Osmorégulation chez les poissons: signification, problèmes et contrôles (avec diagramme)
Dans cet article, nous discuterons des points suivants : - 1. Signification de l'osmoregulation 2. Problèmes de l'osmoregulation 3. Facteurs affectant les échanges obligatoires 4. Osmoregulators et Osmoconfirmers 5. Osmoregulation chez les poissons d'eau douce 6. Osmoregulation chez les poissons d'eau de mer 7. Contrôle.
Contenu:
- Signification de osmorégulation
- Problèmes d'Osmoregulation
- Facteurs influant sur les échanges obligatoires
- Osmoregulators et Osmoconfirmers
- Osmorégulation chez les poissons d'eau douce
- Osmorégulation chez les poissons d'eau de mer
- Contrôles de l'osmorégulation
1. Signification de Osmoregulation:
L’osmorégulation chez les poissons téléostéens, qu’ils vivent en eau douce ou en mer, son activité physiologique est très étroitement liée à leur survie. Pourtant, malgré l’importance de l’osmorégulation, on sait étonnamment peu de choses sur la manière dont le poisson traite les problèmes physiologiques inhérents à la vie en hypo- environnements osmotiques et hyperosmotiques.
La capacité de certains poissons (par exemple le saumon) à se réguler dans les deux environnements au cours de la migration présente un grand intérêt. La revue classique de l'osmorégulation chez les animaux aquatiques a été réalisée par Krogh (1939) et Pyefinch (1955).
Chez les poissons, les reins jouent un rôle important dans l'osmorégulation, mais une grande partie de ses fonctions est exercée par d'autres organes tels que les branchies, le tégument et même l'intestin. L'osmorégulation peut être définie comme «la capacité de maintenir un environnement interne approprié face au stress osmotique».
En conséquence, il existe toujours une différence entre les concentrations ioniques optimales intracellulaire et extracellulaire. Dans le corps du poisson, de nombreux mécanismes sont mis en place pour résoudre les problèmes osmotiques et réguler la différence.
Les plus courants sont:
(i) Entre les compartiments intracellulaire et extracellulaire
(ii) Entre le compartiment extracellulaire et l'environnement extérieur. Les deux sont collectivement appelés «mécanismes d'osmorégulation», un terme inventé par Rudolf Hober.
2. Problèmes d'Osmoregulation:
En général, les poissons vivent dans un état stable osmotique malgré les variations fréquentes de l'équilibre osmotique. En d’autres termes, les entrées et les sorties étant égales sur une longue période, leur somme peut aller jusqu’à zéro (Fig. 10.1).
Les échanges osmotiques qui ont lieu entre le poisson et son environnement peuvent être de deux types:
(i) échange obligatoire:
Il survient généralement en réponse à des facteurs physiques sur lesquels l’animal exerce peu ou pas de contrôle physiologique.
ii) Échange réglementaire:
Ce sont ces échanges qui sont physiologiquement bien contrôlés et aident au maintien de l'homéostasie interne.
3. Facteurs influant sur les échanges obligatoires:
je. Gradient entre le compartiment extracellulaire et l'environnement:
Plus la différence ionique entre le fluide corporel et le milieu externe est grande, plus la diffusion nette à des concentrations faibles est grande. Ainsi, un poisson osseux dans une eau de mer est affecté par le problème de la perte d'eau dans une eau de mer hypertonique.
ii. Rapport surface / volume:
Généralement, l'animal à petite taille se dessèche (ou s'hydrate) plus rapidement qu'un gros animal de même forme.
iii. Perméabilité des branchies:
Les branchies des poissons sont nécessairement perméables à l'eau et aux solutés, car elles constituent le principal lieu d'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone entre le sang et l'eau. Le transport actif des sels a également lieu dans les branchies. Les poissons euryhalins (qui tolèrent une large plage d'osmolarité) sont bien adaptés à l'eau salée en raison de leur perméabilité réduite.
iv. Alimentation:
Les poissons prennent de l'eau et se dissolvent avec l'alimentation. Une branchie prend beaucoup plus de sel que d'eau au moment de se nourrir d'invertébrés côtiers. Ces poissons doivent donc disposer d'un dispositif spécial pour excréter l'excès de sel. Cependant, un poisson d'eau douce ingère une plus grande quantité d'eau que le sel et a donc besoin de moyens spéciaux de conservation du sel.
4. Osmoregulators et Osmoconfirmers:
Les osmégulateurs sont des animaux capables de maintenir l'osmolarité interne différente de celle dans laquelle ils vivent. Les poissons, à l'exception de la myxine qui migre entre les eaux douces et salines, le stress osmotique changeant dû aux changements environnementaux est surmonté à l'aide du mécanisme endocrinien (tableau 1).
Les osmoconfirmeurs sont des animaux qui sont incapables de contrôler l'état osmotique de leurs fluides corporels mais qui confirment l'osmolarité du milieu ambiant. La majorité des poissons vivent en eau douce ou en eau salée (quelques-uns vivent dans l’eau saumâtre).
En raison de divers processus physiologiques, les déchets métaboliques sont éliminés du corps chez les vertébrés par les intestins, la peau et les reins. Mais chez les poissons et les animaux aquatiques, leurs branchies et leurs membranes buccales sont perméables à la fois à l'eau et aux sels en milieu marin. Le sel est plus présent dans l'eau, ce qui permet à l'eau de s'échapper en raison du processus d'osmose.
L'osmose peut être définie comme «si deux solutions de concentrations différentes sont séparées par une membrane semi-perméable, le solvant de la partie moins concentrée se déplacera à travers la membrane dans une solution plus concentrée». Ainsi, pour compenser la perte en eau des poissons marins eau.
