Back to chapter

5.7:

التناضحية في الحيوانات

JoVE Core
Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Biology
Tonicity in Animals

Languages

Share

تشير التوتريّة إلى كمية المادة المُذابة في السائل خارج الخليّة،والذي يؤثر في الإرتشاح الغشائي والنتائج ضمن ثلاث سيناريوهات محتملة من تغيير ثانوي في حجم الخلية. عندما يكون هناك تركيز متساوي للمادة المُذابة حاضراًفي الداخل والخارج،فالحل هو محلول متساوي التوتر. لا يوجد حركة هادفة للماء،حيث إن الماء سيظل يتدفق داخلاًوخارجاًفي نسب متساوية فحسب.على أي حال،إن كان هناك إنخفاض في المادة المُذابة وإرتفاع بتركيز المياه في الخارج نسبياًللداخل،فالحالة هي إنخفاض الضغط،وستتحرك المياه إلى الخلية مسببةًلها الإنتفاخ وربّما حتى الإنفجار. بالمقارنة أثناء فرط الضغط،فإن السائل خارج الخلية يتضمن المادة المُذابة بنسبة أكبر ومع مياه بنسبة أقل مما هو الأمر داخلها،بالتالي ستخرج المياه من الخلية مسببةًإنكماشها.

5.7:

التناضحية في الحيوانات

يحدد توتر المحلول ما إذا كانت الخلية تكتسب الماء أو تفقده في هذا المحلول. تعتمد التوترية على نفاذية غشاء الخلية للمواد المذابة المختلفة وتركيز المواد المذابة الغير مخترِقة في المحلول داخل وخارج الخلية. إذا كان الغشاء الشبه نافذ يعيق مرور بعض المواد المذابة ولكنه يسمح للماء باتباع تدرج تركيزه ، يتحرك الماء من الجانب ذي الأسمولية المنخفضة (أي تركيز الذائب أقل) إلى الجانب ذي الأسمولية الأعلى (أي تركيز الذائب أعلي). تحدد توترية السائل خارج الخلية حجم واتجاه التناضح وينتج عنه ثلاثة حالات محتملة: فرط التوتر ، ونقص التوتر ، وتساوي التوتر.

محاليل متساوية التوتر

في علم الأحياء ، البادئة ”ايزو“ تعني متساوية أو تساوي القياسات. عندما يكون للسائل خارج الخلية وداخل الخلايا تركيز متساوٍ من المذاب غير المخترِق في الداخل والخارج ، يكون المحلول متساوي التوتر. المحاليل متساوية التوتر ليس لها حركة صافية للماء. سيظل الماء يتحرك داخل وخارج ، بنسب متساوية. لذلك ، لا يحدث أي تغيير في حجم الخلية.

محاليل منخفضة التوتر

البادئة ”منخفض“ تعني أقل أو تحت. عندما يكون هناك تركيز منخفض من المذاب غير المخترِق وتركيز عالٍ من الماء في الخارج بالنسبة للداخل ، تكون البيئة منخفضة التوتر. سوف ينتقل الماء إلى داخل الخلية ، مما يؤدي إلى انتفاخها. يؤدي التورم في الخلايا الحيوانية في النهاية إلى انفجار الخلايا وموتها. المياه العذبة هي مثال على بيئة منخفضة التوتر. تميل كائنات المياه العذبة إلى أن تكون ذات أسمولية أعلى (أي تركيز ملح أعلى) داخل خلاياها من جسم الماء المحيط بها مثل البحيرة أو النهر.

محاليل فرط التوتر

على العكس من ذلك ، البادئة ”فرط“ يعني أكثر أو أعلى. أثناء فرط التوتر ، يحتوي السائل خارج الخلية على نسبة ذائب أكثر (أي الأسمولية العالية) وماء أقل من داخل الخلية. وهكذا ، ينتقل الماء خارج الخلية ، مما يتسبب في تقلص الخلايا الحيوانية. الماء المالح هو مثال على فرط التوتر حيث السائل خارج الخلية يحتوي على أسمولية أعلى (أي تركيز ملح أعلى) على عكس معظم السوائل داخل الخلايا.

التنظيم التناضحي

لتجنب الانكماش والتورم الذي يحدث في المحاليل مفرطة التوتر و منخفضة التوتر ، يجب أن يكون للخلايا الحيوانية استراتيجيات للحفاظ على التوازن التناضحي. تسمى العملية التي يتم من خلالها تحقيق التوازن الأسموزي التنظيم التناضحي. يمكن تصنيف استراتيجيات التنظيم التناضحي إلى فئتين: التنظيم والتوافق. يتحكم منظموا_التناضح في الظروف التناضحية الداخلية ويحافظون عليها بشكل مستقل عن الظروف البيئية. على العكس من ذلك ، تستخدم موافقوا-التناضح عمليات داخلية نشطة وغير نشطة لتقليد الأسمولية في بيئتها.

العديد من الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، هي منظموا-تناضح. على سبيل المثال ، الأسماك التي تعيش في المياه المالحة ، وهي بيئة مفرطة التوتر ، قادرة على تنظيم المياه المفقودة في البيئة عن طريق أخذ كميات وفيرة من الماء وإفراز الملح في كثير من الأحيان. تخفف الأسماك التي تعيش في المياه العذبة من التناضح المستمر للمياه في خلاياها عن طريق التبول المتكرر الذي يطلق الماء خارج الجسم.

معظم اللافقاريات البحرية ، مثل الكركند وقنديل البحر ، هي موافقوا–تناضح. يحافظ موافقوا–التناضح على تركيز مذاب داخلي ، أو اسمولية _ مساوٍية لتلك الموجودة في محيطها ، ولذا فهي تزدهر في البيئات الخالية من التقلبات المتكررة.

Suggested Reading

Vujovic, Predrag, Michael Chirillo, and Dee U. Silverthorn. “Learning (by) Osmosis: An Approach to Teaching Osmolarity and Tonicity.” Advances in Physiology Education 42, no. 4 (October 10, 2018): 626–35. [Source]