Osmoregulasi

Osmoregulasi menggambarkan pemerataan tekanan osmotik dalam organisme hidup. Ini didasarkan pada osmosis: proses biologis di mana air berdifusi melalui membran semipermeabel. Jika terjadi ketidakseimbangan biokimia, osmoregulasi menyebabkan perkembangan edema.

Apa itu osmoregulasi?

Regulasi osmotik menggambarkan proses biokimia yang bertujuan untuk menyeimbangkan konsentrasi zat terlarut dalam suatu organisme. Membran sel hidup mewakili apa yang disebut permukaan semipermeabel (semi permeabel), yang berarti bahwa membran memungkinkan pertukaran sebagian cairan antara bagian dalam sel dan sekitarnya.

Osmoregulasi memiliki tugas menciptakan keadaan yang seimbang dan konstan. Keadaan seimbang ini disebut homeostasis dan mengacu pada keseimbangan di tingkat sel dan keseimbangan antara seluruh organ dan lingkungannya masing-masing. Sebaliknya, ketidakseimbangan menciptakan tekanan osmotik, yang memaksa keseimbangan berdasarkan hukum fisika alam.

Fungsi & tugas

Osmoregulasi mengikuti dua prinsip dasar. Ketika menyamakan karena gradien konsentrasi, air berdifusi ke sisi membran yang memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi. Misalnya, jika sebuah sel berada di lingkungan yang memiliki konsentrasi garam tinggi, air di dalam sel akan keluar darinya karena tekanan osmotik dan sel kehilangan cairan di dalamnya. Keadaan ini berlangsung sampai gradien konsentrasi bergeser, sehingga memaksa keseimbangan baru: osmoregulasi adalah proses konstan yang tidak dapat dihambat atau dipromosikan oleh tubuh manusia.

Prinsip kerja kedua osmosis adalah keseimbangan akibat muatan listrik. Partikel bermuatan listrik, yang disebut ion dan anion, memainkan peran penting dalam fungsi sel pada tingkat biokimia. Ion memiliki muatan listrik positif, sedangkan anion bermuatan negatif. Perubahan tegangan dalam sel, misalnya, mempengaruhi sifat membran dan dengan demikian mengubah permeabilitasnya untuk zat tertentu.

Osmoregulasi bertujuan untuk mendapatkan muatan listrik yang identik di kedua sisi membran. Jika, misalnya, polarisasi negatif terjadi di dalam sel, ini menciptakan tekanan osmotik, seperti ketidakseimbangan konsentrasi, dan air berdifusi ke dalam sel. Dalam kasus ekstrim, difusi air yang berlebihan ke dalam sel dapat menyebabkan kerusakan permanen atau bahkan meledak. Namun, kondisi ekstrem seperti itu sangat jarang terjadi di tubuh manusia.

Dengan bantuan osmoregulasi, organisme tidak hanya menyeimbangkan rasio zat terlarut di dalam dan di luar sel individu, tetapi juga mengontrol difusi untuk seluruh struktur jaringan pada tingkat makroskopik.

Organ yang paling penting untuk osmoregulasi organisme secara keseluruhan adalah ginjal - karena mereka menentukan ekskresi air dalam bentuk urin. Mereka diatur oleh berbagai hormon, termasuk aldosteron dan angiotensin II; ginjal pada gilirannya menghasilkan hormon yang mempengaruhi berbagai proses metabolisme. Mereka juga bertanggung jawab untuk mengatur nilai pH darah, menyaring dan menyimpan energi melalui glukosa.

Penyakit & penyakit

Osmoregulasi berperan dalam kaitannya dengan berbagai penyakit yang mendasari, misalnya dalam perkembangan edema. Edema adalah pembengkakan jaringan yang disebabkan oleh peningkatan retensi air. Penyimpanan cairan yang berlebihan di ruang antarsel (stroma), terutama di jaringan ikat atau pendukung, menyebabkan munculnya edema yang khas. Namun, pembengkakan juga dapat terlihat tersembunyi, misalnya di otak, yang terkadang menyebabkan kerusakan parah.

Biasanya, edema tidak terjadi secara terpisah, tetapi disebabkan oleh penyakit lain. Contohnya adalah gagal ginjal, hati, atau jantung. Keterbatasan fungsi salah satu organ tersebut mengakibatkan timbulnya tekanan osmotik yang tidak diinginkan pada jaringan, yang secara biologis tidak dimaksudkan dalam bentuk ini. Karena osmoregulasi otomatis, air mengalir ke ruang antar sel; sistem limfatik tidak dapat menghilangkan kelebihan cairan dan jaringan membengkak. Tergantung pada tingkat keparahan dan lokalisasi, pembengkakan dapat menyebabkan nyeri dan membatasi mobilitas.

Hipoalbuminemia adalah penyakit yang mendasari karena osmoregulasi menyebabkan gejala tersebut. Ini adalah kekurangan protein albumin, yang paling umum dari semua protein dalam organisme manusia. Penyebab potensial defisiensi albumin adalah pola makan yang buruk, kerusakan hati atau ginjal, dan luka bakar atau peradangan akut. Hipoalbuminemia juga dapat muncul selama kehamilan karena alasan fisiologis.

Kekurangan protein albumin menyebabkan perubahan osmoregulasi tubuh: sepanjang gradien konsentrasi, air berdifusi keluar dari plasma darah dan terkumpul dengan cara yang diketahui di ruang antar sel.

Di negara berkembang, daerah krisis dan daerah dengan persediaan makanan yang tidak mencukupi, edema kelaparan (Kwashiorkor) sering muncul sebagai varian khusus dari hipoalbuminemia. Terapinya pada dasarnya terdiri dari penyediaan makanan kaya protein untuk mengimbangi kekurangan protein.

Namun, retensi air belum tentu merupakan akibat dari penyakit yang serius. Asupan garam yang berlebihan melalui makanan juga memicu penyimpanan cairan yang tidak diinginkan di stroma. Mengambil obat diuretik dapat mengubah osmoregulasi yang mendukung peningkatan ekskresi cairan.