretor composto principalmente pelos rins, mas os sistemas nervoso e endócrino, o aparelho digestivo, os pulmões (ou brânquias) e a pele também participam desse processo de manutenção do equilíbrio hídrico.

- Animais aquáticos

Os invertebrados marinhos são considerados organismos osmoadaptativos, uma vez que seus corpos estão em equilíbrio osmótico com a água que os rodeia. Água e sais entram e saem por difusão quando as concentrações externas mudam.

Os invertebrados que vivem em estuários onde a concentração salina apresenta flutuações significativas são conhecidos como organismos osmorreguladores, por apresentarem mecanismos de regulação mais complexos devido ao fato de a concentração de sais em seu interior ser diferente daquela da água onde vivem.

Os peixes de água doce apresentam no seu interior uma concentração salina muito superior à da água que os rodeia, pelo que muita água entra no seu interior por osmose, mas esta é excretada na forma de urina diluída.

Além disso, algumas espécies de peixes possuem células de guelras para a entrada do sal.

Os vertebrados marinhos, cuja concentração de sal é inferior à do seu ambiente, obtêm água ao beber do mar e expelem o excesso de sal pela urina. Muitos pássaros e répteis marinhos têm "glândulas de sal", que usam para liberar o excesso de sal obtido após beber água do mar.

A maioria dos mamíferos marinhos ingere água salgada ao se alimentar, mas seu interior geralmente tem uma concentração menor de sal. O mecanismo utilizado para manter a homeostase é a produção de urina com alta concentração de sais e amônia.

Diferença na osmorregulação entre plantas e animais

O estado ideal de uma célula vegetal difere consideravelmente do de uma célula animal, fato que está relacionado à presença de parede celular que impede a expansão excessiva da célula devido à entrada de água.

Em animais, o espaço intracelular está em equilíbrio osmótico com os fluidos extracelulares e os processos de osmorregulação são responsáveis ​​por manter esse estado.

As células vegetais, por outro lado, requerem turgor, que conseguem mantendo o fluido intracelular mais concentrado que seu ambiente, razão pela qual a água tende a entrar nelas.

Exemplos

Além de todos os casos discutidos acima, um bom exemplo de sistemas de osmorregulação é aquele encontrado no corpo humano:

Em humanos, a manutenção do volume e da osmolaridade normais dos fluidos corporais envolve um equilíbrio entre a entrada e a saída de água e solutos, ou seja, um equilíbrio em que a entrada é igual à saída.

Como o principal soluto extracelular é o sódio, a regulação do volume e da osmolaridade do líquido extracelular depende quase exclusivamente do equilíbrio entre a água e o sódio.

A água entra no corpo através dos alimentos e líquidos consumidos (cuja regulação depende dos mecanismos da sede) e é produzida internamente como resultado dos processos de oxidação dos alimentos (água metabólica).

A saída da água ocorre por perdas insensíveis, por suor, fezes e urina. O volume de urina excretado é regulado pelo nível plasmático do hormônio antidiurético (ADH).

O sódio entra no corpo por meio de alimentos e líquidos ingeridos. É perdido através do suor, fezes e urina. Sua perda pela urina é um dos mecanismos de regulação do conteúdo de sódio do organismo e depende da função intrínseca do rim, regulada pelo hormônio aldosterona.

Referências

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