Характер водно-солевого обмена
Водно-солевой обмен - совокупность процессов потребления, всасывания, распределения и выделения воды и солей в организме животных и человека. Водно-солевой обмен обеспечивает постоянство осмотической концентрации, ионного состава, кислотно-щелочного равновесия и объёма жидкостей внутренней среды организма.
Роль воды для живого организма трудно преувеличить. Вода является единственным универсальным растворителем, благодаря которому молекулы, клетки и органы связаны в единое существо транспортной, выделительной, теплорегуляционной функции.
Первые живые существа возникли в океане; существует сходство (по соотношению основных ионов) между жидкостями внутренней среды у многих современных морских беспозвоночных и морской водой. В ходе эволюции организмов сформировалась система жидкостей внутренней среды, и выработались механизмы поддержания водного баланса и ионного состава, зависящие от уровня организации и экологической специализации животных.
Рассмотрим принципы водно-солевого обмена, начиная с рыб.
Первичная моча, полученная в результате фильтрации кровяной плазмы через стенки капилляров мальпигиевых клубочков, у пресноводных хрящевых и костных рыб содержит большое количество воды. Высокое содержание воды в первичной моче объясняется тем, что пресноводные рыбы обитают в гипотоничной среде, а значит, осмотическое давление в их тканях значительно выше осмотического давления пресной воды и поэтому вода постоянно проникает в организм через кожу и жабры. Возвращение в кровяное русло ценных веществ (аминокислот, сахаров, витаминов) происходит в выводных канальцах, что предотвращает их чрезмерную потерю. В связи с переходом в морскую среду обитания, где концентрация солей в воде значительно превышает концентрацию солей в организме (гипертоническая среда), возникают механизмы, предотвращающие обезвоживание организма через покровы. В первую очередь, такими механизмами являются увеличение концентрации мочевины и солей в крови и тканевых жидкостях, а также значительное уменьшение объема выделяемой мочи – от 0,5 до 50 мл на 1 кг массы тела в сутки. У морских костных рыб размеры клубочков уменьшаются, а у некоторых видов клубочки практически редуцированы (агломерулярные почки).
Далее эволюция выделительной системы шла в сторону большего приспособления к наземному образу жизни. Переходным звеном является класс Амфибий, которые еще сохраняют связь в водной средой обитания. Такое событие, как выход на сушу, не могло не сказаться на характере водно-солевого обмена. В первую очередь, происходит активная реабсорбция сахаров, витаминов, а также пассивная реабсорбция воды через стенки почечных канальцев. Всасывание воды также происходит через стенки мочевого пузыря. У видов, которые живут в более засушливых условиях, образуется более плотная и ороговевающая кожа, дабы предотвратить излишнее испарение воды с поверхности тела. Водный обмен регулируется гормонами гипофиза и кортикоидными гормонами надпочечников, которые изменяют проницаемость кожи и стенок мочевого пузыря. Важным приспособлением для сохранения воды у земноводных, без сомнения, служит поведение. Укрываясь в местах с повышенной влажностью, амфибии тем самым восстанавливают потери воды.