Vannbalanse (levende vesener)
Den vannbalanse beskriver opptak og avgivelse av vann i biologiske systemer slik som celler , vev eller levende vesener som en helhet.
Biologisk vannbalanse
Vann er hovedkomponenten i levende celler . Det fungerer ikke bare som et universelt løsningsmiddel , men produseres også i cellemetabolismen og kreves som et substrat i fotosyntese . Vannbalansen er derfor et sentralt problem for levende celler. I utgangspunktet har planter noe andre mekanismer for å regulere vannbalansen enn dyr og mennesker.
Vannbalanse av planter
Vannbalanse hos dyr
I vannboende dyr er vannbalansen kombinert med reguleringen av saltinnholdet i vevet. Her skiller zoologer mellom to forskjellige strategier: osmokonformere og osmoregulatorer. Osmokonformdyr er isotonisk mot det omkringliggende sjøvannet. De klarer ofte ikke aktivt å påvirke saltinnholdet ( osmolaritet ) i vevsvannet. Disse marine organismer inkluderer encellede organismer og mange virvelløse dyr , som f.eks. B. snegler. Osmoregulatorer har derimot kroppsvæsker som ikke er isotoniske for det omkringliggende vannet. Du kan aktivt påvirke osmolariteten deres. Dette er knyttet til tilstedeværelsen av utskillelsesorganer som nyrer og nefridier , slik som de som allerede er besatt av annelider og krabber . I beinfisk slippes også overflødig salt ut i det omkringliggende vannet gjennom gjellene . Osmoregulatorer trenger en del av sin metabolske energi for osmoregulering. Dette er prisen for den funksjonelle påliteligheten til cellemetabolismen , musklene , sansene og nervene .
Landboende dyr har andre problemer med vannbalansen: Avhengig av deres habitat og klimatiske forhold, er de enten truet av dehydrering og dermed død, eller reproduksjon er begrenset hvis dette igjen finner sted i vannet. Som med planter har evolusjon utviklet en overflod av mekanismer for dette. Dette inkluderer en fordampningshemmende kroppsoverflate med pels , fjærdrakt , vekter eller hornplater . I tillegg til forskjellige vann-gjenvinningssystemer begrense fuktigheten i utåndet luft , vannet i urinen eller i feces .
I denne forstand er eksemplet med australske kenguruerotter kjent , som ikke trenger å drikke i flere måneder fordi de kan dekke vannbalansen nesten helt fra oksidasjonsvannet av glukose og fettånding .
Vannbalanse hos mennesker
Vanninnholdet i menneskekroppen kan være ganske forskjellig avhengig av din personlige konstitusjon. Hos undervektige mennesker er det opptil 70% av kroppsvekten, mens overvektige bare inneholder 45% vann. Så jo større mengde kroppsfett , jo lavere er det . Årsaken er at fettet er den mest variable delen av kroppen, men samtidig den komponenten med minst vannmengde.
Kroppen tar inn vann gjennom drikke, gjennom vannet i maten og gjennom oksidert vann fra forbrenningen av næringsstoffer.
Eksport av vann fra kroppen skjer gjennom urin, avføring, gjennom huden (som svette og gjennom transepidermalt vanntap ) og gjennom luftveiene. Denne frigjøringen av vann er viktig fordi metabolske produkter som urea og salter skilles ut, men varme kan også frigjøres fra kroppens kjerne ved høye utetemperaturer.
For en voksen mann regner man med en minimum vannutslipp på rundt 1,5 liter per dag (hvorav i underkant av 1 liter gjennom å puste og fordampe fra huden), noe som må kompenseres med et passende vanninntak. I gjennomsnitt trenger han ca 2 liter om dagen.
Kroppsvæske er plassert i cellene, dvs. intracellulært , men også utenfor cellene i blodet og i de intercellulære mellomrom, dvs. ekstra-cellulært og transcellularly , slik at det skilles fra blodet ved epitel-sjikt . Disse inkluderer væsker i mage og tarm , i galleblæren i de store hulrom i kroppen , den felles smøremiddel og cerebrospinalvæske .
Hvis økt vanntap gjennom svette eller diaré ikke erstattes raskt, øker den osmotiske verdien, osmolariteten i det ekstracellulære området. Motsatt fører økt vanninntak til en reduksjon i den osmotiske verdien. Normalt kompenserer imidlertid en sunn organisme raskt for slike kortsiktige avvik ved å endre mengden vann som utskilles av nyrene . Det antidiuretiske hormonet og dets effekt på nyrene spiller en viktig rolle i denne forskriften .
litteratur
- Rüdiger Wehner , Walter Gehring : Zoology. 24. fullstendig reviderte utgave. Thieme Verlag, Stuttgart et al. 2007, ISBN 978-3-13-367424-9 .
- William K. Purves, David Sadava, Gordon H. Orians, H. Craig Heller: Biology. 7. utgave. Spectrum Academic Publishing House, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1630-2 .
- Klaus D. Mörike, Eberhard Betz, Walter Mergenthaler: Humanbiologi. 15. utgave, korrigert opptrykk av den 14. reviderte og oppdaterte utgaven. Quelle & Meyer, Wiebelsheim 2001, ISBN 3-494-01297-0 .
Individuelle bevis
- ↑ Den daglige utslipp av vanndamp ved hjelp av en fysisk aktiv person er rundt 850 - 1000 g ved en omgivelsestemperatur på 20 ° C i henhold til VDI-retningslinje 2078; sitert i: Klaus Usemann, Horst Gralle: Bauphysik: Problemer, oppgaver og løsninger , s. 18, Springer Verlag; åpnet i januar 2017