Когато сьомга се премества от соленоводен океан към сладководна река, тя среща значителна промяна в осмотичната среда. Океанът е хипертонична среда, което означава, че има по -висока концентрация на разтворени разтворители в сравнение със сладководната река, която е хипотонична среда. За да оцелее, сьомгата трябва да поддържа своя вътрешен осмотичен баланс, като регулира движението на водата и разтворителите в клетъчните си мембрани. Ето преглед на физиологичните промени, които настъпват в клетките на сьомгата по време на този преход:
1. В океана (хипертонична среда):
- Клетките на сьомгата са изложени на по -висока концентрация на разтворители в океанската вода в сравнение с вътрешната им среда.
- За да предотврати загубата на вода и да поддържа клетъчния обем, сьомгата активно транспортира йони (като натрий и хлорид) в своите клетки, увеличавайки вътрешната концентрация на разтворител.
- Този процес изисква енергия под формата на АТФ и се извършва от йонни помпи, като натриево-калиевата АТФазна помпа, разположена на клетъчната мембрана.
- Активният транспорт на йони помага за поддържане на осмотичен баланс и предотвратява свиването на клетките.
2. Преход към сладка вода (хипотонична среда):
- Докато сьомгата се придвижва в сладководни река, външното осмотично налягане намалява, създавайки хипотонична среда.
- По -ниската концентрация на разтворители в сладката вода кара водата да се движи пасивно в клетките на сьомгата чрез осмоза.
- За да предотврати прекомерното подуване и потенциалното разкъсване на клетките, сьомгата коригира своите процеси на транспортиране на йони.
- Намалява активния транспорт на йони в неговите клетки и дори може да обърне процеса, като активно транспортира йони от клетките.
- Това изместване на транспорта на йони помага да се регулира движението на водата и поддържа обема на клетките.
3. Йонна регулация:
- Промяната в околната среда задейства корекциите в експресията и активността на йонните транспортни протеини в клетките на сьомгата.
- Повишената активност на специфични йонни канали и помпи, като помпата на натриево-калиева АТФаза, позволява на сьомгата да се адаптира към новите осмотични условия.
- Регулирането на йонните концентрации, по -специално натрий и калий, е от решаващо значение за поддържане на правилните електрохимични градиенти в клетъчните мембрани и осигуряване на основни клетъчни функции.
4. Бъбречна и хрилна функция:
- Бъбреците и хрилете играят жизненоважни роли в осморегулацията в сьомгата.
- Бъбреците са отговорни за регулирането на екскрецията на вода и йони, като помагат на сьомгата да балансира вътрешния си обем на течността.
- Модификациите в производството на урина и йонната реабсорбция възникват в отговор на промяната в солеността.
- Хрилете също участват в транспорта на йони и обмен на газ. Те помагат при поглъщането на основни йони, като натрий и хлорид, и екскреция на отпадъчни продукти.
Като цяло, тъй като сьомгата се премества от океана към сладководна река, клетките му претърпяват физиологични адаптации, за да поддържат осмотичен баланс и да оцелеят в променящата се среда. Тези адаптации включват корекции в процесите на транспортиране на йони, регулиране на движението на водата и модификации във функцията на бъбреците и хрила.