l’Osmosi è la diffusione di acqua attraverso una membrana in risposta alla pressione osmotica è causato da uno squilibrio di molecole su entrambi i lati della membrana. L’osmoregolazione è il processo di mantenimento del bilancio salino e idrico (equilibrio osmotico) attraverso le membrane all’interno dei fluidi corporei, che sono composti da acqua, più elettroliti e non elettroliti. Un elettrolita è un soluto che si dissocia in ioni quando disciolto in acqua. Un non elettrolita, al contrario, non si dissocia in ioni durante la dissoluzione dell’acqua. Sia gli elettroliti che i non elettroliti contribuiscono all’equilibrio osmotico. I fluidi del corpo includono il plasma sanguigno, il citosol all’interno delle cellule e il liquido interstiziale, il fluido che esiste negli spazi tra le cellule e i tessuti del corpo. Le membrane del corpo (come le membrane pleuriche, sierose e cellulari) sono membrane semipermeabili. Le membrane semipermeabili sono permeabili (o permissive) a determinati tipi di soluti e acqua. Le soluzioni su due lati di una membrana semipermeabile tendono ad equalizzare in concentrazione di soluto dal movimento di soluti e / o acqua attraverso la membrana.

Figura 1. Le cellule poste in un ambiente ipertonico tendono a ridursi a causa della perdita di acqua. In un ambiente ipotonico, le cellule tendono a gonfiarsi a causa dell’assunzione di acqua. Il sangue mantiene un ambiente isotonico in modo che le cellule non si restringano né si gonfiano. (credit: Mariana Ruiz Villareal)

Come si vede nella Figura 1, una cellula posta in acqua tende a gonfiarsi a causa del guadagno di acqua dall’ambiente ipotonico o “a basso contenuto di sale”. Una cella posta in una soluzione con maggiore concentrazione di sale, d’altra parte, tende a far avvizzire la membrana a causa della perdita di acqua nell’ambiente ipertonico o “alto sale”. Le cellule isotoniche hanno un’uguale concentrazione di soluti all’interno e all’esterno della cellula; questo equalizza la pressione osmotica su entrambi i lati della membrana cellulare che è una membrana semi-permeabile.

Il corpo non esiste in isolamento. C’è un ingresso costante di acqua ed elettroliti nel sistema. Mentre l’osmoregolazione viene raggiunta attraverso le membrane all’interno del corpo, gli elettroliti e i rifiuti in eccesso vengono trasportati ai reni ed escreti, contribuendo a mantenere l’equilibrio osmotico.

Necessità di osmoregolazione

I sistemi biologici interagiscono costantemente e scambiano acqua e sostanze nutritive con l’ambiente attraverso il consumo di cibo e acqua e attraverso l’escrezione sotto forma di sudore, urina e feci. Senza un meccanismo per regolare la pressione osmotica, o quando una malattia danneggia questo meccanismo, c’è una tendenza ad accumulare rifiuti tossici e acqua, che può avere conseguenze disastrose.

I sistemi dei mammiferi si sono evoluti per regolare non solo la pressione osmotica complessiva attraverso le membrane, ma anche le concentrazioni specifiche di elettroliti importanti nei tre principali compartimenti fluidi: plasma sanguigno, fluido extracellulare e fluido intracellulare. Poiché la pressione osmotica è regolata dal movimento dell’acqua attraverso le membrane, anche il volume dei compartimenti del fluido può cambiare temporaneamente. Poiché il plasma sanguigno è uno dei componenti fluidi, le pressioni osmotiche hanno un impatto diretto sulla pressione sanguigna.

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