Ionen balans en osmoseregulatie in een vis

Vissen leven in water, maar in zekere zin doen wij dat ook. Met dat verschil, wij dragen het met ons mee in ons lichaam. Tussendoor verliezen we wat vocht, en vullen dit dan weer aan door te drinken.

Dit water, wat een deel van ons lichaam is, is voor ons van levensbelang. Als we 10% van al dit water in ons lichaam zouden verliezen zou dit al heel gevaarlijk zijn. Wetenschappers vertellen ons dat het menselijk lichaam voor 70% uit water bestaat, dit geld zo ongeveer ook voor vissen. Ook vissen bestaan voor het grootste deel uit water. Dit zit in het bloed, in iedere afzonderlijke cel en rond de buitenkant van iedere cel. Water is de bakermat van alle leven.
Het water waar de vissen in leven, en het water wat wij drinken bestaat niet uit pure H2O. Het is de aard van het water om ionen te bezitten, (Na+, K+, Mg2+, Cl- SO42- etc) welke in water zijn opgelost. Water is namelijk een uitstekend medium om stoffen in op te lossen. De ionen die er in zijn opgelost geven het water zijn ionische balans. Hetzelfde geldt natuurlijk voor het water in onze cellen. Zowel wij, als de vissen houden graag deze ionen concentratie,s en de ionen balans van onze persoonlijke water levels op peil. Deze liggen in het optimale bereik voor onze biologische balans. 
 

Voor veel soorten is de interne balans niet in harmonie met hun omgeving. Het meganisme dat vissen gebruiken om hun ionen balans, wat heel verschillend is als het water waar ze in leven word "osmoseregulatie" genoemd.
Het is makkelijk te begrijpen dat zowel zoet als zout water vissen niet dezelfde ionen balans hebben. Al is de balans die ze hebben vaak wel redelijk stabiel. Maar de plaatsen die voldoen aan de ionen balans verschillen nogal per plaats en tijd. Dit alles zorgt voor vrijwel geen problemen voor de vis, welke ze in de loop van miljoenen jaren in hun evolutie hebben weten op te lossen in een verscheidenheid aan manieren. De ionenbalans van het zeewater is ongeveer 1.000 milligram opgeloste zouten per liter, en dat van zoetwater normaal rond 8 tot 10 milligram opgeloste zouten per liter, of MG/l.

De cel membranen
De cel membranen en de huid van de vis is niet voor 100% waterdicht. We weten dat de fundamentele fysische wetten van het universum de neiging hebben, tot het creeren van een homogene omgeving. Om het toch in de richting te duwen van een zeker balans, Zo gaat het water van nature uit een gebied van lage ionische inhoud, naar een gebied van een hogere ionische concentratie. Indien mogelijk tot diffusie (verplaatsing van een hoge concentratie naar een lagere).

Wat betekent dit voor een vis ?
Dit betekent, dat als de ionen concentratie van het water waar de vis in rondzwemt lager is dan de omringende omgeving (zoet water), en de vis constant water zal binnenhalen. Soms door de huid maar het meeste door zijn kieuwen. Deze water inname zal zijn interne ionen balans en het metabolisme verstoren. Om dit te voorkomen moet de vis constant water uit zijn systeem (lichaam) pompen.
Maar als de ionen concentratie in het water hoger is dan in het lichaam van de vis (zout water) zal de vis constant water kwijt moeten raken. Om in leven te blijven moet de vis constant het water drinken waar hij in zwemt. En omdat het zoutgehalte in het water hoger is dan in zijn lichaam moet hij dit kwijtraken door osmose regulatie.
De ionen balans in een lichaam vol water is afhankelijk van zowel de anorganische ionen als de organische ionen. De hoeveelheid organische ionen zijn normaal gesproken vrij laag, maar een grote groep van meestal zout water vissen zoals de haai en roggen, hebben zich zo geëvolueerd naar de biologische ionen, die hun lichaam op een natuurlijke wijzij helpt te voorkomen dat ze uit zouden drogen in het zoute zeewater. De kraakbeenvissen, alsook de teleosten hebben een interne anorganische ionen inhoud van ongeveer 350 MG/l. Dus om conflicten te vermijden met hun zoute omgeving handhaven zij hun ionenbalans door een grote hoeveelheid organische ionen, voornamelijk ureum, maar ook enkele trimethylamine oxide, in hun water opslag. Een haai bv, heeft een totale ionen concentratie van rond de 1,007 mg/l. Hoe ze voorkomen dat ze zichzelf vergiftigen met al dat ureum is verder niet van toepassing voor de uitleg waar we het hier over hebben. Maar de trimethylamine oxide is wel een belangrijke factor voor de haai.

Deze eenvoudige strategie wordt ook gebruikt door de oude Coelacanth (Latimeria chalumnae - kwastvinnige vis soort). Interessant is de stierhaai (Carcharhinus leucas), een soort die vaak in zoet water verblijft, alsook in het zoute milieu. Deze is in staat om de hoeveelheid organische zouten aan te passen in haar lichaam Een stierhaai zwemt rustig 1,000 kilometers een grote rivier op, en heeft dan een ureum en TMAO(trimethylamine oxide) gehalte dat slechts een derde is van wat ze had toen ze een maand of twee eerder in de zee zwom.
- Zowel ureum als TMAO, zijn eiwit stikstof afbraak producten van het metabolisme. Welke zelfs in kleine hoeveelheden al giftig zijn voor elk levend weefsel.

Een zoetwater teleost(vis) heeft deze ontwikkeling niet volgens deze weg gemaakt. Deze vissen hebben een andere evolutie gevolgd bij het omgaan met deze onbalans. De ideale ionen balans van deze vissen ligt rond de 350 mg/l of een derde van dat van zee dieren. Daarom verliezen zout water vissen altijd water. Dit word gecompenseerd door het drinken van het zeewater. Maar omdat het zeewater zout is krijgen ze een hoog zout gehalte in hun lichaam. Dit probleem lossen ze op door middel van actief uitstoten van deze zout gehaltes terug het water in. Dit is echter geheel niet gemakkelijk, je kunt het vergelijken met het tegen een berg op duwen van een steen. Zodra je stopt met duwen rollen ze weer naar beneden.
Om hun doel te bereiken, hebben vissen speciale cellen in hun kieuw filamenten en in hun opperhuid waar het zout zich concentreert waarna het weer word uitstoten. Dit omdat ze tegen het zout duwen zoals wij tegen die steen. Dit kost de nodige energie, die de vis uit zijn dagelijkse voedsel moet halen. Om dit proces op gang te houden gebruikt de vis dus de nodige energie.
Zoetwater vissen daarintegen hebben een heel ander probleem, zij nemen constant onwillekeurig water op. En moeten dat weer uit hun lichaam zien te werken. Zij doen dit door middel van het overtollig produceren van, verdunde urine. Een zoetwater vis produceert ongeveer25-30% aan zijn lichaamsgewicht aan urine per dag. Voorbeeld.. een zoetwater vis van 1 kilo produceerd op een dag 250 ml aan urine. In vergelijking produceert een zoutwater vis van 1 kilo slechts 8 ml urine per dag. Mocht u zich na bovenstaande nog afvragen waar de vervuiling vandaan komt in uw vijver, weet u nu het antwoord.

Bron tekst: earthlife.net Vertaalt en omgezet.