Критическая соленость биологических процессов - Хлебович В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Соломоном (Solomon, 1962) исследовалась . реабсорбция воды изолированной почкой амфибии Necturus таси-
losus при перфузии органа раствором с различным содержанием NaCl (тоничность при этом не менялась за счет соответствующих добавок органических веществ). При снижении в перфузате содержания NaCl от 100 мМ (соленост-ньгй эквивалент около 6°/00) до 62.5 мМ (эквивалент 4°/00) количество абсорбированной воды уменьшается с 26% до 0. Дальнейшее снижение концентрации NaCl вызывает противоположный ток воды. В данном случае содержание NaCl во внутренней среде, соответствующее солености около 4°/00, оказывается своеобразным функциональным водоразделом.
Характер перераспределения ионов между клеткой и окружающей средой в зависимости от солености среды
В наше время прочно утвердилось представление об обязательной асимметрии ионов по обе стороны клеточной мембраны. При этом одним из характернейших свойств живой клетки является доминирование в ней К+, тогда как в омывающей клетку среде доминирует Na+. Факты показывают, что при изменении солености среды, окружающей живую клетку, внутриклеточное содержание К+ (как, видимо, и других ионов) изменяется не всегда параллельно.
На рис. 79 мы приводим график соленостной зависимости внутриклеточной концентрации К+, Na+ и Cl" в портняжной мышце лягушки, построенный по табличным данным Штайнбаха (Steinbach, 1944). На нем видно, что внутриклеточная концентрация К+ почти неизменна в соленостном диапазоне от 10°/м примерно до 5в/00 и заметно снижается при дальнейшем распреснении среды. Судя по кривым, описывающим тот же процесс для Na+ и С1", линейный ход исследуемой зависимости нарушается где-то в соленостном диапазоне 7—Ю®/00.
Недавно (Айрапетянц и Романенко, 1969) было количественно описано изменение коэффициента распределения Na+ в мышце лягушки в зависимости от концентрации NaCl в среде. На рис. 80 приведены две очень сходные кривые зависимости, рассчитанные двумя разными способами. Можно видеть, что значения коэффициента распределения Na+ начинают заметно возрастать при со-
лености около 5°/0<J и особенно резко — при солености ниже 3°/00,
Э. Я. Смойловская (1938) показала, что печень я почка морской свинки реагируют на помещение в разбавленный на V8 раствор Рингера {соленость около 7.5°/00) повышенным выделением в среду фосфатов. Аналогичным образом
t 5 6 7 8 9 10
Рис. 79. Изменение внутриклеточного содержания К+, Na+ и С1" в портпяжной мышце ля-тушки в зависимости от солености физиологического раствора. (По пересчитанным табличным данным из: Steinbacli, 1944).
По оси абсцисс — концентрация NaCl, °/оо (при всех значениях NaCl раствор Содержал 10 мМ КС1, 5 мМ СаС1* и 0.7 мМ фосфатов); по оси ординат — концентрация ионов, мгжв. на 100 г сухого веса мь|шцы.
Рис. 80. Зависимость коэффициента распределения Na+ в мышцах лягушки от солености омывающей среды. (По: Лйрапетяиц и Романенко, 1969),
) и 2 — кривые, рассчитанные двумя разными способами. По оси абсцисс — cojTciiocTF», %о> по оси орди-иат — коэффициент распределения Na+.
на разбавление физиологического раствора на 1/2 реагируют все ткани этого животного.
Девсон (Davson7 1939) исследовал скорость потери К+ эритроцитами человека в зависимости от концентрации в среде NaCl, На рис. 81 воспроизводится построенный Девсоном график, на котором значения концентрации NaCl мы перевели из молярной формы в промилле. На нем хорошо видно, что К+ начинает выходить из эритроцитов лишь при разбавлении среды до солености 4—
СО/
100*
Весьма серьезное заключение относительно зависимости внутриклеточного содержания К+ от концентрации во внутренней среде Na + было сделано недавно Бертоном (Burton, 1968). Анализируя литературные данные относительно 45 видов беспозвоночных (аннелиды,
моллюски, иглокожие, ракообразные* пауки, насекомые) и 37 видов- позвоночных разных классов, Бертон заметил, что при концентрации Na+ во внутренней среде в пределах
30
Рис, 81. Зависимость потери К+ эритроцитами человека от концентрации растворов NaCl. (По: Davson, 1939, — до с изменениями).
Но оси абсцисс — солегтость, %0; по оси ординат — потери К+, % пт нормы.
130—530 мМ (примерно отвечает солености 7— 30°/(,oi —
В. X,), содержание К+ в мышцах подвержено сравнительно небольшим колебаниям. У животных с содержанием Na+ в крови, лимфе или гемолимфе ниже этих значений (ниже 7°/оо) внутриклеточная концентрация К+ начинает соответственно снижаться.
Электрические явления в клетках
и тканях при разной солености окружающей среды
Электрические процессы, происходящие в клеточных мембранах, обычно прямо связываются с характером перераспределения ионов между клеткой и средой (см,, в частности, Cole, 1968; Коган, 1969; Левин и Розенталь,
1969),
В плане нашего исследования представляют особый интерес данные об изменении тех или иных электро-физиологических параметров клетки в зависимости от концентрации солей, и в первую очередь NaCl, в окружающей клетку среде.
