Osmoregulation in Terrestrial Animals PDF

Preview

Summary

This document contains all of the information on the lecture for that day. ...

Description

Ma r c h2 0 Os mo r e g u l a t i o ni nTe r r e s t r i a lAn i ma l s  No ts u r r o un d e db yal o to fs a l t orwa t e rs ot h e i rc h a l l e n g ei st h a tt h e yn e e dt ok e e pb o t h o Te r r e s t r i a lv e r t e b r a t e st ha ta r ea q u a t i ca n dl i v ei ns a l t ye n vi r on me n t s  Re p t i l e sa n db i r d s —r e l yone v o l ut i o no fp ump i n go r g a n  Sa l tg l a n di nt h e i rn o s epu mp ss a l to ut oft h e i rb l o odt h r o u g ht he n o s e  Ex :s e at u r t l e s  Pe n gu i n s  Se a l s  Te r r e s t r i a lma mma l sa n dhu ma n s o Ne e dt ok e e ps a l t sa ndwa t e ri nt h ebo d yv i at h eki dn e y s o 3 0 0mOs mofo s mo t i cp r e s s u r ei nt i s s u e ss ot he yn e e dt oma i n t a i nt hi spr e s s u r e o Ki d n e y  Wh a td o e st h eki d n e yr e gu l a t e ?  Bl o o dv o l u mea ndp r e s s u r e  Pl a s mai o nc on c e n t r a t i o ns  Bl o o dp H  Va l u a bl en u t r i e n t s( g l u c os e , e t c ) o Re i n t r o du c et h e mi n t ot h eb l o oda f t e rt h e yfil t e ro ut t h e n o nv a l u a bl en ut r i e n t swh i c ha r ee x c r e t e dt hr o u ght h eu r i n e  Ni t r o g e n ou swa s t ef r o mpr o t e i nc a t a bo l i s m  Wa t e r —l a r g e s tc on s t i t u e nt ofb od y( 55 65 %o fb o d ywe i g ht ) o Come sf r o mf o od , l i q u i d s , me t a b ol i s m o Ne twa t e re x c ha n g ei sz e r o ,s ot h eki d n e you t p ut sa smuc h a si st a k e ni n  Ki d n e ya na t o my  T yp i c a la d ul tki d n e y —10c ml o n g ,5 . 5c mwi d e , 15 0g  Fi l t r a t e r e s o r p t i o n/ s e c r e t i o ne x c r e t i on  Ei t he rs i d eo ft h ev e r t e b r a lc ol umn o Le f tki dn e yl i e ss u p e r i o rt ot h er i g h tki d n e y o Su pe r i o rs u r f a c ec a pp e db yt hea d r e na lg l a n d o Po s i t i o nsa r ema i n t a i n e db y  Ov e r l y i n gp e r i t on e u m  Con t a c t wi t ha d j a c e nt vi s c e r a lor g a n s  Su pp o r t i n gc on n e c t i v et i s s u e s o Si mi l a rt ot e s t e s  Bo t hde r i v e df r o ms a meme s o d e r ma lt i s s ue  Bl o o ds up p l y  2 0 %o fc a r d i a co u t p ut f r o me v e r yhe a r tb e a tg o e st ot h eki d n e y  Bl o o dp l a s mag e t sfil t e r e d60 xt h r o u g ht heki d ne y  Re n a la r t e r ys u pp l i e st ot h eki d n e ya ndt h er e n a lv e i nt a k e sa wa y  Re n a lc a p s u l ema i n t a i n st h es ha peo ft heki d n e y







