삼투 조절은 물과 용질의 획득과 손실을 균형 잡아주는 역할을 합니다. 체온조절이 열의 획득과 손실의 균형에 의해 조절되듯이, 동물 체내 화합물들의 농도는 물과 용질의 획득과 손실에 의해 조절됩니다. 이러한 삼투 조절은 체내 유액과 외부환경 사이에서 일어나는 용질의 이동을 조절하는 것을 기본으로 하는데요, 이 과정에서 물의 이동도 조절됩니다. 그럼 본격적으로 삼투 조절의 원리가 어떻게 되는지 한 번 알아보겠습니다.
삼투현상
사람을 통한 모든 생명체는 계통수나 서식지, 노폐물의 종류에 상관없이 삼투 조절을 하고 있습니다. 언제나 물의 획득과 손실은 균형을 유지해야 하는 것인데요, 세포벽이 없는 동물 세포들은 물의 유입이 계속되면 팽창하다가 결국 터져버릴 것이고, 물을 계속 잃는다면 말라서 생명체의 가치를 소실하기 때문입니다. 우리가 매일 먹는 물은 이 삼투현상에 의해 세포를 출입하게 됩니다.
삼투 조절의 과제
물의 획득과 손실을 균형 잡는 문제에 관한 두 가지 기본적인 해법이 있습니다. 하나는 해수 생물에만 해당되는 것으로 체내 삼투 농도를 주위 환경과 같게 유지하는 것입니다. 이와 같이 자신의 체내 삼투 농도를 적극적으로 조절하지 않는 동물들을 삼투 순응자(osmocon-former)라고 부릅니다. 이들의 체내 삼투 농도는 외부와 같기 때문에 물의 순 이동은 없습니다. 다만, 삼투 순응 생물들은 흔히 삼투 몰농도가 매우 일정한 지역에서 살기 때문에 이들의 체내 삼투 몰농도는 매우 안정되어 있습니다. 반면, 삼투 조절자(osmoregulator)의 경우에는 외부 삼투 몰 농도와는 다른 내부 삼투 몰농도를 유지하기 위해 끊임없이 삼투 조절을 해야 합니다. 저장액의 환경에서 서식할 경우에는 과다한 물을 내보내야 하고, 고장액에서 사는 경우 물을 흡수할 수 있어야 되기 때문입니다. 이러한 삼투 조절은 삼투 순응자가 살 수 없는 환경, 즉 육상이나 담수에서 살 수 있도록 해주며, 해수 생물의 경우에도 해수와는 다른 체내 삼투 몰농도를 유지할 수 있게 합니다.
에너지가 필요한 삼투 조절
삼투 조절은 언제나 에너지가 필요합니다. 확산은 항상 모든 계의 삼투 몰농도가 같아지는 방향으로 진행되기 때문에, 삼투 조절자가 물 분자의 이동을 유발하는 삼투농도기울기를 유지하기 위해서 에너지를 소모해야만 합니다. 이들은 자신의 체내 염 농도를 조절하기 위해 능동수송을 이용합니다. 삼투조절에 사용되는 에너지 야은 외부와 내부의 삼투몰농도 차가 얼마나 되는지 달려있습니다. 또한, 얼머나 수월하게 물 분자와 염들이 이동할 수 있는지 막을 통해 염을 이동시키는데 얼마나 많은 에너지가 필요한지에 달려있습니다. 대부분의 생물들은 삼투순응자나 삼투조절자나 외부 삼투몰농도의 큰 변화에는 잘 견디지 못합니다. 특히 협염성 생물이라고 부르는 생물들의 경우가 그러합니다. 반면, 광염성 생물은 삼투순응자와 삼투조절자 모두 포함하여 외부 삼투 몰농도의 심한 변화에도 잘 견딜 수 있습니다. 대표적으로 연어, 탈라 피아, 민물 돔이 있습니다.
요약
위의 내용들을 통해 생물들의 대사과정의 가장 궁극적인 목적은 바로 항상성 유지라는 것에 있습니다. 삼투 조절은 바로 이 항상성 유지를 위해 사람을 포함한 모든 생물들에게 필수적으로 이뤄지고 있는 과정이며, 물의 획득과 손실을 균형하게 잡아 생명유지에 궁극적인 목적이 있겠다 말할 수 있습니다.