التنظيم العضلي: ما هو ، في النباتات ، في الحيوانات ، أمثلة - مادة الاحياء - 2026

و التنظيم الاسموزي هو عملية هي المسؤولة عن الحفاظ على توازن السوائل في الجسم من خلال تنظيم بنشاط الضغط الأسموزي الداخلي. والغرض منه هو الحفاظ على أحجام كافية وتركيزات الأسمولية للأجزاء البيولوجية المختلفة ، وهو أمر ضروري للتشغيل السليم للكائنات الحية.

يمكن اعتبار المياه البيولوجية موزعة في أجزاء تشمل داخل الخلية (مقصورة داخل الخلايا) ، وفي حالة الكائنات متعددة الخلايا ، السائل الذي يحيط بالخلايا (مقصورة خارج الخلية أو بينية).

حركة الماء والأيونات في أسماك التيلوستوس في المياه العذبة (المصدر: رافر ، دوان ؛ تم تعديله بواسطة Biezl (عمل خاص) ، غير محدد ترجمه إلى الأسبانية بواسطة كريستينا بوش (نقاش) 20:53 ، 1 سبتمبر 2014 (UTC) عبر ويكيميديا ​​كومنز)

يوجد أيضًا ، في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا ، حجرة داخل الأوعية الدموية تجلب السائل داخل وخارج الخلية في اتصال مع البيئة الخارجية. يتم فصل هذه الأجزاء الثلاثة عن طريق أغشية بيولوجية انتقائية للنفاذية تسمح بالمرور الحر للمياه وتحد من مرور الجسيمات الموجودة في المحلول في هذا السائل بدرجة أكبر أو أقل.

يمكن لكل من الماء وبعض الجزيئات الصغيرة أن تتحرك بحرية عبر مسام الغشاء ، عن طريق الانتشار واتباع تدرجات تركيزها. يمكن للآخرين ، الأكبر أو المشحون كهربائيًا ، المرور من جانب إلى آخر باستخدام جزيئات أخرى تعمل كوسيلة للنقل.

ترتبط العمليات التناضحية بحركة الماء من مكان إلى آخر بعد تدرج تركيزه. أي أنها تنتقل من الحجرة التي تتركز فيها بشكل أكبر إلى الحجرة التي يكون تركيزها فيها أقل.

يتركز الماء أكثر في المكان الذي يكون فيه التركيز الأسمولي (تركيز الجسيمات النشطة تناضحيًا) أقل والعكس صحيح. ثم يقال إن الماء ينتقل من موقع بتركيز أسمولي منخفض إلى موقع آخر بتركيز أسمولي أعلى.

طورت الكائنات الحية آليات معقدة للتحكم في التوازن التناضحي في داخلها وتنظيم عمليات دخول وخروج المياه ، وتنظيم دخول و / أو خروج المواد المذابة ، وهذا ما يشير إليه التنظيم التناضحي.

ما هو التنظيم؟

الهدف الرئيسي للتنظيم التناضحي هو ضبط مدخل ومخرج الماء والمواد المذابة بحيث يظل كل من حجم وتكوين الأجزاء السائلة ثابتة.

بهذا المعنى ، يمكن النظر في جانبين ، أحدهما التبادل بين الكائن الحي والبيئة والآخر التبادل بين أجزاء الجسم المختلفة.

يحدث دخول وخروج الماء والمذابات بآليات مختلفة:

- في حالة الحيوانات الفقارية العليا ، على سبيل المثال ، يتم تنظيم الدخل من خلال تناول الماء والمواد المذابة ، وهي مسألة تعتمد بدورها على نشاط الجهاز العصبي والغدد الصماء ، والتي تتدخل أيضًا في تنظيم إفراز كلوي لهذه المواد.

- في حالة نباتات الأوعية الدموية ، يتم امتصاص الماء والمواد المذابة بفضل عمليات التبخر التي تحدث في الأوراق. هذه العمليات "تسحب" عمود الماء وتدفع حركته لأعلى خلال النبات من الجذور ، والتي لها علاقة بإمكانية المياه.

يحدث التبادل والتوازن بين الأجزاء المختلفة للكائن الحي عن طريق تراكم المواد المذابة في حجرة واحدة أو أخرى من خلال نقلها النشط. على سبيل المثال ، تحدد الزيادة في المواد المذابة داخل الخلايا حركة الماء تجاهها وزيادة حجمها.

يتكون التوازن ، في هذه الحالة ، من الحفاظ على تركيز أسمولي داخل الخلايا كافٍ للحفاظ على حجم خلية ثابت ، ويتحقق ذلك بفضل مشاركة البروتينات في أنشطة النقل المختلفة ، بما في ذلك مضخات ATPase والناقلات الأخرى..

