Appunti dettagliati e immagini di Fisiologia comparata

OSMOREGOLAZIONE NEI PESCI ANADROMI E CATADROMI

I pesci che migrano fra ambienti a diversa salinità devono subire acclimatazione di alcuni giorni per adattarsi al nuovo ambiente. Quelli che si spostano da acqua salata ad acqua dolce sono detti anadromi mentre quelli che si spostano da acqua dolce a salata sono catadromi.

Nei pesci catadromi un aumento della concentrazione di sodio determina un aumento della sintesi di cortisone e dell'ormone della crescita. Ciò causa: inibizione delle pompe protoniche, aumento del numero di cellule alfa-MRC e diminuzione delle beta-MRC, aumento della sintesi di pompe sodio/potassio, inibizione del movimento delle ciglia nel tubulo renale (rallentamento del tasso di filtrazione).

Viceversa, quando negli individui anadromi è percepita una diminuzione nella concentrazione di sodio, questo determina un aumento nella sintesi di prolattina. Questo ha le seguenti conseguenze: le vie paracellulari fra MRC e cellule piatte delle branchie si chiudono.

impedendo l'attraversamento da parte del sodio; le alfa MRC diminuiscono e aumentano le beta-MRC; le ciglia nel tubulo renale si muovono più velocemente, aumentando la velocità di filtrazione; la pompa sodio-potassio è inibita (o è inibita la sua sintesi), le pompe protoniche vengono sintetizzate in maggiore quantità; viene secreto muco per rendere il tegumento più impermeabile all'acqua. La prolattina ha effetti sull'attività di branchie e reni, ma determina cambiamenti anche in intestino, vescica urinaria e tegumento. In acqua dolce deve essere assorbito attivamente anche il calcio, attraverso trasportatori sulle MRC che lo fanno passare secondo gradiente (ECAC). La concentrazione di calcio all'interno della cellula è mantenuta bassa grazie al trasporto attivo sulla membrana basolaterale attraverso trasportatori PMCA (pompa atpasi) e NCE (antiporto calcio/sodio).

OSMOREGOLAZIONE NEGLI ANIMALI POLMONATII

Mammiferi marini non bevono, come invece fanno i teleostei marini, perché non hanno sistemi altrettanto efficaci per eliminare i sali in eccesso. L'acqua è derivata interamente dal metabolismo dei grassi e dal cibo. Per lo stesso motivo è più vantaggiosa la scelta di prede con minor contenuto salino, quindi per esempio di vertebrati piuttosto che di invertebrati. Sistemi di scambio termico contro corrente permettono di limitare le perdite d'acqua dovute alla ventilazione. Mammiferi terrestri bevono se vivono in ambienti dove è disponibile acqua. Quelli adattati ad ambienti molto aridi hanno sistemi per limitare al massimo le perdite d'acqua e l'acqua deriva in questi casi per la maggior parte dal metabolismo. Rettili e uccelli producono un'urina isosmotica poco diluita e hanno una ghiandola del sale per eliminare i sali in eccesso. Questa è fondamentale in particolare per rettili e uccelli marini, che bevono acqua salata.

e riescono, attraverso la ghiandola del sale, ad eliminare l'80% dei sali in eccesso (liquido iperosmotico rispetto all'acqua marina= 5% di sali). Essendo uricotelici la perdita di acqua in urina è minimizzata. Anche loro hanno sistemi di controcorrenti nasali per limitare la perdita di umidità dovuta alla ventilazione. La ghiandola del sale funziona in modo simile alle MRC dei teleostei marini o alla ghiandola rettale dei condroitti. Il cloro entra nella cellula attraverso il cotrasportatore Na/2Cl/K, che funziona grazie al gradiente creato dalla pompa sodio potassio. Una volta uscito sul lato apicale della cellula attraverso canali CFTR il cloro determina un accumulo di cariche negative che richiamano il sodio, il quale passa per via paracellulare. Il sangue nel capillare da cui vengono estratti i Sali e il secreto nel dotto della ghiandola fluiscono in direzioni opposte uno rispetto all'altro e questo permette di mantenere sempre il gradiente di.concentrazione che funge da driving force per l'escrezione di sale: Il secreto incontra continuamente sangue nuovo, da cui non è ancora stato estratto sale, mentre il sangue da cui è già stato estratto sale incontra il dotto dove non è ancora stato secreto sale e dove quindi la salinità nel dotto è ancora bassa. L'attività della ghiandola del sale è controllata in risposta a segnali di osmorecettori presenti nell'ipotalamo. I segnali ricevuti a livello dell'ipotalamo vanno a stimolare sia il sistema nervoso parasimpatico, che causa vasodilatazione e attiva la ghiandola del sale quando la concentrazione salina si alza, sia l'ipofisi, che secerne AVT (arginina vasotocina, analogo della vasopressina), prolattina e ACTH (ormone adenocorticotropico), il quale stimola il rilascio di corticosterone dalla midollare del surrene. La concentrazione del secreto della ghiandola del sale è correlata con le abitudini.

alimentari della specie e quindi con la quantità di sale che viene immessa nell’organismo attraverso l’alimentazione.

