L'un des processus biologiques fondamentaux chez les êtres vivants et, surtout, pour ceux qui habitent les écosystèmes aquatiques est la osmorégulation, Également connu sous le nom équilibre osmotique.
Toutes les réactions métaboliques nécessaires à la vie se déroulent en milieu aqueux ou liquide. Pour le bon fonctionnement de ces réactions, il est nécessaire que les concentrations en eau et non lié (tous ces composés organiques de faible poids moléculaire qui aident à maintenir la équilibre osmotique) oscillent dans des marges relativement étroites, dans un processus appelé osmorégulation.
Nous pouvons définir le osmorégulation comme la méthode qui maintient la l'homéostasie du corps, qui n'est rien d'autre que la capacité des organismes vivants à maintenir leur état interne stable en fonction des changements qui peuvent se produire à l'extérieur grâce à l'échange de matière et d'énergie avec lui.
Tout cela dépend de manière cruciale de la mouvement contrôlé des solutés existant dans les fluides internes et ceux présents dans l'environnement. Ceci nous amène à la régulation dans la mouvement de l'eau jouent un rôle fondamental.
Ladite régulation du mouvement de l'eau est effectuée par osmose, qui est un phénomène physique basé sur le mouvement d'un solvant liquide à travers une membrane semi-perméable. Ce phénomène se produit grâce à une Diffusion qui ne nécessite pas de dépense énergétique et est crucial pour le bon métabolisme cellulaire des êtres vivants.
En fin de compte, la osmorégulation contribue à garantir que les concentrations de non lié existant à l'intérieur des organismes (par exemple, dans les cellules) et l'environnement qui les entoure ont tendance à s'équilibrer mutuellement écoulement à travers les membranes semi-perméable. Cette circonstance permet de réguler la pression osmotique (pression exercée afin d'arrêter le flux de solvant pénétrant une membrane).
Équilibre osmotique chez les animaux
Chez la plupart des animaux, les fluides qui alimentent les cellules sont isosmotique comparé aux fluides qui coexistent à l'intérieur des cellules. Cela signifie que les fluides à l'intérieur et à l'extérieur des cellules ont une pression osmotique similaireCela empêche la cellule de gonfler excessivement, comme cela se produirait dans un solution hypotonique, ou froissement, quelque chose qui se produit dans le solutions hypertoniques.
Pour pouvoir garder ces fluides isosmotique De part et d’autre de la membrane plasmique, de nombreuses cellules utilisent transport d'ions actifs (par exemple, pomper Na+ vers l'extérieur) ce qui nécessite une dépense énergétique, complétant les processus passifs.
Les cellules animales voient dans un solution isosmotique un milieu propice à son bon fonctionnement et à son développement. Chez les plantes, ce n'est pas le cas : les cellules végétales qui se trouvent dans un solution isosmotique peut souffrir de perte de cheveux la turgescence, car sa paroi cellulaire retient les solutés et repose sur une pression interne élevée.
Transit passif et actif de l'eau et des ions
El transit passif n'implique pas de consommation d'énergie : les ions Ils diffusent du milieu de concentration élevée à concentration faible et, par osmose, Eau se déplace dans la direction opposée. Le taux de diffusion ionique peut être affecté par la température, tandis que l'osmose dépend de la gradient de soluté.
El transport actif nécessite de l'énergie métabolique. Il est utilisé pour éliminer les ions en excès (déchets métaboliques) ou pour absorber les substances nécessaires qui vont à l'encontre du gradient. Chez les poissons, ce transport se produit principalement dans cellules épithéliales branchiales, Dans le intestin et trouvez dans le le rein.
Hormones et contrôle endocrinien de l'osmorégulation
L'osmorégulation est modulée par hormonesChez les poissons marins, le cortisol favorise l'excrétion des sels dans les branchies ; chez les poissons d'eau douce, prolactine favorise l'absorption des ions et la rétention d'eau. calcitonine influence la gestion du calcium et perméabilité des membranes. De plus, l'axe GH/IGF-1 (hormone de croissance/facteur insuline) facilite l'acclimatation aux environnements salins, et les téléostéens utilisent le récepteur minéralocorticoïde avec cortisol en tant que ligand fonctionnel pour réguler le transport ionique.
Osmorégulation chez les animaux aquatiques
Les animaux aquatiques se sont adaptés à une grande variété d’habitats, de l’eau douce (avec très peu non lié) aux eaux hypersalines (avec des eaux abondantes non lié). Cela les met en difficulté équilibre osmotique très différentes. De plus, chaque espèce fonctionne au sein d'un plage d'osmolarité ambiante déterminé.
- Sténopés:organismes qui tolèrent une gamme étroite de la salinité de l'environnement, tant en eau douce qu'en eau salée.
- euryhalines:organismes qui tolèrent une large gamme de la salinité, pouvant vivre et se déplacer entre l'eau douce, l'eau saumâtre et l'eau de mer, par exemple certains qui migrent entre les rivières et la mer.
Il existe principalement deux manières d’y parvenir : osmorégulation:
El osmoconformisme désigne les animaux qui sont dans équilibre osmotique avec l'environnement dans lequel ils vivent, c'est-à-dire que leurs fluides corporels sont presque isosmotique en matière d'environnement. Ils sont généralement organismes marins, en particulier de nombreux invertébrés et certains vertébrés cartilagineux qui accumulent urée et d’autres osmolytes pour égaliser la pression osmotique ambiante.
Les animaux osmorégulateurs maintenir leur osmolarité interne distincte de celle du milieu, en ajustant activement la bilan hydrique et des ions. Le coût énergétique varie en fonction de la perméabilité de la surface du corps. Si le osmolarité des fluides corporels est supérieure à celle de l'environnement, l'animal est hyperosmotique; si c'est moins, c'est hypoosmotique.