التنظيم في النباتات

تحتاج النباتات إلى الماء لتعيش بنفس القدر الذي تعيش فيه الحيوانات وغيرها من الكائنات وحيدة الخلية. في نفوسهم ، كما هو الحال في جميع الكائنات الحية ، يعد الماء ضروريًا لإجراء جميع التفاعلات الأيضية المتعلقة بالنمو والتطور ، والتي لها علاقة بالحفاظ على شكل خلاياهم وتورمها.

يتعرضون خلال حياتهم لظروف مائية متغيرة تعتمد على البيئة المحيطة بهم ، وتحديداً على رطوبة الغلاف الجوي ومستويات الإشعاع الشمسي.

في الكائنات الحية النباتية ، يفي تنظيم التناضح بوظيفة الحفاظ على إمكانات التورم من خلال تراكم أو تقليل المواد المذابة استجابة للإجهاد المائي ، مما يسمح لها بمواصلة النمو.

حركة الماء في خلايا الجذر (النقل البسيط والنقل السماوي) (المصدر: ديلان دبليو شويلك عبر ويكيميديا ​​كومنز)

يتدفق الماء الموجود بين شعيرات الجذر والأديم الباطن بين الخلايا الجذرية من خلال حجرة خارج الخلية تُعرف باسم Apoplast (النقل apoplastic) أو من خلال الوصلات السيتوبلازمية (النقل البسيط) ، حتى يتم ترشيحه مع الأيونات و المعادن في خلايا الأدمة الداخلية ثم تنتقل إلى الحزم الوعائية.

عندما يتم نقل الماء والمغذيات المعدنية من التربة عن طريق الجذر إلى الأعضاء الهوائية ، فإن خلايا أنسجة الجسم المختلفة "تستوعب" أحجام الماء وكميات المواد المذابة اللازمة لأداء وظائفها.

في النباتات ، كما هو الحال في العديد من الكائنات الحية العليا ، يتم تنظيم عمليات دخول المياه وطردها من خلال المواد المنظمة للنمو (الهرمونات النباتية) التي تعدل الاستجابات للظروف البيئية المختلفة والعوامل الداخلية الأخرى.

- جهد الماء وضغطه

نظرًا لأن تركيز المواد المذابة داخل الخلايا في الخلايا النباتية أعلى من تلك الموجودة في بيئتها ، فإن الماء يميل إلى الانتشار عن طريق التناضح نحو الداخل حتى يسمح به الضغط الذي يمارسه جدار الخلية وهذا ما يجعل الخلايا الخلايا صلبة أو منتفخة.

تعد إمكانات الماء أحد العوامل التي تشارك في تبادل المياه لكل من النباتات مع بيئتها وخلايا أنسجتها مع بعضها البعض.

يتعلق الأمر بقياس اتجاه تدفق المياه بين جزأين ويشتمل على مجموع الجهد التناضحي مع جهد الضغط الذي يمارسه جدار الخلية.

في النباتات ، نظرًا لأن تركيز الذائبة داخل الخلايا عادة ما يكون أعلى من تركيز البيئة خارج الخلية ، فإن القدرة التناضحية هي رقم سالب ؛ في حين أن إمكانية الضغط عادة ما تكون إيجابية.

كلما انخفضت القدرة التناضحية ، زادت سلبية إمكانات المياه. إذا كانت تعتبر خلية ، فيقال إن الماء سيدخلها بعد تدرجها المحتمل.

التنظيم العضلي في الحيوانات

تستخدم الفقاريات واللافقاريات متعددة الخلايا أنظمة مختلفة للحفاظ على التوازن الداخلي ، وهذا في اعتماد صارم على الموطن الذي تعيش فيه ؛ أي أن آليات التكيف تختلف بين حيوانات المياه المالحة والمياه العذبة والحيوانات الأرضية.

غالبًا ما تعتمد التعديلات المختلفة على أعضاء متخصصة لتنظيم التناضح. في الطبيعة ، تُعرف أكثرها شيوعًا بالأعضاء الكلوية ، وهي هياكل إفرازية متخصصة تعمل كنظام من الأنابيب التي تفتح للخارج من خلال مسام تسمى nephridiopores.

تحتوي الديدان المفلطحة على هياكل تُعرف باسم البروتونفيريديوم ، بينما تمتلك الحلقات والرخويات ميتانفيريديا. تحتوي الحشرات والعناكب على نسخة من الأعضاء الكلوية تسمى Malpighi Tubules.

في الحيوانات الفقارية ، يتم تحقيق نظام تنظيم وإخراج ، يتكون أساسًا من الكلى ، ولكن يشارك أيضًا الجهاز العصبي والغدد الصماء والجهاز الهضمي والرئتين (أو الخياشيم) والجلد في هذه العملية للحفاظ على توازن الماء.

- الحيوانات المائية

تعتبر اللافقاريات البحرية كائنات قابلة للتكيف التناضحي ، لأن أجسامها في حالة توازن تناضحي مع الماء المحيط بها. تدخل المياه والأملاح وتخرج عن طريق الانتشار عندما تتغير التركيزات الخارجية.