In ambienti terrestri il problema osmotico principale riguarda la disidratazione. I mammiferi hanno sistemi di controcorrenti temporali per minimizzare la perdita di vapore durante l’espirazione.

L’aria inspirata attraverso il naso è riscaldata e umidificata. L’aria che invece esce, durante il suo percorso, viene raffreddata e deumidificata, grazie alla condensazione dell’acqua sulle mucose nasali. Non si ha mai un recupero del 100% dell’acqua. Se la temperatura ambientale è più alta una percentuale minore di acqua può essere recuperata. Il grado di recupero di acqua e calore è maggiore se è maggiore la superficie lungo la quale si verifica lo scambio di temperatura e umidità: i turbinati aumentano la superficie dell’epitelio nasale, migliorando l’olfatto ma anche

disposizione è quella contenuta nel cibo che mangiano.

La disposizione è acquaprodotta dal metabolismo, grazie all'energia ottenuta dall'alimentazione (semi secchi). Anche i dromedari e i cammelli sono ben adattati ad ambienti aridi, e quindi a limitare le perdite d'acqua. Hanno una superficie nasale molto ampia (1000 cm^2), che quindi garantisce un efficace sistema di recupero dell'umidità dell'aria espirata. Riserve di grasso nelle gobbe permettono di estrarre acqua metabolica ed energia. Il loro corpo va in ipertermia durante il giorno, in modo da limitare le perdite di acqua e calore, e in ipotermia la notte, in modo da rallentare il riscaldamento durante il giorno (?). Hanno inoltre un rapporto S/V ridotto, una pelliccia molto spessa, isolante, e sono capaci di bere fino al 30% del loro peso. La loro urina è fortemente concentrata, iperosmotica rispetto al plasma, e hanno un'elevata tolleranza agli effetti tossici dell'urea. Un sistema di recupero di calore simile si verifica anche.

A livello degli arti, dove controcorrenti fra sangue venoso e arterioso permettono di controllare quanto gli arti vengono scaldati: se la vena centrale è vasocostretta mentre è dilatata quella superficiale si verifica un'importante perdita di calore, mentre se è dilatata quella centrale e costretta quella superficiale la perdita di calore è di entità minore.

I reni sono organi escretori che compiono quattro processi consecutivi: filtrazione (flusso di massa in relazione a pressione idrostatica e osmotica, attraverso un filtro molecolare ed elettrostatico - si dice ultrafiltrazione se impedisce il passaggio delle proteine oltre che delle cellule), secrezione (prodotti di scarto sono secreti attivamente lungo il tubulo), riassorbimento (di nutrienti e sali utili o di acqua) e osmoconcentrazione. Hanno un ruolo sia nell'escrezione di composti azotati di scarto sia nell'osmoregolazione, e quindi nel bilancio idrico-salino, due.

funzionistrettamente associate.I protonefridi sono una forma primitiva di organo escretore, proprio di acelomati, pseudocelomati e larve dimolluschi, costituito da tubuli ciechi con cellule specializzate nella filtrazione. Queste filtrano per depressione inveceche per pressione: il fluido è richiamato all'interno dei tubuli per agitazione di ciglia o flagelli ed è poi eliminatoattraverso il protonefridioporo. Sono detti protonefridi a solenociti quelli provvisti di cellule monocigliate omonoflagellate. Sono protonefridi a fiamma quelli con cellule multicigliate.

Organi osmoregolatori e escretori che si osservano negli invertebrati sono vacuoli contrattili, nefridi, e ghiandoleantennali (queste ultime nei crostacei) e tubuli di malpighi (questi negli insetti). I tubuli di malpighi producono unapreurina per secrezione. Al fluido secreto, rilasciato nel tubo digerente, viene poi sottratta una buona percentuale diacqua prima di raggiungere il retto. In questo modo gli

La maggior parte delle capsule di Bowman), medulla (ospita le piramidi), e calice, dove si raccolgono i dotti collettori. I nefroni corticali sono più corti, con un'ansa di Henle più breve, rispetto ai nefroni midollari. Il sangue viene filtrato a livello della capsula di Bowman di ciascun nefrone, la quale avvolge un glomerulo.