Активний сольовий обмін

Не тільки в гомойосмотичних, але й у переважної більшості пойкілоосмотичних гідробіонтів існують різні механізми, які всупереч фізико-хімічним силам вирівнювання підтримують певний рівень загального вмісту солей у рідинах тіла, і, що не менш важливо, забезпечують стабільність концентрації в організмі окремих іонів та їхнього співвідношення. Особливо характерний для багатьох гідробіонтів так званий «натрієвий насос». Активний перенос Na+ звичайно сполучений з еквівалентним, але протилежно спрямованим пересуванням якого-небудь «протиіону», звичайно К+ або NH4+ . За пересування Na+ відповідальна Na+K+–АТФ-аза, що стимулюється іонами Na+ і К+, і цей фермент є векторіальний, тобто має просторово спрямовану дію. Натрієвий насос в одних випадках звільняє організм від надлишку іонів Na+, що надходять пасивно, в інших – працює у зворотному напрямку, коли натрію в навколишній воді мало й організм втрачає його внаслідок дифузії. Наприклад, у прохідних риб при адаптації в солоній воді, в хлоридних клітинах зябер (клітини Кейс-Вильмера) активність Na+K+–АТФ-ази зростає в багато разів, транспортна система поляризована таким чином, що Na+ перекачується назовні. При зниженні концентрації Na+ у навколишньому середовищі (перехід риб у прісну воду) також підвищується активність ферменту, але транспортна система поляризується у зворотному напрямку, тобто Na+ перекачується усередину. Активний сольовий обмін, пов'язаний зі здатністю деяких клітин захоплювати іони з води або виділяти їх з тіла всупереч фізико-хімічним силам, властивий як рослинам, так і тваринам. Більшою сталістю концентрації різних іонів відрізняються тканини риб. 89

У прісноводних гідробіонтів стабільна концентрація іонів у тілі пов'язана з їхньою сорбцією клітинами, що лежать на поверхні тіла, або в спеціальних екскреторних органах. У костистих риб захоплення або віддача іонів натрію відбувається в результаті діяльності так званих кейсвильмеровських клітин у зябрах. У морських риб ці клітини служать для екскреції надлишку солей назовні, у прісноводних – для захоплення іонів із зовнішнього середовища. Зміна функції кейсвильмеровських клітин спостерігається і в прохідних риб, що йдуть на нерест із моря в прісну воду. Здатність до змінного захоплення або віддачі іонів тими самими клітинами, залежно від біологічних потреб, відома для багатьох ракоподібних і личинок комах (наприклад, Chironomus).

У прохідних риб цитологічні й гістохімічні перетворення в кейсвильмеровських клітинах, що відбивають зміни їхньої функції, відбуваються до зміни солоності середовища, і тому подальше перебування риби в солоній воді стає неможливим. Підвищення осмотичного тиску крові, що виникає як неминучий наслідок зміни функції клітин Кейс-Вильмера, спонукує рибу йти в прісну воду. Таким чином, перебудова механізму осморегуляції в цьому випадку випереджає майбутня зміна осмотичного тиску середовища.

Активне захоплення різних іонів клітинами поверхні тіла може відігравати істотну роль у мінеральному харчуванні багатьох тварин. Наприклад, вищі раки поглинають із води розчинений у ній кальцій, цинк та інші іони. Через поверхню тіла риби поглинають сполуки сірки, як, зокрема, це спостерігається в ряду коропових і осетрових, фосфор та інші елементи мінерального харчування.