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23.7: Osmoregulação em Peixes
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Osmoregulation in Fishes
 
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23.7: Osmoregulation in Fishes

23.7: Osmoregulação em Peixes

When cells are placed in a hypotonic (low-salt) fluid, they can swell and burst. Meanwhile, cells in a hypertonic solution—with a higher salt concentration—can shrivel and die. How do fish cells avoid these gruesome fates in hypotonic freshwater or hypertonic seawater environments?

Fish employ osmoregulatory strategies to balance bodily levels of water and dissolved ions (i.e., solutes), such as sodium and chloride.

Imagine two solutions separated by a membrane that is permeable to water. Although water crosses the membrane in both directions, more water flows (i.e., there is net water movement) into the solution with a higher solute concentration; this is the essential part of osmosis.

Fish Maintain Osmotic Balance by Osmoconforming or Osmoregulating

Osmoconformers maintain an internal solute concentration—or osmolarity—equal to that of their surroundings, and so they thrive in environments without frequent fluctuations. All osmoconformers are marine animals, although many marine animals are not osmoconformers.

Most fish are osmoregulators. Osmoregulators maintain internal osmolarity independent of the environment, making them adaptable to changing environments and equipped for migration.

Osmoregulation Requires Energy

Osmosis tends to equalize ion concentrations. Since fish require ion levels different from environmental concentrations, they need energy to maintain a solute gradient that optimizes their osmotic balance.

The energy required for osmotic balance depends on multiple factors, including the difference between internal and external ion concentrations. When osmolarity differences are minimal, less energy is required.

Alternative Osmotic Strategies

The bodily fluids of marine sharks and most other cartilaginous fish contain TMAO; this enables them to store urea and internally surpass the external osmolarity, allowing them to absorb water through osmosis.

Most animals are stenohaline—unable to tolerate large external osmolarity fluctuations. Euryhaline species, like salmon, can change osmoregulatory status. When salmon migrate from freshwater to the ocean, they undergo physiological changes, such as producing more cortisol to grow salt-secreting cells.

Quando as células são colocadas em um fluido hipotónico (com baixo sal), elas podem inchar e rebentar. Por outro lado, as células em uma solução hipertónica—com maior concentração de sal—podem encolher e morrer. Como é que as células dos peixes evitam esses destinos horríveis em ambientes hipotónicos de água doce ou hipertónicos de água do mar?

Os peixes empregam estratégias osmoregulatórias para equilibrar os níveis corporais de água e iões dissolvidos (ou seja, solutos), como sódio e cloreto.

Imagine duas soluções separadas por uma membrana que é permeável à água. Embora a água cruze a membrana em ambas as direções, mais água flui (ou seja, há movimento líquido de água) para a solução com maior concentração de soluto; esta é a parte essencial da osmose.

Os Peixes Mantêm o Equilíbrio Osmótico por Osmoconformação ou Osmoregulação

Osmoconformadores mantêm uma concentração de soluto interno—ou osmolaridade—igual à dos seus arredores, prosperando assim em ambientes sem flutuações frequentes. Todos os osmoconformadores são animais marinhos, embora muitos animais marinhos não sejam osmoconformadores.

A maioria dos peixes são osmoreguladores. Osmoreguladores mantêm a osmolaridade interna independentemente do ambiente, tornando-os adaptáveis às alterações de ambientes e equipados para migração.

A Osmoregulação Requer Energia

A osmose tende a igualar concentrações de iões. Como os peixes necessitam de níveis de iões diferentes das concentrações ambientais, eles precisam de energia para manter um gradiente de soluto que optimize o seu equilíbrio osmótico.

A energia necessária para o equilíbrio osmótico depende de múltiplos fatores, incluindo a diferença entre concentrações internas e externas de iões. Quando as diferenças de osmolaridade são mínimas, menos energia é necessária.

Estratégias Osmóticas Alternativas

Os fluidos corporais de tubarões marinhos e da maioria de outros peixes cartilaginosos contêm TMAO; isso permite que eles armazenem ureia e superem internamente a osmolaridade externa, permitindo que absorvam água através da osmose.

A maioria dos animais é estenohalina—incapaz de tolerar grandes flutuações de osmolaridade externa. Espécies de eurialinos, como o salmão, podem alterar o estado osmoregulatório. Quando os salmões migram da água doce para o oceano, eles sofrem mudanças fisiológicas, como a produção de mais cortisol para produzir células que secretam sal.


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