ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА ИА ИНТЕНСИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЗМА

Считается, что потребление кислорода (или интенсивность обмена) не зависит от содержания кислорода в среде в широком диапазоне его концентраций. Если, например, заменить обычный воздух чистым кислородом, млекопитающее будет потреблять кислород в прежнем количестве, хотя внешняя концентрация 02 при
16-



такой замене увеличится почти в 5 раз. То же самое наблюдается и в обратной ситуации: если уменьшить концентрацию кислорода в 2 раза, например снизив вдвое общее атмосферное давление (что будет эквивалентно подъему на высоту около 6000 м над уровнем моря), то потребление кислорода также практически не изменится.
Р0г. лЛо 5              Ю               1              Г

Рис. 6.1. Потребление кислорода у рыб зависит от его парциального давления (Ро2 ) в воде. У иглобрюха и скапа оно уменьшается по мере снижения Ро2 лишь в небольшой степени, и только при очень низких уровнях Р0, потребление кислорода быстро падает. У третьей рыбы — Opsanus — потребление кислорода прямо пропорционально изменению Ро2 в воде на всем диапазоне измерений. (Hall, 1929.)


Однако такая независимость от внешней концентрации кислорода не является универсальной, и возможны прямо противоположные случаи. На рис. 6.1 показано, как влияет концентрация кислорода в воде на потребление его некоторыми рыбами. У двух рыб (скапа и иглобрюха) потребление кислорода снижается примерно на !/з, а при очень низкой концентрации кислорода (менее 15 мм рт. ст.) оба эти вида не выживают. Иначе ведет себя Opsanus: у этой рыбы потребление кислорода снижается пропорционально его концентрации, так что эти два параметра связаны
линейной зависимостью. Opsanus способен длительное время выживать в воде, лишенной кислорода; в этих условиях, когда потребление 02 падает до нуля, весь энергетический обмен становится анаэробным.
Сходным образом реагируют на изменение уровня кислорода в среде и некоторые беспозвоночные (например, обычный омар).

Рис. 6.2. Потребление кислорода у омара тем больше, чем выше температура, во при каждой данной температуре оно находится в линейной зависимости от концентрации 02 в воде. (Thomas, 1954.)


Как видно из рис. 6.2, чем выше температура, тем больше омар потребляет кислорода, однако при любой температуре потребление 02 находится в линейной зависимости от концентрации кислорода в среде[20].

Если же изучать потребление кислорода в широком диапазоне температур, то для такого животного, как золотая рыбка, мы получим кривые вроде представленных на рис. 6.3: при относительно высоком напряжении кислорода потребление 02 не зависит от его количества, тогда как при более низких величинах
напряжения 02 имеет место линейная зависимость. Точка перегиба кривой, где потребление кислорода становится независимым от его концентрации, при более низких температурах сдвигается влево, в сторону меньших величин напряжения lt;Э2— у золотой рыбки, например с lt;20 мм рт. ст. при 5°С до ~40 мм рт. ст. при 35 °С.
Рп , кЛа 5              10              15               р—              1              ,

Рнс. 6.3. При низких концентрациях кислорода его потребление золотой рыбкой прямо пропорционально содержанию его в воде, но в области более высоких значений Р0„ этой зависимости нет. (Fry, Hart, 1948.)


Вернувшись к рис. 6.1 и 6.2, мы увидим, что прямолинейные графики, представленные здесь для рыбы Opsanus и омара,-—это, возможно, всего лишь начальные участки кривых того нее типа, что и кривые для золотой рыбки. Если это так, мы можем ожидать, что и кривые для омара и Opsanus при какой-то неизвестной более высокой концентрации кислорода достигнут плато.
Даже у млекопитающих, у которых интенсивность метаболизма почти не меняется при изменении количества кислорода в среде, встречается иногда более выраженная зависимость от 02, чем обычно полагают. Например, потребление кислорода изолированными мышцами крысы и кролика обратимо подавляется при низких концентрациях 02, причем другие клеточные функции не изменяются (Whalen, 1966). Это позволяет понять, почему ныряющие животные после ныряния не увеличивают потребления 02 настолько, чтобы погасить кислородную задолженность, которая должна была бы возникнуть у них во время пребывания под водой (см. ниже в этой главе). У плывущего животного больше всего кислорода потребляют мышцы, и зависимость уровня метаболизма этой ткани от напряжения кислорода должна приводить именно к тому,
что наблюдается у многих ныряющих животных. Может быть, независимость обмена от кислорода — это (вопреки обычному представлению) частный случай, а зависимость — общее правило.

Еще по теме ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА ИА ИНТЕНСИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЗМА:

1. КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ ВОДОРОДА (pH)
2. Метаболизм ФОС
3. Первая фаза метаболизма ксенобиотиков. 
4. ПРЕДЕЛЫ УВЕЛИЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ С02
5. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков. 
6. ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОД
7. ИЗОТОПЫ КИСЛОРОДА
8. ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГКИХ, СРЕДНИХ и ТЯЖЕЛЫХ АЭРОИОНОВ
9. Содержание кислорода
10. ПРЕВРАЩЕНИЯ КИСЛОРОДА
11. ВОДОРОД И КИСЛОРОД (вода)