Атмосферное и осмотическое давление связаны

Упрощённо в организме соляной насос работает так: если межклеточная жидкость избавляется от лишних ионов соли, и становится более пресной, то в клетку накачивается определённая порция жидкости, чтобы опреснить её и выровнять перепад мерности. Собственное внутреннее давление клетки при этом естественно несколько повышается. Она как бы надувается. И это происходит, пока не наступает равновесие всех сил. Если межклеточная жидкость насыщается ионами соли (становится более солёной), насос включается в обратную сторону, из клетки откачивается часть жидкости. Внутреннее давление клетки падает, и она как бы сдувается.

Важно понимать, что колебания давлений внутри клетки допустимы только в небольших пределах. Интересен такой научный опыт:

«Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий одинаковое осмотическое давление (солёность, – авт.) с кровью, то они заметным изменениям не подвергаются. В растворе с высоким осмотическим давлением (пересоленном, – авт.) клетки сморщиваются, так как вода начинает выходить из них в окружающую среду. В растворе с низким осмотическим давлением (пресном, – авт.) эритроциты набухают и разрушаются. Это происходит потому, что вода из раствора с низким осмотическим давлением начинает поступать в эритроциты, оболочка клетки не выдерживает повышенного давления и лопается».

Продолжим эксперимент самостоятельно. В предыдущем опыте при постоянном атмосферном давлении менялась солёность раствора. А теперь мы будем менять атмосферное давление при постоянном составе раствора. Снова поместим те же самые эритроциты в раствор, соответствующий обычной на сегодня солёности крови 0,89 %. С ними, конечно, ничего не происходит.

Но если мы засунем всё это в барокамеру и значительно понизим атмосферное давление, то клетки набухнут и полопаются.

Ведь их внутреннее давление станет гораздо выше внешнего. Другого механизма выравнивания давления, кроме соляного насоса, природа клеткам не дала. Избежать гибели клеток в условиях пониженного атмосферного давления довольно легко. Нужно просто подсолить раствор. Заработает соляной насос и откачает из клеточных оболочек часть жидкости. Клетки не разорвутся, и будут жить долго и счастливо, если только вовремя подсаливать межклеточные жидкости.

Этот эксперимент показывает, что если бы учёные не рассматривали атмосферное давление как постоянное, то сразу бы заметили, что от него напрямую зависит солёность крови. Сейчас считается, что постоянная солёность крови, это обязательное явление для всех организмов. Так оно и есть, но только пока атмосферное давление не изменилось в несколько раз.

Интересно, что в рамках водно-солевого баланса такая возможность биологами не рассматривается, хотя речь ведётся о сотнях миллионов лет эволюции. А если они допускают, что такая инертная среда, как вода мирового океана за это время меняла свою солёность в несколько раз, тогда логично допустить, что атмосферное давление менялось намного больше.

Должен признаться, что все описанные выше осмотические процессы гораздо сложнее. Не то знатоки биологии будут пенять: «Вот, дескать, отхлестал всех по щекам, а в суть вопроса даже не углубился». Действительно, и мембраны клеток пропускают некоторое количество ионов, и работают активные химические «насосы» типа «Na/K-АТФазы», которые принудительно переносят ионы металлов через оболочку клетки. Да и вода при проникновении через мембрану испытывает сопротивление из-за жировой прослойки между белковыми оболочками клетки. Обязательно надо учитывать, что внутреннее давление клетки (тургор) всегда больше, чем внешнее, для поддержания упругости. У животных это примерно 1 атмосфера. Но по сути всё это не столь значительно влияет на водно-солевой баланс, и опыт с эритроцитами тому пример. Все эти факторы лишь вносят свой вклад в состояние равновесия.