Όταν ένας σολομός μετακινείται από έναν ωκεανό αλμυρού νερού σε έναν ποταμό γλυκού νερού, αντιμετωπίζει μια σημαντική αλλαγή στο οσμωτικό περιβάλλον. Ο ωκεανός είναι ένα υπερτονικό περιβάλλον, που σημαίνει ότι έχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένων διαλυμένων ουσιών σε σύγκριση με τον ποταμό γλυκού νερού, που είναι ένα υποτονικό περιβάλλον. Για να επιβιώσουν, ο σολομός πρέπει να διατηρήσει την εσωτερική οσμωτική ισορροπία του ρυθμίζοντας την κίνηση του νερού και τις διαλυμένες ουσίες στις κυτταρικές του μεμβράνες. Ακολουθεί μια επισκόπηση των φυσιολογικών αλλαγών που εμφανίζονται στα κύτταρα του σολομού κατά τη διάρκεια αυτής της μετάβασης:
1. Στον ωκεανό (υπερτονικό περιβάλλον):
- Τα κύτταρα του σολομού εκτίθενται σε υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμάτων στο ωκεάνιο νερό σε σύγκριση με το εσωτερικό τους περιβάλλον.
- Για να αποφευχθεί η απώλεια νερού και να διατηρηθεί ο όγκος των κυττάρων, ο σολομός μεταφέρει ενεργά ιόντα (όπως το νάτριο και το χλωριούχο) στα κύτταρα του, αυξάνοντας την εσωτερική συγκέντρωση της ουσίας.
- Αυτή η διαδικασία απαιτεί ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ και εκτελείται με αντλίες ιόντων, όπως η αντλία ΑΤΡάσης νατρίου-εικασίου, που βρίσκεται στην κυτταρική μεμβράνη.
- Η ενεργή μεταφορά των ιόντων βοηθά στη διατήρηση της οσμωτικής ισορροπίας και αποτρέπει τη συρρίκνωση των κυττάρων.
2. Μετάβαση σε γλυκά νερά (υποτονικό περιβάλλον):
- Καθώς ο σολομός μετακινείται στον ποταμό γλυκού νερού, η εξωτερική οσμωτική πίεση μειώνεται, δημιουργώντας ένα υποτονικό περιβάλλον.
- Η χαμηλότερη συγκέντρωση διαλυμάτων στα γλυκά νερά προκαλεί το νερό να μετακινείται παθητικά στα κύτταρα του σολομού με όσμωση.
- Για να αποφευχθεί η υπερβολική διόγκωση και η πιθανή ρήξη των κυττάρων, ο σολομός ρυθμίζει τις διεργασίες μεταφοράς ιόντων.
- Μειώνει την ενεργό μεταφορά των ιόντων στα κύτταρα του και μπορεί ακόμη και να αντιστρέψει τη διαδικασία, μεταφέροντας ενεργά τα ιόντα από τα κύτταρα.
- Αυτή η μετατόπιση της μεταφοράς ιόντων βοηθά στη ρύθμιση της κίνησης του νερού και διατηρεί τον όγκο των κυττάρων.
3. Κανονισμός ιόντων:
- Η μεταβολή του περιβάλλοντος προκαλεί προσαρμογές στην έκφραση και τη δραστηριότητα των πρωτεϊνών μεταφοράς ιόντων στα κύτταρα του σολομού.
- Η αυξημένη δραστικότητα συγκεκριμένων καναλιών ιόντων και αντλίας, όπως η αντλία ΑΤΡάσης νατρίου-καροτσίου, επιτρέπει στον σολομό να προσαρμοστεί στις νέες οσμωτικές συνθήκες.
- Η ρύθμιση των συγκεντρώσεων ιόντων, ιδιαίτερα του νατρίου και του καλίου, είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των κατάλληλων ηλεκτροχημικών κλίσεων στις κυτταρικές μεμβράνες και την εξασφάλιση βασικών κυτταρικών λειτουργιών.
4. Λειτουργία νεφρού και gill:
- Τα νεφρά και τα βράγχια διαδραματίζουν ζωτικούς ρόλους στην Osmoregulation σε σολομό.
- Οι νεφροί είναι υπεύθυνοι για τη ρύθμιση του νερού και της απέκκρισης ιόντων, βοηθώντας τον σολομό να εξισορροπήσει τον εσωτερικό όγκο υγρού του.
- Οι τροποποιήσεις στην παραγωγή ούρων και στην επαναρρόφηση ιόντων εμφανίζονται σε απόκριση της μεταβολής της αλατότητας.
- Τα βράγχια εμπλέκονται επίσης στη μεταφορά ιόντων και στην ανταλλαγή αερίων. Βοηθούν στην πρόσληψη βασικών ιόντων, όπως το νάτριο και το χλωριούχο, και την απέκκριση των αποβλήτων.
Συνολικά, καθώς ένας σολομός μετακινείται από τον ωκεανό σε ποταμό γλυκού νερού, τα κύτταρα του υποβάλλονται σε φυσιολογικές προσαρμογές για να διατηρήσουν την οσμωτική ισορροπία και να επιβιώσουν στα μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα. Αυτές οι προσαρμογές περιλαμβάνουν προσαρμογές στις διεργασίες μεταφοράς ιόντων, τη ρύθμιση της κίνησης του νερού και τις τροποποιήσεις στη λειτουργία των νεφρών και των gill.