23.5: 鱼类的渗透调节

将细胞置于低渗（低盐）液体中时，它们会膨胀并破裂。同时，高渗溶液中的盐浓度较高的细胞会萎缩并死亡。在低渗淡水或高渗海水环境中，鱼细胞如何避免这些可怕的命运？

鱼采用渗透调节策略来平衡体内水和溶解的离子（即溶质）（例如钠和氯）的水平。

鱼通过渗透或渗透调节维持渗透平衡

大多数鱼是渗透适应型动物。渗透适应型动物维持与环境无关的内部渗透压，使其适应不断变化的环境并具有迁移能力。

渗透调节需要能量

渗透平衡所需的能量取决于多种因素，包括内部和外部离子浓度之间的差异。当渗透压差最小时，所需能量更少。

替代渗透策略

海鲨和大多数其它软骨鱼类的体液中含有氧化三甲胺（TMAO）；这使它们能够存储尿素并在内部超过外部渗透压，从而使它们能够通过渗透吸收水分。

大多数动物是窄盐性（Stenohaline）-无法耐受较大的外部渗透压波动。 宽盐性（Euryhaline）物种，例如鲑鱼，可以改变渗透压调节状态。鲑鱼从淡水迁移到海洋时，会发生生理变化，例如产生更多的皮质醇来生长分泌盐的细胞。

大部分鱼类生活在

咸水或者淡水区域

咸水 淡水

但不能同时生活在两种水域

咸水 淡水

这是因为在这两种环境的鱼

咸水 淡水

涉及到两种不同的方式

咸水 淡水

对它们体液中水和离子的平衡程度的方式

咸水 淡水

太多的水会引起细胞膨胀爆破

水分不足则会导致细胞萎缩死亡

在支持关键的生命机能上 离子是必不可少的

也必须要小心地维持平衡

鱼类通过梯度浓度

维持渗透平衡

以及水和离子程度的调节

当溶质的浓度

溶质

或溶解物的浓度 例如离子在其周围的水的浓度

溶质

异于其在体液中的浓度

水就会进入或离开身体

净水运动

这种穿过膜的被动扩散

是渗透的一个例子

鱼类要么就是适渗压生物 要么就是渗透压调节生物

适渗压生物 渗透压调节生物

渗透压适应型鱼 例如鲨鱼

渗透压适应型生物

维持一个体内摩尔渗透压浓度等于

甚至高于其周遭的水

海水摩尔渗透压浓度 约1000mOsm

因此 它们通常不会失水

通过渗透压被动吸水

然而 他们必须维持特定溶质的渗透压

这些溶质

与其体外的水的溶质不同

大部分鱼类是渗透压调节型生物

渗透压调节型生物

它们维持着一个体内摩尔渗透压浓度

独立于外界的环境

大部分的鱼类会因为渗透压而失水

因为体外的摩尔渗透压浓度较高

夺走它们体内的水分

这些渗透压调节型生物 因此就会

饮用更多的海水并通过鳃和高浓度尿液

水 离子 渗透失水

排出多余的离子

主动运输离子 排出离子

淡水鱼面临的是不同的挑战

淡水

因为它们的细胞需要比淡水

淡水

更高的离子浓度

淡水

淡水渗透压调节型鱼类通过渗透压吸收水分

淡水 渗透吸水

因此它们必须排出多余的水并补充体内的离子

淡水 水 渗透吸水 主动运输离子

因此 它们几乎不喝水

淡水 水 渗透吸水 主动运输离子

而且要排出低浓度的尿液 并主动地摄取离子

淡水 低浓度尿液(大量的水 少量离子) 离子 离子

有一些鱼类 例如鲑鱼

它们能够改变渗透调节状态

当鲑鱼从淡水迁徙到海洋的时候

它们要经受生理变化

包括 主动地从鳃部排除离子

以及排出高浓度的尿液