اللافقاريات التي تعيش في مصبات الأنهار حيث من المعروف أن تقلبات يظهر تركيز ملحي كبيرة كما تنظيم التناضح الكائنات الحية ، لأن لديهم آليات تنظيم أكثر تعقيدا يرجع ذلك إلى حقيقة أن تركيز الأملاح في المناطق الداخلية التي تختلف عن تلك المياه التي يعيشون فيها.

تحتوي أسماك المياه العذبة على تركيز ملحي في داخلها أعلى بكثير من تركيز الماء المحيط بها ، بحيث يدخل الكثير من الماء إلى داخلها عن طريق التناضح ، ولكن يتم إخراج هذا في صورة بول مخفف.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي بعض أنواع الأسماك على خلايا خيشومية لدخول الملح.

تحصل الفقاريات البحرية ، التي يكون تركيز الملح فيها أقل من تركيز بيئتها ، على الماء عن طريق شربه من البحر وطرد الملح الزائد في بولها. تمتلك العديد من الطيور والزواحف البحرية "غددًا ملحية" تستخدمها لإطلاق الملح الزائد الذي تحصل عليه بعد شرب مياه البحر.

تبتلع معظم الثدييات البحرية الماء المالح عندما تتغذى ، لكن داخلها عادة ما يكون تركيز الملح أقل. الآلية المستخدمة للحفاظ على التوازن هي إنتاج البول مع تركيز عالٍ من الأملاح والأمونيا.

الفرق في تنظيم التناضح بين النباتات والحيوانات

تختلف الحالة المثالية للخلية النباتية اختلافًا كبيرًا عن حالة الخلية الحيوانية ، وهي حقيقة مرتبطة بوجود جدار الخلية الذي يمنع التمدد المفرط للخلية بسبب دخول الماء.

في الحيوانات ، يكون الفضاء داخل الخلايا في حالة توازن تناضحي مع السوائل خارج الخلية وعمليات التنظيم التناضحي مسؤولة عن الحفاظ على هذه الحالة.

من ناحية أخرى ، تتطلب الخلايا النباتية تورمًا ، والذي تحققه من خلال الحفاظ على السائل داخل الخلايا أكثر تركيزًا من بيئتها ، وهذا هو السبب في أن الماء يميل إلى دخولها.

أمثلة

بالإضافة إلى جميع الحالات التي تمت مناقشتها أعلاه ، فإن أحد الأمثلة الجيدة على أنظمة تنظيم التناضح هو ذلك الموجود في جسم الإنسان:

في البشر ، يتطلب الحفاظ على الحجم الطبيعي والأسمولية لسوائل الجسم التوازن بين مدخلات ومخرجات الماء والمواد المذابة ، أي توازن حيث المدخلات تساوي المخرجات.

نظرًا لأن المذاب الرئيسي خارج الخلية هو الصوديوم ، فإن تنظيم الحجم والأسمولية للسائل خارج الخلية يعتمد بشكل حصري تقريبًا على التوازنات بين الماء والصوديوم.

يدخل الماء إلى الجسم عن طريق الطعام والسوائل المستهلكة (التي يعتمد تنظيمها على آليات العطش) ويتم إنتاجها داخليًا نتيجة عمليات الأكسدة في الغذاء (الماء الأيضي).

خروج الماء يحدث بفقدان غير محسوس ، عن طريق العرق والبراز والبول. يتم تنظيم حجم البول الناتج عن طريق مستوى البلازما للهرمون المضاد لإدرار البول (ADH).

يدخل الصوديوم إلى الجسم عن طريق الطعام والسوائل. يتم فقده من خلال العرق والبراز والبول. يعد فقدانه عن طريق البول إحدى آليات تنظيم محتوى الصوديوم في الجسم ويعتمد على الوظيفة الجوهرية للكلى التي ينظمها هرمون الألدوستيرون.

المراجع

1. ألبرتس ، ب ، دينيس ، ب ، هوبكين ، ك ، جونسون ، أ ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… والتر ، ب. (2004). بيولوجيا الخلية الأساسية. أبينجدون: جارلاند ساينس ، مجموعة تايلور وفرانسيس.
2. كوشمان ، ج. (2001). التنظيم العضوي في النباتات: الآثار المترتبة على الزراعة. عامر. زول. ، 41 ، 758-769.
3. مورغان ، جي إم (1984). التنظيم العضلي والإجهاد المائي في النباتات العليا. آن. القس فيزيول النبات. ، 35 ، 299-319.
4. نابورز ، م. (2004). مقدمة في علم النبات (الطبعة الأولى). تعليم بيرسون.
5. سولومون ، إي ، بيرج ، إل ، ومارتن ، د. (1999). علم الأحياء (الطبعة الخامسة). فيلادلفيا ، بنسلفانيا: Saunders College Publishing.
6. ويست ، ج. (1998). الأسس الفسيولوجية للممارسة الطبية (الطبعة الثانية عشر). Mexico DF: الافتتاحية Médica Panamericana.