Osmoregulation und Ionenhaushalt

Osmoregulation und Ionenhaushalt beschreiben, wie Parasiten den Wassergehalt und die ionische Zusammensetzung ihres Körpers aufrechterhalten, obwohl sie in Wirtsumgebungen leben, deren Osmolarität von ihren inneren Flüssigkeiten abweicht. Spezielle exkretorische Strukturen, wie das Protonephridialsystem der Plattwürmer, führen diese Regulation durch und entsorgen gleichzeitig Stoffwechselabfälle und ausgeschiedene Medikamente.

Definition

Osmoregulation und Ionenhaushalt bei Parasiten ist die physiologische Aufrechterhaltung des Wassergehalts der Körperflüssigkeiten und der ionischen Zusammensetzung innerhalb einer Wirtsumgebung, die weitgehend durch spezialisierte exkretorische Strukturen wie das Protonephridialsystem (Flammenzellensystem) erreicht wird.

Scope

Dieses Thema behandelt, wie parasitäre Organismen den osmotischen Druck und die Konzentrationen wichtiger Ionen regulieren, welche exkretorischen und osmoregulatorischen Strukturen diese Arbeit leisten und wie diese Funktionen mit der Abfallentsorgung und der Medikamentenausscheidung zusammenhängen. Es wird als Referenzphysiologie innerhalb der Parasitologie und nicht als klinischer Inhalt dargestellt.

Core questions

• Wie halten Parasiten ihre internen Wasser- und Ionenkonzentrationen in Wirtsflüssigkeiten unterschiedlicher Osmolarität stabil?
• Welche Strukturen führen Osmoregulation und Exkretion bei parasitären Plattwürmern und anderen Helminthen durch?
• Wie ist die Osmoregulation mit der Ausscheidung von Stoffwechselabfällen und Medikamenten verbunden?
• Warum ist das exkretorisch-osmoregulatorische System für die Wirt-Parasit-Interaktion von Bedeutung?

Key concepts

• Osmotische und ionische Homöostase
• Protonephridiales (Flammenzellen-) Exkretionssystem
• Exkretorisch-sekretorische Funktion
• Kopplung von Osmoregulation, Abfallexkretion und Medikamentenausscheidung
• Tegumentale Transportoberflächen
• Osmolarität der Wirtsumgebung

Mechanisms

Parasiten müssen die Wasseraufnahme und -abgabe ausgleichen und die Ionenkonzentrationen innerhalb tolerierbarer Grenzen halten, trotz der osmotischen Bedingungen der Wirtsgewebe oder -flüssigkeiten, die sie besiedeln. Bei Plattwürmern wie Schistosomen sammelt ein protonephridiales Exkretionssystem, das um Flammenzellen und Exkretionsgänge herum aufgebaut ist, Flüssigkeit und leitet sie zur Elimination weiter; dasselbe System verarbeitet stickstoffhaltige Abfälle und die Ausscheidung von Medikamenten und stellt einen Kontaktpunkt zwischen Parasit und Wirt dar (Kusel et al., 2009). Tegumentale und andere Körperoberflächen sind ebenfalls am Transport von Wasser und Ionen beteiligt. Die umfassendere Physiologie, wie Helminthen ihre innere Umgebung regulieren, einschließlich osmotischer und ionischer Aspekte, wird in der klassischen biochemischen und physiologischen Literatur über parasitäre Würmer und Cestoden behandelt (Barrett, 1981; Smyth & McManus, 1989). Das verbindende Thema ist, dass die Osmoregulation untrennbar mit der Exkretion verbunden ist: Die Strukturen, die den Wasser- und Ionenhaushalt kontrollieren, sind auch die Wege für die Entsorgung von Abfällen und Xenobiotika.

Clinical relevance

Da das exkretorisch-osmoregulatorische System von Parasiten auch die Medikamentenausscheidung übernimmt und eine Schnittstelle zum Wirt bildet, ist es von Interesse für das Verständnis der Wirt-Parasit-Interaktion und der Disposition antiparasitärer Mittel. Dieser Eintrag beschreibt diese Physiologie auf Referenzniveau und gibt keine Dosierungs- oder Behandlungsanweisungen.

History

Das Flammenzellen- (protonephridiale) Exkretionssystem der Plattwürmer ist seit der klassischen Helminthologie morphologisch beschrieben worden, und physiologische und biochemische Texte des zwanzigsten Jahrhunderts über parasitäre Würmer und Cestoden haben das Wissen über deren Wasser- und Ionenregulation zusammengetragen. Neuere Arbeiten haben betont, dass das Schistosomen-Exkretionssystem gleichzeitig Osmoregulation, Abfallentsorgung, Medikamentenausscheidung und Wirtsinteraktion steuert (Smyth & McManus, 1989; Barrett, 1981; Kusel et al., 2009).

Key figures

• John Kusel
• John Barrett
• James Desmond Smyth
• Donald McManus

Seminal works

• kusel-2009
• smyth-mcmanus-1989

Frequently asked questions

Wie werden Plattwurmparasiten Wasser und Abfälle los?

Viele nutzen ein protonephridiales System, das auf Flammenzellen und Exkretionsgängen basiert und den Wasser- und Ionenhaushalt reguliert, während es gleichzeitig Stoffwechselabfälle und ausgeschiedene Medikamente eliminiert.

Ist die Osmoregulation bei Parasiten von der Exkretion getrennt?

In der Regel nicht: Bei Parasiten wie Schistosomen übernehmen dieselben exkretorischen Strukturen, die den Wasser- und Ionenhaushalt aufrechterhalten, auch die Abfall- und Medikamentenausscheidung, sodass die beiden Funktionen physiologisch miteinander verbunden sind.