11. Osmotska i ionska regulacija

Nalazi li se s obje strane polupropusne membrane otopina različite koncentracije, onda tekućina prolazi (difundira) iz područja manje koncentracije u područje gdje je koncentracija veća. To možemo dokazati vrlo jednostavno. U svinjski mjehur nalijemo otopinu kuhinjske soli, a na njegov otvor čvrsto zavežemo staklenu cijev. Nakon toga mjehur stavimo u posudu s vodom. Za kratko će se vrijeme voda u cijevi dizati, što znači da je voda iz posude prodrla kroz svinjski mjehur u kojem je obujam vode postao veći pa je voda potisnuta u cijev. Takvo kretanje (difundiranje) vode kroz polupropusnu membranu iz područja manje koncentracije prema području s većom koncentracijom neke otopljene tvari naziva se osmoza. Pri takvu kretanju vode nastaje znatan tlak (osmotski tlak), koji je veći ako su veće razlike u koncentraciji. Ulaženjem vode u mjehur stvara se sve veći tlak, koji doskora postane toliko velik da mjehur pukne. Koncentracija otopljenih tvari u mjehuru veća je nego u posudi pa se u tom slučaju govori o hipotoničnoj sredini. Međutim, ako bismo u mjehur stavili solnu otopinu koja bi bila iste koncentracije s onom u posudi, neće nastati osmotski tlak, pa je to izotonična sredina. U mjehur možemo staviti vodu, a u posudu solnu otopinu pa će voda iz mjehura prelaziti u posudu, što znači da je mjehur u hipertoničnoj sredini.

Iako se procesi osmotske i ionske regulacije događaju i u životinjama, ipak se oni ne bi mogli svesti samo na obične fizikalne zakonitosti osmoze i difuzije. Ustanovljeno je da živa stanica može upijati kalcij, kalij i šećer iz okolice čak i onda kada ga ima više u stanici nego u njezinom okolišu. Poznato je također da su natrijevi ioni obično u većoj koncentraciji izvan žive stanice nego u njoj. Iz tih se primjera može zaključiti da prijenos tvari odnosno osmoza i difuzija u organizmu nije pasivan, nego aktivan proces za koji je potrebna energija. Kada bi se organizmu spriječio dovod kisika, a time onemogućila razgradnja organskih tvari radi dobivanja potrebne energije, organizam će izgubiti mogućnost aktivnog prenošenja (transporta) tvari.

Danas se mnogo pažnje posvećuje istraživanju aktivnog prenošenja tvari. Međutim, nemamo znanstvene odgovore na mnoga pitanja u tom pogledu. S dovoljno sigurnosti može se govoriti o aktivnome prijenosu šećera. Spomenuto je da je živa stanica sposobna uzimati šećer, iako je njegova koncentracija u okolišu manja. Ustanovljeno je da na staničnoj membrani nastaje fosforilacija, tj. spajanje šećera i fosfatne skupine. Nastali spoj može proći kroz staničnu membranu u stanicu. Za vrijeme mijene (metabolizma) šećera u stanici fosfatna se skupina odijeli i može opet poslužiti za prijenos šećera kroz staničnu membranu. Također se smatra da lipidni dvosloj u staničnoj membrani ima velik udjel u prijenosu masnih kiselina i glicerola u unutrašnjosti stanice. I ostale tvari koje su topljive u mastima mogu pomoću lipida prolaziti kroz staničnu membranu. Alkoholi lako prolaze kroz staničnu membranu jer su topljivi u mastima. Naime, alkohol reagira s lipidima u staničnoj membrani tako da se mijenja propusnost membrane, pa alkohol – iako ima velike molekule – ulazi u stanicu. Na tome se procesu osniva djelovanje alkohola i etera na živčane stanice.

Na aktivan prijenos tvari kroz staničnu membranu utječe i njezin elektrolitički naboj. Stavimo li u petrijevu posudicu s vodom bilo kojeg praživa (bolje što pokretnije, npr. papučice), a na suprotnim stranama uronimo u vodu elektrode kroz koje prolazi slaba električna struja iz obične baterije, praživi će se kretati prema negativnome polu (katodi) jer je cjelokupan površinski naboj njihove membrane pozitivan (isti se naboji odbijaju, a suprotni se privlače). Električni su naboji također povezani sa sastavom stanične membrane koja se, osim lipida, sastoji i od proteina. Aminokiseline koje su sastavni dijelovi proteina mogu imati pozitivan i negativan naboj. Jednako tako, na unutrašnjem dijelu stanične membrane naboj može biti drukčiji nego na vanjskom. Zato nas ne smije iznenaditi ako se stanice viših životinja suspendirane u vodi budu kretale prema anodi (pozitivan pol) jer im je površinski stanični naboj negativan.

Osim veličine čestica, topljivosti masti, elektrolitičkog naboja i fosforilacije, u procesima osmotske i ionske regulacije važnu ulogu imaju temperatura, količina kisika, koncentracija pH, spol i dob životinje. Svi navedeni činitelji variraju u određenim granicama i u različito doba, što sve utječe na ionsku i osmotsku regulaciju.

page prethodnih

page sljedećih