Kun lohi siirtyy suolaveden valtamerestä makean veden jokeen, se kohtaa merkittävän muutoksen osmoottisessa ympäristössä. Valtameri on hypertoninen ympäristö, mikä tarkoittaa, että sen pitoisuus liuenneen liuenneiden aineiden pitoisuus on korkeampi makean veden jokeen, joka on hypotoninen ympäristö. Selviytymiseksi lohen on säilytettävä sisäinen osmoottinen tasapaino säätelemällä veden liikkumista ja liuenneita aineita sen solukalvojen yli. Tässä on yleiskatsaus lohen soluissa tapahtuvista fysiologisista muutoksista tämän siirtymävaiheen aikana:
1. Valtameressä (hypertoninen ympäristö):
- Lohen solut altistuvat suuremmalle liuenneiden aineiden pitoisuuksille valtameren vedessä niiden sisäiseen ympäristöön verrattuna.
- Veden menetyksen estämiseksi ja solutilavuuden ylläpitämiseksi lohi kuljettaa aktiivisesti ionit (kuten natrium ja kloridi) soluihinsa lisäämällä sisäistä liuenneen aineen pitoisuutta.
- Tämä prosessi vaatii energiaa ATP:n muodossa, ja sen suorittaa ionipumput, kuten natrium-korkeatasoinen ATPaasipumppu, joka sijaitsee solukalvolla.
- Ionien aktiivinen kuljetus auttaa ylläpitämään osmoottista tasapainoa ja estää solujen kutistumista.
2. Siirtyminen makeaan veteen (hypotoninen ympäristö):
- Kun lohi siirtyy makean veden jokeen, ulkoinen osmoottinen paine laskee, mikä luo hypotonisen ympäristön.
- Makean veden liuenneiden aineiden alempi pitoisuus aiheuttaa veden siirtymisen passiivisesti lohen soluihin osmoosilla.
- Lohi säätää ioninkuljetusprosesseja liiallisen turvotuksen ja potentiaalisen solun repeämän estämiseksi.
- Se vähentää ionien aktiivista kuljetusta soluihinsa ja voi jopa kääntää prosessin, kuljettaen ionit aktiivisesti soluista.
- Tämä ioninkuljetuksen muutos auttaa säätelemään veden liikkumista ja ylläpitää solumäärää.
3. Ionin säätely:
- Ympäristön muutos laukaisee säädökset ionin kuljetusproteiinien ekspressiossa ja aktiivisuudessa lohen soluissa.
- Erityisten ionikanavien ja pumppujen, kuten natrium-potsiom-ATPaasipumpun, lisääntynyt aktiivisuus antaa lohen sopeutua uusiin osmoottisiin olosuhteisiin.
- Ionipitoisuuksien, erityisesti natriumin ja kaliumin, säätely on ratkaisevan tärkeää asianmukaisten sähkökemiallisten gradienttien ylläpitämiseksi solukalvojen välillä ja välttämättömien solutoimintojen varmistamiseksi.
4. Munuaisten ja gill -toiminto:
- Munuaiset ja kidut ovat tärkeitä rooleja Osmoregulationissa lohessa.
- Munuaiset ovat vastuussa veden ja ionin erittymisen säätelemisestä, mikä auttaa lohen tasapainottaa sen sisäistä nestemäärää.
- Virtsantuotannon ja ionin ionin imeytymisen muutokset tapahtuvat vasteena suolapitoisuuden muutokselle.
- Kissat osallistuvat myös ionin kuljetukseen ja kaasunvaihtoon. Ne auttavat välttämättömien ionien, kuten natriumin ja kloridin, imeytymisessä sekä jätetuotteiden erittymisessä.
Kaiken kaikkiaan, kun lohi siirtyy valtamerestä makean veden joelle, sen solut läpikäyvät fysiologisia sopeutumisia ylläpitääkseen osmoottista tasapainoa ja selviytyäkseen muuttuvissa ympäristöissä. Nämä mukautukset sisältävät säädöksiä ionin kuljetusprosesseissa, veden liikkumisen säätelyssä ja munuaisten ja gill -toiminnan modifikaatioissa.