ÉDESVÍZI HALAK OZMÓZIS-SZABÁLYOZÁSA

Az édesvízi halak belső környezetükhöz képest tehát hipozmotikus környezetben élnek, a tengeri halak, meg pont fordítva, hiperozmotikusban. Ha a víz áramlása korlátlanul létrejöhetne a szervezet és a környezet között, akkor ez akkora ozmotikus stresszt jelentene a halaknak, hogy azt aligha tudnák kompenzálni. A testük nagy részén nem jön létre jelentős vízáramlás, azonban vannak helyek, ahol az élő sejtek nagy számban közvetlenül érintkeznek a környező vízzel. Ilyen helyek a pl. a kopoltyúk (óriási felület!) és a bélrendszer. Ezeken keresztül vízfelvétel történik, folyamatosan hígul a plazma.

A halaknak alkalmazkodniuk kellett ehhez az evolúció folyamán. Talán nem meglepő, hogy ez az alkalmazkodás nagyrészt a felesleges víz vesén keresztüli kiválasztásával történik. A halak folyamatosan eltávolítják vizelettel az így felvett vizet. A vizeletkiválasztás azonban mindig sóvesztéssel is jár, ugyanis a vesék nem alkalmasak teljesen sómentes vizet előállítani. Tehát a vízkiválasztással a halak NaCl-ot is veszítenek. És sóvesztés, pótlás nélkül pedig súlyos következményekkel járhat.

Hogyan pótolják a vizelettel elveszített sót a halak?
Kétféleképpen: egyrészt a táplálékkal, másrészt a vízből veszik fel a kopoltyúk segítségével. Azonban az ionokat a vízből felvenni, nem is olyan egyszerű. A folyamat során több gond is felmerül. Egyrészt, eddig arról írtunk, hogy a sejtmembránon az ionok nem képesek átjutni, csak a víz. Másrészt egy óriási nátrium-koncentrációgrádiens van a plazma és a víz között (a plazmában van több), tehát ha lenne is szabad ionáramlás az a sejteken keresztül kifelé irányulna.

Az első úgy hidalható át, hogy a plazmában transzporter fehérjék találhatók, amelyek specifikusan (csak meghatározott ionok) képesek ionokat szállítani. Olyanok ezek mint ajtók az épületek falán, itt lehetőség van az átjutásra. Ráadásul az ajtókon mondjuk van HÖLGYEK felirat (szelektív bejárat, csak hölgyek mehetnek be).

A koncentrációgrádiens ellenében történő transzport pedig energiaflehasználással küzdhető le, az iontranszportban szereplő egyes fehérjék energiát használnak. A szervezetek energiafelhasználásának egyébként legnagyobb része ilyen energiaigényes transzportok fenntartására megy el. Szóval ezek a sejtek ilyen transzporterekkel veszik fel a Na+-ot a vízből. A Na+ ionokat Cl- követi egy másfajta transzporteren. Ez a transzporter a sejt belsejében található HCO3- ionokat cseréli ki Cl- ionokra.

Cl- transzporteren keresztül kloridion helyett nitrit ion is bejuthat a sejtekbe. Ez azt jelenti, hogy a transzporter nem teljesen specifikus, azaz nem csak klorid kötodhet hozzá, hanem pl. az azonos töltésű nitrit is (a nitrit, mivel töltéssel rendelkező ion, természetesen nem tud transzporter nélkül átjutni a sejtmembránon).

Ennek gyakorlati jelentősége a következő lehet: magas nitritionkoncentráció esetén ha lassítani akarjuk a nitrit felvételét, növelnünk kell a vízben a klorid koncentrációját. Olyan ez mintha a Fradi-Újpest meccsre a szurkolók egy ajtón keresztül mehetnének be. Mit kell tennie a fradistáknak, hogy az ellentábor kint maradjon? Minél nagyobb a fradisták száma, annál kisebb lesz az esélye az újpestiekenek a bejutásra ?. Úgy is mondhatnánk komppetíció, azaz versengés alakul ki a két ion között. Ha több a klorid, nagyobb esély van a kötődésére mint a nitritnek, azaz a nitrit kint marad.

Összefoglalva: az édesvízi halak az ozmotikus nyomáskülönbségek miatt felvett vizet vizelettel ürítik, a vizelettel elvesztett ionokat pedig a kopoltyú hámsejtjein keresztüli felvétellel pótolják. Ezen folyamatok által alkalmazkodni tudnak a hipozmotikus környezethez.