Re n a lp yr a mi ds whe r eb l o odi sa l t e r e dwi t hr e s p e c tt oi t swa t e r a n ds a l tc o n t e n t( mo s ti mpo r t a ntp a r t oft h eki d n e y ) o Ma d eu po fne ph r o n s( f u n c t i o n a lu ni to ft h eki d ne y )  Weh a v ea bo u t1mi l l i o nn e p h r on si nu s  Wh a l e sh a v eal o tmor et h a nu s o Re s p on s i b l ef o ros mor e gu l a t i o n o Bl o o di sa l t e r e di nt h er e na l p y r a mi d sa nda c c umul a t e si n t h e“ hi p ”o ft h eki dn e y( r e n a lp e l v i s )a n dt h e nwa s t eg o e st o t h eur e t e rwh i c hi ss t or e dt h e r eun t i l ur i n a t i o n o Cor t e xi sont h ee x t e r i o ra n dt h eme d ul l ai so nt hei n t e r i o r  Me d u l l ac o n t a i n st h er e n a lp yr a mi d s  Bl o o di sa l t e r e di nt h et ub e soft h en e ph r o nsi nt he me d ul l aa n dt h e nd e l i v e r swa t e ra n dn e c e s s a r y n u t r i e n t sb a c kt ob l o o d  Lo o po fHe nl e —pe ne t r a t e si n t ome du l l awhi c h c o n ne c t st oc ol l e c t i n gdu c t swh i c hg oe st ot h eur e t e r Re n a lc o r x e t e r o Fi l t r a t i o n —g l o me r usa ndBo wma n ’ sc a p s u l e  Gl o me r u si ss u r r ou n d e db yt heBo wma n ’ sc a p s u l e wh i c hc ol l e c t st h efil t r a t ef r omt h eg l o me r usi nt ot h e n e p hr o n s o Ca pi l l a r yi nc o r x e t e rfil t e r so u tt h efil t r a t ef r omt hebl oo d wh i c hg oe si n t ot h en e ph r o n s  Th efil t r a t eh a sn ob l o o dc e l l s ,j u s twa s t e  Mo l e c ul e st h a twe i ghl e s st h a n60 , 0 0 0mw g ot hr o u ght h efil t r a t i ons l i t swh i c ha r e s e p a r a t e db yp o d o c y t e s( n e e dp r e s s ur ei nt h e c a p i l l a r i e st opu s ht h emol e c u l e so u t )  Fi l t r a t et r a v e l st h r o u ghpr o xi ma lt u b u l eoft h e n e p hr o n o Fi l t r a t ef r o mo pp o s i n gpr e s s u r e s( v e r ys e ns i t i v et ob l o o d p r e s s u r e )  Hy d r os t a t i cpr e s s u r ef r o mt h ehe a r tf a v or sfil t r a t i o n a n do s mo t i cp r e s s u r ea ndh y dr o s t a t i cp r e s s u r eoft h e fil t r a t eop p o s e sfil t r a t i o n  Ne e dt oba l a n c et h ep r e s s u r eofg l omul a rc a p i l l a r y a n dflui dp r e s s u r ei nt heBo wma n ’ ss p a c e Cou n t e r c ur r e n tmu l t i p l i e r —c omp os i t i o no ft h efil t r a t ei sn o t ma i n t a i n e di nt hen e p hr o n o Fi l t r a t eno ta l t e r e di nc o r t e x ,b ut i ti sa l t e r e di nt h eme d ul l a o Ex p ul s i o no fs a l t si na s c e nd i n gl i mb( i mpe r me a bl et o wa t e r )oft h el o o po fh e nl e  Ma k e sme d ul l as a l t ya n dc r e a t e sas a l tg r a di e nt  Fi l t r a t ebe c ome sl e s ss a l t ya si tg oe st h r o u ght h e a s c e n d i n gl i mb

o Asfil t r a t ec o me si n t ot h el o o po fh e nl ei nt heme du l l a , i t p a s s e sd o wnt h ede s c e nd i n gl i mb( wa t e rp e r me a bl e )a n dt h e me d ul l ap ul l swa t e rou to ft h efil t r a t ewh i c hc a us e st h e fil t r a t et ob e c omemor es a l t y o Fur t he rd o wni nt heme d u l l ah a sah i gh e ro s mol a r i t y o Cou n t e r c ur r e n tb e c a u s et het wos u b s t a n c e sa r ep a s s i n g t h r o u g hi no p po s i t ed i r e c t i on ss ot heo p po s i n gg r a di e nt sa r e ma i n t a i n e d o Wa t e rc o l l e c t e di nt h eme d u l l af r o mt hed e s c e n d i n gl i mb n e e d st og e te xp e l l e d( v a s ar e c t a )  Wh e nt hes a l tg e t sp umpe do u to ft hea s c e n d i n g l i mb  Va s ar e c t a( v e s s e lt h a ti sp e r me a bl et os a l ta n d wa t e r )  Pa r a l l e l st her e n a lc ou n t e r c ur r e n ts y s t e m  As s u r e st h a tt h ebl o odi nt h ev e s s e l sd o e s n o td i l u t et h eme d ul l a r yos mo t i cg r a d i e n t  Be c o me smo r es a l t ya si tp a s s e sb yt he a s c e n d i n gl i mba ndt h e np a s s e sb yt h e d e s c e n di n gl i mba nda b s o r b swa t e rbe c a u s e i t i smo r es a l t yt ha nt h eme d ul l ab e c a u s ei t i s h y pe r os mo t i ca n de x pe l ss a l t si n t ot h e me d ul l a o Gr a d i e n ti nt h eme du l l ar e s u l t si nr e c a p t u r eofs a l ta n d wa t e ri nt h ev a s ar e c t a o Cou n t e r c ur r e n tmu l t i p l i e rs y s t e m—t woc o un t e r c u r r e nt s y s t e ms o Re n a lf un c t i ono ut c ome  Fi l t e r s1 8 0Lo fwa t e ra nde x c r e t e s1 . 8L/ d a y( o n l y 1 %o fwa t e ri sl os tt ou r i n e )  Fi l t e r s6 3 0go fs a l ta nde x c r e t e s3 . 2gb a c kt ot h e b l o o d( 0 . 5% l o s s )  Pl a s mav o l u meof3 Lfil t e r e da b o ut 60 xad a y...