Обмен веществ

Основные неорганические ионы, содержащиеся в тканях

Состав внеклеточной жидкости у различных животных (концентрация дана в моль*д-1)
часть 1 (Schmidt-Nielsen, Mackay, 1972; Prosser, 1973)

Состав внеклеточной жидкости у различных животных (концентрация дана в моль*д-1)
часть 2

Состав электролитов в жидких средах человеческого организма
Примечание. Некоторые ионы, содержащиеся внутри клетки, не распределены свободным образом по цитоплазме. Часть из них может задерживаться в цитоплазматических органеллах. Поэтому истинная концентрация Ca2+ в цитоплазме скорее всего составит менее 10-6 мэкв/кг H2O, а не ту общую величину, которая дана в таблице. Отсутствие совпадения между итоговым содержанием анионов и катионов отражает неполноту проведенного расчета.

Регуляторные системы наиболее развитых групп животных действуют как буфер между внутренней и внешней средой. Клетки и ткани этих животных защищены от сильных колебаний условий внешней среды, в частности экстремальных осмотических воздействий, поскольку состав внутренних внеклеточных жидких сред меняется в узких пределах.

У животных - строгих осморегуляторов - концентрация соли и воды внутри организма поддерживается относительно постоянной несмотря на изменение данных показателей во внешней среде. Для этого необходимо, чтобы величина притока и оттока воды и солей была одинаковой на протяжении длительного времени. Такой осмотический гомеостаз поддерживается за счет метаболической энергии.

Контроль содержания глюкозы в плазме инсулином и глюкагоном

Вызванное глюкозой высвобождение инсулина из панкреатических В-клеток
Инсулин стимулирует перемещение переносчиков глюкозы к мембране клеток-мишеней

Терморегуляция

Различие в процессе нагревания и охлаждения у галапагосской морской игуаны.
Греясь на суше, игуана поглощает солнечное тепло. Расширение кровеносных сосудов в коже и учащение сердцебиений обеспечивают достаточную циркуляцию и нагревание крови, а следовательно, быстрое распределение тепла по всему организму. Под водой потери тепла сдерживаются за счет максимального ослабления кожного кровотока.

Различие в процессе нагревания и охлаждения у галапагосской морской игуаны.
Б. Разница между температурой тела и температурой окружающей среды (AT) дана в зависимости от продолжительности нагрева (черные линии) или охлаждения (цветные линии) тела игуаны в воде и на воздухе. В период нагревания температура внешней среды была равна 40° С, в период охлаждения снижалась до 20°С.
В. Петля гистерезиса, отражающая зависимость между частотой сердцебиений и температурой тела во время нагревания с последующим охлаждением в воде. При нагревании тела игуаны частота сердцебиений круто возрастала, но во время охлаждения еще более стремительно падала (Bartholomew, Lasiewski, 1965.)

Регуляция температуры у неподвижной бабочки-бражника Manduca sexta во время 25-минутного подведения внешнего тепла к груди (цветная область). Температура груди поднимается круто с момента начала нагревания. Когда она достигает около 39° С, кровоток, поступающий из грудного отдела в брюшко, начинает нагревать последнее. Одновременно холодная кровь из брюшка поступает по спинному сосуду в грудь, о чем свидетельствует замедление нагревания этой области тела. (Heinrich, 1974.)

Схема кровоснабжения «холодной» рыбы (А) и типичной «теплой» рыбы-голубого тунца Tunnus thynnus (Б).
У эктотермной рыбы основные сосуды расположены в центральной части тела, тогда как у гетеротермной-под кожей. Во втором случае кровеносные сосуды образуют сплетения, предназначенные для сохранения тепла в глубоких тканях по принципу противоточного обмена. Преимущество подобного расположения сосудов у гетеротермной рыбы состоит в том, что теплая артериальная кровь не уносит тепло из тела, хотя неминуемо охлаждается при прохождении через жабры. (F. G. Garey Fishes with Warm Bodies, Copyrighx © 1973 by Scientific American, Inc. Bee авторские права сохранены.)

Респираторный калориметр Этуотера-Розы
Животное помещено в изолированную
камеру, в которой поддерживается пос-
тоянная температура. Теплопродукцию
животного определяют по количеству
тепла, поглощенного охлаждающей во-
дой (верхняя часть рисунка).
Т – термометр.
По поглощению кислорода и выделению
углекислого газа измеряют величину
дыхательного обмена (по: Kleiber, 1961)

Каротидная сеть, обнаруженная у некоторых млекопитающих (обозначена в цвете). Система мелких артерий действует как теплообменник на пути крови, питающей головной мозг. Передача тепла из сосудистого сплетения в венозную кровь кавернозного (пещеристого) синуса предохраняет мозг от перегревания. Каротидная сеть развита у овцы (А) и отсутствует у крыс (Б). (Daniel et ah, 1953.)

Кaротидная сеть и противоточное охлаждение крови из сонной артерии у овцы. Холодная венозная кровь, возвращаясь из носовой полости, омывает каротидную сеть, расположенную в кавернозном (пещеристом) синусе, и забирает тепло у артериальной крови, которая направляется в виллизиев круг, а затем — в головной мозг (Hayward, Balker, 1969).

Изменения напряжения кислорода и
углекислого газа в процессе газообмена
между воздухом (А) или водой (Б) и тканями
у наземных и водных животных
А. Зависимость площади дыхательной поверхности от массы тела для некоторых позвоночных. Б. Связь между площадью поверхности альвеол и поглощением кислорода у млекопитающих

Зависимость между массой тела млекопитающих и интенсивностью
обмена в состоянии покоя

Молекулы эндотоксина в мембране бактерии (кишечной палочки)
1 — эндотоксин (липополисахарид),
2 — белок,
3 — фосфолипид,
4 — липопротеин,
5 — цитоплазма.