Osmoregulasi

Di mana ia berlaku

Osmoregulasi melibatkan hipotalamus dalam otak, kelenjar pituitari, dan buah pinggang, yang bekerjasama mengekalkan potensi air darah dalam julat yang sempit tanpa mengira berapa banyak seseorang minum atau berpeluh.

Di dalam buah pinggang, bahagian yang bertindak balas terhadap ADH ialah tubul berlingkar distal dan duktus kutip setiap nefron. Tubul ini melalui medula, tempat bendalir tisu sekeliling sangat pekat, jadi sebaik sahaja ADH menjadikan dindingnya telap, air meninggalkan turasan secara osmosis dan memasuki darah dalam kapilari sekeliling.

Kulit, peparu dan usus juga kehilangan air, tetapi hanya buah pinggang dapat mengubah kehilangan airnya dengan cepat dan tepat; sebab itulah ia organ utama osmoregulasi.

Bahan masuk dan bahan keluar

• Bahan masuk: air yang diperoleh daripada minuman, makanan dan air yang dihasilkan oleh respirasi.
• Bahan masuk: bahan terlarut seperti garam daripada makanan, yang merendahkan potensi air darah.
• Isyarat: ADH yang dibebaskan daripada kelenjar pituitari, jumlahnya meningkat apabila potensi air darah menurun.
• Bahan keluar: air kencing, yang isi padu dan kepekatannya berubah mengikut paras ADH.
• Bahan keluar: air yang hilang melalui peluh, nafas dan najis, yang diimbangi oleh buah pinggang.
• Hasil: potensi air darah dikekalkan dalam julat sempit di sekitar titik set.

Langkah-langkahnya

1. Air hilang melalui berpeluh, bernafas atau kurang minum, atau garam diambil, jadi potensi air darah menurun.
2. Osmoreseptor dalam hipotalamus mengesan penurunan potensi air darah yang mengalir melaluinya.
3. Hipotalamus mengisyaratkan kelenjar pituitari untuk membebaskan lebih banyak hormon antidiuretik (ADH) ke dalam aliran darah.
4. ADH bergerak dalam darah ke buah pinggang dan meningkatkan kebolehtelapan tubul berlingkar distal dan duktus kutip terhadap air.
5. Lebih banyak air diserap semula daripada turasan ke dalam darah secara osmosis, jadi air kencing pekat dalam isi padu kecil dihasilkan, dan pusat dahaga turut mendorong seseorang minum.
6. Apabila potensi air darah kembali normal, osmoreseptor mengesan perubahan itu dan pembebasan ADH berkurang.
7. Dengan ADH yang kurang, tubul menjadi kurang telap, kurang air diserap semula dan air kencing menjadi lebih cair, pembetulan yang bertentangan, melengkapkan gelung maklum balas negatif.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Osmoregulasi mengekalkan kepekatan darah dan cecair badan supaya malar, yang penting untuk sel berfungsi secara normal; air yang terlalu sedikit atau terlalu banyak dalam darah akan mengganggu pergerakan air masuk dan keluar sel melalui osmosis.

Kawalan berlaku melalui maklum balas negatif: hipotalamus ialah reseptor dan penyelaras, kelenjar pituitari ialah efektor yang membebaskan ADH, dan tubul buah pinggang ialah sasaran. Tindak balas sentiasa menentang perubahan asal, jadi selepas minum air dalam jumlah besar, urutannya berjalan secara terbalik, potensi air meningkat, ADH menurun, tubul menjadi kurang telap, dan air kencing cair dalam jumlah besar dihasilkan.

Jika ADH tidak dapat dihasilkan, tubul kekal tidak telap, beberapa liter air kencing cair hilang setiap hari dan orang itu perlu sentiasa minum untuk menggantikan kehilangan tersebut.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menerangkan apa yang berlaku kepada perembesan ADH dan air kencing selepas minum air dalam jumlah besar, menerangkan osmoregulasi sebagai mekanisme maklum balas negatif, atau menyatakan kelenjar yang merembeskan ADH dan tubul yang menjadi sasarannya.

Soalan berstruktur sering menunjukkan graf isi padu air kencing melawan masa selepas seseorang minum seliter air atau makan makanan masin, dan meminta anda menerangkan bentuk graf itu menggunakan ADH. Soalan carta alir memberikan kotak kosong untuk rangsangan, reseptor, hormon, efektor dan tindak balas, dan mengharapkan istilah yang tepat: hipotalamus, kelenjar pituitari, ADH, duktus kutip, penyerapan semula air.

Tema esei yang kerap muncul membandingkan osmoregulasi dengan kawalan glukosa darah sebagai dua contoh maklum balas negatif, jadi bersedialah untuk menunjukkan bahawa kedua-duanya menggunakan hormon, pengesan dan tindak balas yang membalikkan perubahan.

Salah faham biasa

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Dua orang pelajar, P dan Q, masing-masing menghasilkan sampel air kencing selama empat jam. Pelajar P minum seliter air kosong pada permulaan; pelajar Q makan sebungkus biskut masin dan tidak minum langsung.

Pelajar P menghasilkan air kencing pucat dalam jumlah besar pada dua jam pertama, manakala pelajar Q menghasilkan air kencing kuning pekat dalam jumlah kecil sepanjang masa. (a) Namakan hormon yang bertanggungjawab terhadap perbezaan ini dan kelenjar yang membebaskannya.

(b) Terangkan keputusan bagi pelajar Q. (c) Terangkan mengapa mekanisme kawalan ini digambarkan sebagai maklum balas negatif.

Jawapan model. (a) Hormon antidiuretik (ADH), dibebaskan oleh kelenjar pituitari. (b) Garam yang diserap daripada biskut merendahkan potensi air darah.

Osmoreseptor dalam hipotalamus mengesan perubahan ini dan kelenjar pituitari membebaskan lebih banyak ADH. ADH meningkatkan kebolehtelapan tubul berlingkar distal dan duktus kutip terhadap air, jadi lebih banyak air diserap semula secara osmosis ke dalam darah.

Air kencing pekat dalam isi padu kecil dihasilkan, sebab itulah warnanya gelap. (c) Perubahan perembesan ADH menghasilkan tindak balas yang menentang perubahan asal: apabila potensi air menurun, lebih banyak air dikekalkan dan potensi air kembali meningkat ke arah titik set; apabila potensi air meningkat, ADH menurun dan air berlebihan disingkirkan.

Oleh sebab tindak balas itu membalikkan rangsangan, ia dinamakan maklum balas negatif.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim