Wat is de functie van de contractiele vacuole in Protozoa? Wat is eigenlijk de contractiele vacuole? Lees er meer over!
Wat is eigenlijk de samentrekkende vacuole?
De samentrekbare vacuole is een subcellulaire structuur of organel die binnenin de protozoaire cel wordt gezien. Het is een enkele, heldere, doorzichtige, afgeronde en pulserende celorganel.
Voorheen werd het een pulsatiele of pulserende vacuole genoemd. Het is gevuld met waterige vloeistof en blijft omsloten door een eenheidsmembraan terwijl het in het cytoplasma zweeft.
Zoals de naam al aangeeft, is het een vacuole die samentrekt en water uit de cel stuwt. Het vertoont periodieke uitzetting en inkrimping.
De uitzetting van de samentrekkende vacuole leidt tot het verzamelen van water in de organel, en de inkrimping van de vacuole leidt tot wateruitdrijving uit de samentrekkende vacuole.
De samentrekkende vacuole is de nier van de eencellige protozoën. Het vertoont de ritmische beweging van systole en diastole.
Een systole en diastole cyclus duurt enkele seconden, afhankelijk van de soort en de osmolariteit van de omgeving.
De fase waarin water in de contractiele vacuole stroomt, wordt diastole genoemd. En het samentrekken van de contractiele vacuole en het uitdrijven van water uit de cel wordt systole genoemd.
In sommige protozoën, zoals Amoeba proteus, is er slechts één contractiele vacuole in elk individu. Bij andere protozoën, zoals Dictyostelium discoideum, Paramecium aurelia en Chlamydomonas reinhardtii, zijn er twee samentrekbare vacuolen, en bij reuzen-amoeben, zoals Chaos carolinensis, zijn er vele.
Afhankelijk van het soort kan de vacuole op een vaste plaats blijven en aan het endoplasma vastzitten, of hij kan binnen de cel circuleren door nauwe interacties met het endoplasma te onderhouden.
Elektronenmicroscopie van de contractiele vacuolen in Paramecium heeft enkele van de tubuli van het endoplasmatisch reticulum, nefridiale tubuli, voedingskanalen, accessoire vacuolen, en van de belangrijkste contractiele vacuole aan het licht gebracht. Al deze elementen dragen bij tot de goede werking van de contractiele vacuole.
De regelmatige evacuatie van water suggereert een vergelijking met de nieren van meer gecompliceerde dieren, en in feite hebben veel werkers aan de contractiele vacuolen het vermogen van uitscheiding of osmoregulatie toegeschreven. Anderen hebben gesuggereerd dat zij een ademhalingsfunctie vervullen.
De vorming en groei (of “diastole”) van contractiele vacuolen kan gepaard gaan met belangrijke secretorische processen, hoewel er geen direct bewijs is voor wat er in de vacuolaire vloeistof wordt opgelost.
Wat is de functie van contractiele vacuolen? (In detail uitgelegd)
De belangrijkste functie van de contractiele vacuole is het handhaven van de taak van osmoregulatie en afvalverwijdering van water uit de cel. Hij helpt bij het regelen van de waterconcentratie in de cel.
Dit doet hij door de osmotische druk in de vloeistoffen van een organisme op de juiste wijze constant te houden door de water- en zoutconcentraties op een evenwichtige manier te regelen, zodat de cel niet door cytolyse wordt gescheurd.
In eenvoudige woorden, de belangrijke functie van de samentrekkende vacuole is water uit de cel te pompen door middel van een proces dat osmoregulatie wordt genoemd, wat in feite de regulering van de osmotische druk is.
De afvalstoffen zoals ammoniak kunnen via de vacuolen worden uitgescheiden. Het water en de andere zouten worden ook via deze vacuolen verwijderd, alleen maar om het osmotisch evenwicht te handhaven.
Soorten die een contractiele vacuole bezitten, gebruiken deze organel meestal altijd, zelfs in een zeer hypertonische (hoge concentratie oplosmiddelen) omgeving, omdat de cel de neiging heeft zijn cytoplasma aan te passen om nog hyperosmotischer te worden dan de omgeving. Dit alles dankzij de contractiele vacuole.
In aquatische milieus is de concentratie van oplosmiddelen hypotoon, minder buiten dan binnen de cel. Onder deze omstandigheden hoopt zich door osmose water uit het externe milieu in de cel op.
De samentrekkende vacuole werkt als onderdeel van een beschermingsmechanisme dat voorkomt dat de cel te veel water opneemt en door overmatige interne druk scheurt.
De samentrekkende vacuole werkt eenvoudig als de waterpomp. Zij kunnen langzaam water accumuleren tijdens de diastole, en kunnen periodiek de vloeistof snel uitdrijven in het medium tijdens de systole.
Volgens Patel en Docampo, 2010, zoals bestudeerd in D. discoideum, worden contractiele vacuolen beschouwd als zure calciumopslagplaatsen en is voorgesteld dat ze betrokken zijn bij Ca2+ secretie en signalering.
Ook is volgens Sriskanthadevan, 2009 de Dictyostelium CV gerapporteerd dat deze een Ca2+-gevoelige cel-adhesie molecuul DdDAD-1 bevat. Dit molecuul wordt gesynthetiseerd op vrije ribosomen en naar de CV getransporteerd om in het plasmamembraan te worden opgenomen.
Hoe ziet de contractiele vacuole eruit?
Als je een protozoön zoals Ameoaba, Paramecium, enz. onder een microscoop bekijkt, dan ziet de contractiele vacuole er gewoon uit als een doorzichtige, ruime, afgeronde, membraan-gebonden, watergevulde celorganel binnenin de cel.
Als je naar de contractiele vacuole blijft kijken, zie je na elke paar seconden de ritmische fasen van het verzamelen van water (expansie) en het uitstoten van water (contractie), afhankelijk van de soort en de osmolariteit van het milieu.
In Paramecium zie je een zeer complexe en geavanceerde contractiele vacuole in vergelijking met andere protozoën.
Je vindt ook verschillende tubuli, en kanalen samen met accessoire vacuolen, allemaal op de contractiele vacuole die samen de osmoregulatie in stand houden.
Bij andere protozoasoorten, zoals de Tokophrya, en bij Suctoria en Ciliata in het algemeen, heeft de samentrekkende vacuole een permanent kanaal dat hem met de buitenwereld verbindt. Het kanaal blijkt een zeer ingewikkelde structuur te hebben en bestaat uit een porie, een kanaal en een smalle tubule die zich bevindt in een papil die goed uitsteekt in de holte van de contractiele vacuole.
Afhankelijk van de soort kunnen er slechts één, twee of vele contractiele vacuolen in de cel aanwezig zijn. Het aantal vacuolen in de cel wordt rechtstreeks beïnvloed door het zoetwatermilieu.
De samentrekkende vacuole heeft een porie of kanaal dat hem met de buitenwereld verbindt om het teveel aan water en afvalstoffen uit de cel te verdrijven.
Samentrekkende vacuole komt niet voor in meercellige organismen, behalve in sommige bloedcellen van de kikker, de cavia en de mens, zoals onlangs is ontdekt. Hij komt echter nog voor in het eencellige stadium van verschillende meercellige schimmels en in verschillende celtypen in sponzen, waaronder amoebocyten, pinacocyten en choanocyten.
De contractiele vacuole blijft ofwel gefixeerd of bewegend in het cytoplasma terwijl hij in nauwe associatie met het endoplasma staat. In brede zin verschillen de morfologieën en gedragingen van de CV tussen verschillende organismen.
Wat zou er gebeuren als de contractiele vacuole niet meer werkt?
Een contractiele vacuole (CV) is een membraangebonden osmoregulerend organel van zoetwater- en bodemamoeben en andere protozoën dat overtollig cytosolisch water dat osmotisch werd verworven afscheidt en naar de celbuitenzijde afvoert, zodat de cytosolische osmolariteit constant wordt gehouden onder een gegeven osmotische toestand.
Voor zoetwater- en aquatische protozoën is het een must dat hun cel niet te veel water in het cytoplasma heeft, anders barst of scheurt de cel als gevolg van cytolyse.
In zoetwatermilieus is de concentratie van opgeloste stoffen binnen de cel hoger dan buiten de cel. Onder deze omstandigheden stroomt het water uit de omgeving door osmose de cel in.
Daarom stroomt, wanneer de protozoën zich in water bevinden, het omgevingswater altijd door de membraanporiën het cytoplasma van de cel in. Vervolgens wordt het water uit het cytoplasma naar de samentrekkende vacuole verplaatst om te worden uitgestoten als er een teveel aan water binnenkomt.
De samentrekkende vacuole helpt de cel om dat teveel aan water op te slaan in zeer hypertonische (hoge concentratie van oplosmiddelen) omgevingen, zodat de cel zijn cytoplasma kan aanpassen om nog hyperosmotischer te worden dan de omgeving.
Als de cel zich in een hyperosmotische omgeving bevindt, zal er minder water worden afgevoerd en zal de samentrekkingscyclus van CV langer zijn.
Hiermee is duidelijk geworden dat de contractiele vacuole het organel is dat de cel beschermt tegen celexpansie en explosie als gevolg van een teveel aan water in het cytoplasma. Hij beschermt dit door het overtollige water uit de cel te verdrijven door zich samen te trekken.
En dus, als de samentrekkende vacuole niet meer werkt, zou de cel exploderen en scheuren, wat leidt tot de dood van de protozoön.
In welke protozoën komt de samentrekkende vacuole voor?
De samentrekkende vacuole is aanwezig in veel protozoën. Enkele van de bekendste protozoën die een CV hebben zijn Amoebe, Paramecium, Euglena, Chlamydomonas, Chaos, enz.
Bij Amoebe is aan het achterste uiteinde van het endoplasma een enkele samentrekbare vacuole aanwezig. Deze is rond, en gevuld met een waterige vloeistof die door een membraan wordt omsloten. Rondom de CV bevinden zich verschillende voedselvacuolen en mitochondriën.
In Paramecium bevinden zich 2 CV in de cel die vast gepositioneerd zijn in het endoplasma. Eén vacuole ligt bij elk uiteinde van het lichaam, dicht bij het dorsale oppervlak. In elke CV bevinden zich radiale kanalen die zich in het cytoplasma uitstrekken, samen met verschillende accessoire vacuolen, kanalen en tubuli.
In Euglena bevindt de CV zich in een dichte osmoregulatory zone, omgeven door verschillende accessoire vacuolen, die waarschijnlijk samensmelten tot een grote vacuole. De CV loost het water via het reservoir, de cytofarynx en de cytostome.
Bij Chlamydomonas bevinden zich twee samentrekkende vacuolen aan de voorzijde van de cel, d.w.z. bij de basis van de flagellen. De kleinst bekende samentrekbare vacuolen behoren tot Chlamydomonas, met een diameter van 1,5 µm.
Bij Chaos, dat tot het geslacht van de reuzenamoeben behoort, zijn er meerdere samentrekbare vacuolen, nl. 2 of meer dan 2. In Chaos carolinensis zijn er meer dan 2 CV’s om de grote osmotische druk van de reuzencel in stand te houden.
Wat is het verschil tussen de contractiele vacuole en de voedselvacuole?
Het belangrijkste verschil tussen de voedselvacuole en de contractiele vacuole zit in de functie ervan. De voedselvacuolen zijn betrokken bij de spijsvertering, terwijl de contractiele vacuolen betrokken zijn bij de osmoregulatie.
Beiden bevatten waterige vloeistof. De contractiele vacuolen bevatten het overtollige cytoplasmatische water samen met verschillende afvalstoffen die moeten worden afgevoerd.
De voedselvacuolen bevatten water samen met de verschillende verteringsenzymen. Tijdens het verteringsproces is de reactie in de voedsel vacuole eerst zuur en dan alkalisch.
Voedsel vacuolen zijn kleine zakjes die zijn verdeeld in het cel cytoplasma van protisten, planten, schimmels, en in sommige dieren.
Waar, contractiele vacuolen zijn meestal aanwezig in aquatische protozoa en zijn betrokken bij de osmoregulatie in de cel.
Zonder de aanwezigheid van voedselvacuolen kan het organisme geen voedsel verteren en dus geen energie opdoen voor zijn dagelijkse activiteiten.
En zonder contractiele vacuolen is er geen osmoregulatie van de cel en dus kunnen de cellen barsten en scheuren als ze in water liggen.
Endocytose is de methode die voedselvacuolen vormt. Terwijl samentrekking en ontspanning van de vacuole om water uit de cel te persen de methode is die contractiele vacuolen vormt.