Le sel va entrer dans le corps en raison du gradient de concentration et ainsi le sel sera plus à l'intérieur du corps. Par contre, chez les poissons d'eau douce, le sel sera rejeté dans l'environnement car sa concentration sera davantage dans le fluide corporel. L'eau se déplace à l'intérieur du corps en raison de l'osmose à travers une membrane partiellement perméable.
Cela signifie que le solvant passera dans une solution plus concentrée, mais que le soluté passera également dans la direction opposée. Il y aura cependant une différence de vitesse dépendant de la perméabilité relative de deux types de molécules, généralement de solvant, qui passent rapidement.
5. Osmorégulation chez les poissons d'eau douce:
Le fluide corporel des poissons d'eau douce est généralement hyperosmotique par rapport à leur milieu aqueux. Ainsi, ils se posent avec deux types de problèmes d'osmorégulation.
je. En raison du fluide corporel hyperosmotique, ils sont soumis au gonflement par le mouvement de l'eau dans leur corps en raison du gradient osmotique.
ii. Étant donné que le milieu environnant a une faible concentration en sel, ils sont confrontés à la disparition de leurs sels corporels par une perte continue dans l'environnement. Ainsi, les poissons d'eau douce doivent empêcher les gains nets d'eau et les pertes nettes de sels. Les reins empêchent l’absorption nette d’eau, car elle produit une urine diluée, plus abondante (c’est-à-dire qu’elle est donc diluée) (figure 10.2).
Les sels utiles sont en grande partie retenus par réabsorption dans le sang des tubules rénaux et une urine diluée est excrétée. Certains sels sont également éliminés avec l'urine, ce qui engendre une perte torrentielle de certains biologiquement; des sels importants tels que KCl, NaCl, CaCl 2 et MgCl 2 qui sont remplacés dans diverses parties.
Les poissons d'eau douce ont une capacité remarquable d'extraction de Na + et de CI - par leurs branchies dans des eaux environnantes avec moins de 1 mM / L de NaCl, même si la concentration plasmatique du sel dépasse 100 mM / L de NaCl.
Ainsi, le NaCl est activement transporté dans les branchies contre un gradient de concentration supérieur à 100 fois. Chez ces poissons, la perte en sel et l'absorption d'eau sont réduites par le tégument considérable, avec une faible perméabilité ou une imperméabilité à la fois à l'eau et au sel, en ne buvant pas d'eau non plus (Fig. 10.3).
6. Osmorégulation chez les poissons d'eau de mer:
Chez les poissons marins, la concentration de fluide corporel et d’eau marine est presque similaire. Par conséquent, ils n'ont pas besoin de beaucoup d'énergie pour maintenir l'osmolarité de leurs fluides corporels. L'exemple classique est la myxine, myxine, dont le plasma est iso-osmotique à l'environnement. Les myxines maintiennent les concentrations de Ca ++, Mg ++ et SO 4 significativement plus basses et de Na + et CI plus élevées par rapport à l'eau de mer.
D'autres poissons marins tels que les requins, les raies, les raies, les raies et le coelacanthe primitif, Latimaria, ont un plasma iso-osmotique à l'eau de mer. Ils diffèrent des myxines par leur capacité à maintenir des concentrations d'électrolytes (c'est-à-dire d'ions inorganiques) très faibles.
Ils ont également une différence avec les osmolytes organiques comme l'urée et l'oxyde de trim-éthylamine. Les reins du coelacanthe et des élasmobranches excrètent un excès de sels inorganiques tels que NaCl.
La glande rectale située à l'extrémité du tube digestif participe également à l'excrétion de NaCl. Les poissons osseux modernes (téléostéens marins) ont un fluide corporel hypotonique par rapport à l'eau de mer. Ils ont donc tendance à perdre de l'eau dans les environs, en particulier des branchies via l'épithélium. Le volume d'eau perdu est remplacé par la consommation d'eau salée (Fig. 10.3).
Environ 70 à 80% de l'eau de mer contenant du NaCl et du KCl pénètre dans le sang par absorption dans l'épithélium intestinal. Cependant, la plupart des cations divalents tels que Ca ++, Mg ++ et SO4 qui restent dans l’intestin sont finalement excrétés.
Les excès de sels absorbés avec l'eau de mer sont finalement reçus du sang à l'aide de branchies grâce au transport actif de Na + Cl - parfois K + et éliminés dans l'eau de mer. Cependant, les ions divalents sont sécrétés dans le rein (Fig. 10.4).
Ainsi, l’urine est isosmotique au sang mais riche en sels, en particulier Mg ++, Ca ++ et SO 4 - - qui ne sont pas sécrétés par les branchies. L'action osmotique combinée des branchies et des reins chez les téléostéens marins a entraîné une rétention nette d'eau hypotonique à la fois pour l'eau ingérée et pour l'urine.
En utilisant un mécanisme similaire, certaines espèces de téléostères telles que le saumon du nord-ouest du Pacifique maintiennent une osmolarité plasmatique plus ou moins constante en dépit de leur migration entre les milieux marin et d’eau douce.
Selon Moyle et Cech. Jr. (1982), les poissons peuvent être divisés en quatre groupes sur les stratégies de régulation des concentrations d’eau interne et de soluté total.
7. Contrôles de l'osmorégulation:
La concentration et la dilution de l'urine sont contrôlées par des hormones, ce qui affecte le taux de filtration rénale en modifiant la pression artérielle et permet ainsi de contrôler la quantité d'urine. Les hormones ont également une influence sur le taux de diffusion et d’absorption dans l’épithélium des branchies. La thyroïde et les organes surrénaux sécrètent des hormones corticosurrénales qui contrôlent l'osmorégulation chez les poissons.
