Критическая соленость биологических процессов - Хлебович В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Данные такого рода могут быть обнаружены уже в первых работах, положивших начало огромной серии исследований электрофизиологических свойств гигантских аксонов. На рис, 82 приведены в принятой в нашей работе форме материалы Ходжкина и Катца (Hodgkin a. Katz, 1949) о зависимости такой важной электрофизио-догическои характеристики клетки, как величины спайка, от концентрации морской воды, в которой выдерживался объект — гигантский аксон кальмара Loligo forbesi. Из приведенного графика следует, что электрическая
активность гигантского аксона кальмара практически прекращается при разведении среды до значений, близко отвечающих солености около 5V00*
Если выразить концентрацию NaCl в среде в единицах солености, в промилле, то видно, что величина максимума потенциала действия нерва морского краба Xenopus laevis, изученного в этом отношении Франкен-хаузером {Frankenhauesor, 1965),- начинает заметно умень-
Рис. 82. Зависимость спайка гигантского аксона кальмара Loligo forbesi от солености морской воды,- омывающей препарат. (По: Hodgkin a, Katz, 1949, — с изменениями).
По оси абсцисс — соленость, %0; по оси ординат — отношение максимума спайка в исследуемой солености к максимуму спайка в нормальной морской воде.
Рис. 83. Зависимость максимума потенциала действия в аксонах краба Xenopus laevis от концен-трации NaCl в омывающей среде. (По: Frankenhaueser, 1965, —с изменениями).
По оси абсцисс — соленость, °/оо; по оси ординат — значения максимумов потенциала действия, мв.
шаться при снижении солености примерно за пределы 5°/^ (рис. 83).
Больше всего данных о соленостной зависимости электрофизиологических параметров клетки может быть извлечено при анализе некоторых материалов, полученных на амфибиях.
Известно, в частности, что уменьшение содержания NaCl в физиологическом растворе на 25% снижает до О потенциал покоя нерва лягушки (Huxley a. Stampfeli, 1951) и полностью блокирует потенциалы на концевых пластинах ее нервов, иннервирующих мышцы (Fatt a. Katz, 1952; Ussing, 1960). Было показано также (Brady a. Woodbury, 1956 — цит. по: Cranefield a. Hoffman, 1958), что уменьшение содержания NaCl в физиологическом растворе до 60% от нормы (до солености примерно 4*5°/00, — В, X.) вызывает снижение овершута мышечных волокон желудочка лягушки в соответствии
с натриевой теорией возбуждения Ходжкина, тогда как при дальнейшем разведении физиологического раствора исследуемая зависимость становится иной.
Гордоном (Gordon, 1962) исследовалась плотность короткозамкнутого тока в коже зеленой жабы — Bufo viridis, акклимированной в течение 2—3 недель к воде различной солености. Из данных этого автора следует, что омывающая снаружи кожный эпителий морская вода
Рис. 84. Соленостная зависимость подвижности ионов эритроцитов человека. (По: Heard a. Seaman, I960, — с изменениями).
По оси абсцисс — концентрация NaCl, °/o„; по оси ординат — подвижность ионов, мим -сек.^1 •вольт-1 -см-1.
Рис. 85. Изменение мембранного потенциала Amoeba proteus при разной концентрации растворов NaCl. (По данным Батуе-вой и Льва, 1967 из: Хлебович, 1969).
По оси абсцисс — концентрация NaCl, VooJ 710 оси ординат —-мембранный потенциал, мв.
соленостью от 7 до 14° /00 лишь незначительно меняет величину тока, тогда как при более низкой солености этот показатель более или менее резко изменяется.
Правда, было показано (Plillman a. Mcllwain, 1961), что снижение в среде содержания NaCl с 150 мМ до 26 мМ так же, как и повышение до 300 мМ (общее изменение солености с 16.5 до 1.5°/00), не меняло существенно величины мембранного потенциала изолированных цере-бральных нервных клеток позвоночных. Хиард и Симен (Heard a. Seaman, 1960) исследовали влияние ионной силы раствора на подвижность ионов в мембране эритроцитов человека. Так как в качестве электролита применялся NaCl, мы вправе перевести значения ионной силы в показатели солености, в промилле. На приведенном графике (рис. 84) видно, что подвижность ионов невелика и почти
постоянна при солейости среды выше 5°/00, но ее значения начинают существенно изменяться при расиресие-нии среды ниже 5°/00.
По-видимому, при близких величинах солености происходит существенное изменение и электрических свойств клеток насекомых. Так, Вудом (Wood, 1965) было показано, что величина мембранного потенциала скелетного мышечного волокна саранчи Locusta migratoria и таракана Periplaneta americana испытывает более или менее резкие изменения в соленостном диапазоне, отвечающем концентрации хлоридов 50—100 мМ {что эквивалентно 3—6°/00, — В. X.). При этом соответствие экспериментальных данных теоретическим выкладкам, основанным на теории Ходжкина (Hodgkin, 1951) о природе потенциала покоя, отмечалось лишь при содержании хлоридов выше 100 мМ (около 6°/00, — В. X,}.
И. В. Батуева и А. А. Лев (1967) исследовали зависимость мембранного потенциала Amoeba proteus, помещенных в растворы различных солей, в том числе и NaCl (табл. 14).
Таблица 14
