24. Механизмы осморегуляции

Осморегуляция (Осмо- + регуляция) совокупность механизмов, обеспечивающих поддержание осмотического давления жидких сред организма на оптимальном уровне.

У высших организмов при изменении осмотического давления крови или межклеточной жидкости осморецепторы генерируют импульсы, которые передаются в нервные центры. При этом осуществляется управление потреблением воды и солей осморегулирующими органами — нефридиями, почками, солевыми железами и т. д.

Механизм осморегуляции называют гиперосмотическим, когда осмотическое давление в жидкости внутренней среды больше, чем во внешней среде, и гипоосмотическим, если внутреннее давление меньше внешнего. При гиперосмотическом механизме избыток воды выводится у животных в основном почками, а у растений — с помощью устьиц. При гипоосмотическом механизме недостаток воды компенсируется в результате потребления богатой солями воды, а избыток солей выводится преимущественно через солевые железы. Все пресноводные животные и морские хрящевые рыбы имеют гиперосмотическую регуляцию. Гипоосмотический механизм используется морскими костистыми рыбами, морскими пресмыкающимися и некоторыми другими.

Растения синтезируют все необходимые им вещества в нужном количестве, и больших проблем с экскрецией у них нет. Молекулярный кислород диффундирует в окружающую среду через листья, избыток воды также испаряется через поры, а большинство органических отходов откладываются в омертвевших тканях (например, древесине) или связываются в живых клетках, становясь безвредными. Другие отходы поступают в листья, где накапливаются, придавая им характерную окраску перед опаданием.

У растений регуляция воды происходит посредством осмоса, а также благодаря дополнительным возможностям (открывание и замыкание устьиц, сбрасывание листвы, существование в периоды сильной засухи в виде семян и спор). У морских растений возникают дополнительные проблемы из-за повышенной солёности среды обитания; некоторые из них способны регулировать содержание солей в организме, выделяя эти соли через железы в листьях.

 Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

Азотистые экскреты – продукты распада белков и нуклеиновых кислот – выводятся из организма в виде аммиака,мочевины и мочевой кислоты. Следует отметить, что высокотоксичный аммиак образуется, в основном, у водных животных. Путём диффузии он выводится в окружающую среду, не успевая достигнуть вредных для организма концентраций. Некоторые рыбы выделяют азот также в виде триметиламиноксида, придающего им характерный запах. Продукты распада нуклеиновых кислот могут также выделяться в виде аллантоина, креатина и гиппуровой кислоты. Все три вещества образуются в печени из других отходов метаболизма.

Тонкая регуляция осмотического давления воды в крови осуществляется за счёт антидиуретического гормона(АДГ). Он хранится в гипофизе и освобождается по сигналам хеморецепторов при сгущении плазмы. Действие АДГ основано на изменении проницаемости для воды стенок дистального канальца и собирательной трубки.

Регуляция содержания ионов натрия осуществляется за счёт выделяемого надпочечниками гормонаальдостерона, стимулирующего активный перенос этих ионов обратно из фильтрата. Наконец, регуляция pH (в нормальной крови эта величина равна 7,4) происходит за счёт экскреции ионов водорода.