Acclimatation et changement de salinité
Les espèces euryhalin (par exemple, certains qui migrent entre les rivières et la mer) font face à des défis supplémentaires. Leur acclimatation implique des changements progressifs dans expression des transporteurs ioniques dans les branchies et l'intestin, des ajustements dans la fonction rénale et un beau régulation hormonale (cortisol, prolactine, GH/IGF-1). Ces changements nécessitent temps et de l'énergie ; par conséquent, des variations soudaines de salinité peuvent générer stress osmotique.
Osmorégulation chez les poissons d'eau douce
Chez les poissons d’eau douce, la concentration de les ions corps est supérieure à celle présente dans l'eau. Cela provoque une diffusion de l'eau à l'intérieur du poisson à travers l'épithélium des branchies et de la peau. Non régulé, ce flux pourrait provoquer un gonflement des tissus et altérer les fonctions vitales.
Pour compenser, le rein de ces poissons génère de grands volumes d'urine très dilué (filtration glomérulaire élevée), ce qui permet l'expulsion de excès d'eau. Comme leur concentration en sel dépasse celle de l'environnement, les poissons perdent électrolytes par diffusion, ils doivent donc réabsorber les sels par l'intermédiaire de cellules spécialisées dans le branchies et les obtenir via le alimentation.
Dans l'épithélium branchial, l'échange d'ions est lié à l'échange d'ions lui-même. métabolismeLe dioxyde de carbone est converti en bicarbonate et est échangé avec des ions chlorure, Considérant que la ammoniaque (issu du catabolisme des protéines) peut être expulsé en l'échangeant avec sodium. Ainsi, le excrétion des déchets est couplé au maintien de la homéostasie ionique.
El pH des conditions d'eau ces échanges : dans plusieurs environnements acidesL'absorption du Na+ est difficile et le sodium peut s'accumuler dans le sang et provoquer les oedèmes ou d'ascite chez les espèces sensibles. Maintenir une pH stable et dans l’aire de répartition de l’espèce, il est essentiel d’éviter les perturbations osmotiques.
En aquariophilie, il est courant d'ajouter de petites quantités de sel non chloré dans les installations d'eau douce récemment cyclées, lorsque la stabilité biologique n'est pas encore atteinte. La présence de certains les ions dans l'eau, il facilite les échanges dans les branchies et aide à contrôler l'ammoniac pendant la phase de maturation du système. Cela devrait être fait avec critère et selon les espèces, puisque certaines sont sensibles aux augmentations de conductivité.
Osmorégulation chez les poissons d'eau salée
Chez les poissons marins, l’environnement extérieur est hyperosmotique par rapport à ses fluides internes. Par conséquent, l'eau a tendance à quitter le corps par osmose et la les ions de la mer pénètrent par diffusion à travers la branchiesLe principal risque est le déshydratation si elle n'est pas activement corrigée.
Pour éviter la déshydratation, les poissons marins ils boivent de l'eau de mer et absorber l'eau dans le intestin après précipitation et séparation d'une partie des sels. L'excès de NaCl Il est éliminé dans les branchies par les cellules à chlorure (riches en mitochondries) qui sécrètent chlore par des canaux spécifiques et expulser sodium par voie paracellulaire. Une partie du reste est excrétée par tabouret y orina.
Contrairement aux poissons d’eau douce, de nombreux poissons marins produisent peu d'urine et avec une concentration de signal élevée. Ceci est lié à une présence plus faible de glomérules dans le rein ; certaines espèces, comme hippocampes, développer les reins aglomérulaire. Pour récupérer Eau et limiter les pertes, ils ont longtemps tubules rénaux et des mécanismes de réabsorption efficaces.
Chez les poissons cartilagineux marins (peu courants dans les aquariums domestiques), la stratégie est différente : ils sont osmoconformateurs qui s'accumulent urée et d'autres osmolytes pour équilibrer sa pression osmotique avec celle de la mer, en expulsant les excès de sels par des glandes spécialisées. Cette mention illustre la diversité solutions évolutives pour le même problème osmotique.
El stress modifie l'osmorégulation : changements soudains dans la salinité, une mauvaise qualité de l'eau ou une gestion inadéquate déstabilisent hormones et les transporteurs ioniques. Bien que le cortisol facilite l'acclimatation à l'eau salée, le stress chronique compromet la barrière épithéliale et l'équilibre hydrique, augmentant la sensibilité à pathogènes.
Implications dans l'aquaculture
Dans la production aquacole, la salinité de l’eau est un facteur critique pour la croissance. L'osmorégulation implique une dépenses d'énergie qui, s'il est élevé, prive de ressources le crecimiento déjà la conversion alimentaire. Ajustez la plage de salinité optimal par espèce et par stade, ainsi que température y fotoperiodo, maximise la productivité et le bien-être. Chez les téléostéens marins, l'exposition à un environnement hyperosmotique les force à intensifier excrétion de sels et augmente le coût métabolique ; par conséquent, les aquaculteurs modulent la salinité pour améliorer performance y supervivencia.
L’équilibre osmotique peut sembler complexe, mais il l’est essentiel pour la vie. Le comprendre aide à interpréter les comportamiento et les besoins des poissons, tant dans la nature qu'en aquarium. L'essentiel est de respecter plages environnementales de chaque espèce, éviter les changements brusque et assurer une qualité de l'eau qui maintient ses mécanismes de protection osmorégulation sans surcoûts énergétiques inutiles.
