Внутренняя среда организма. Внутренняя среда организма человека
Любой организм - одноклеточный или многоклеточный - нуждается в определённых условиях существования. Эти условия обеспечивает организмам та среда, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития.
Первые живые образования возникли в водах Мирового океана, и средой обитания для них служила морская вода. По мере усложнения живых организмов часть их клеток изолировалась от внешней среды. Так часть среды обитания оказалась внутри организма, что позволило многим организмам покинуть водную среду и начать жить на суше. Содержание солей во внутренней среде организма и в морской воде примерно одинаковое.
Внутренней средой для клеток и органов человека служат кровь, лимфа и тканевая жидкость.
Относительное постоянство внутренней среды
Во внутренней среде организма, помимо солей, очень много различных веществ - белки, сахар, жироподобные вещества, гормоны и т.д. каждый орган постоянно выделяет во внутреннюю среду продукты своей жизнедеятельности и получает из неё необходимые для себя вещества. И, несмотря на такой активный обмен, состав внутренней среды остаётся практически неизменным.
Выходящая из крови жидкость, становится частью тканевой жидкости. Большая часть этой жидкости поступает снова в капилляры, прежде чем они соединяются с венами, по которым кровь возвращается к сердцу, однако около 10% жидкости не попадает в сосуды. Стенки капилляров состоят из одного слоя клеток, но между соседними клетками есть узкие щели. Сокращение сердечной мышцы создаёт давление крови, в результате чего вода с растворёнными в ней солями и питательными веществами проходит через эти щели.
Все жидкости тела связаны друг с другом. Внеклеточная жидкость контактирует с кровью и со спинно-мозговой жидкостью, омывающей спинной и головной мозг. Это означает, что регуляция состава жидкостей тела происходит централизовано.
Тканевая жидкость омывает клетки и служит для них средой обитания. Она постоянно обновляется через систему лимфатических сосудов: эта жидкость собирается в сосуды, а затем по самому крупному лимфатическому сосуду попадает в общий кровоток, где смешивается с кровью.
Состав крови
Хорошо знакомая всем красная жидкость, в действительности представляет собой ткань. Долгое время за кровью признавали могучую силу: кровью скрепляли священные клятвы; жрецы заставляли своих деревянных идолов «плакать кровью»; древние греки приносили кровь в жертву своим богам.
Некоторые философы Древней Греции считали кровь носителем души. Древнегреческий врач Гиппократ назначал душевнобольным кровь здоровых людей. Он думал, что в крови здоровых людей - здоровая душа. И действительно, кровь - самая удивительная ткань нашего организма. Подвижность крови - важнейшее условие жизни организма.
Около половины объёма крови составляет жидкая её часть - плазма с растворёнными в ней солями и белками; другую половину составляют различные форменные элементы крови.
Форменные элементы крови делятся на три основные группы: белые кровяные клетки (лейкоциты), красные кровяные клетки (эритроциты) и кровяные пластинки, или тромбоциты. Все они образуются в костном мозгу (мягкая ткань, заполняющая полость трубчатых костей), но некоторые лейкоциты способны размножаться уже при выходе из костного мозга. Существует много различных типов лейкоцитов - большая часть участвует в защите организма от болезней.
Плазма крови
В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки, углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны витамины.
Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция и магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии. Даже незначительное нарушение солевого состава плазмы может сказаться губительным для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных содей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворённых в плазме, создаёт осмотическое давление. Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканью. Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупроницаемыми.
Эритроциты
Эритроциты являются самыми многочисленными клетками крови; их основная функция состоит в переносе кислорода. Условия, при которых повышается потребность организма в кислороде, например жизнь на больших высотах или постоянная физическая нагрузка, стимулируют образование эритроцитов. Эритроциты живут в кровяном русле около четырёх месяцев, после чего разрушаются.
Лейкоциты
Лейкоциты , или белые кровяные тельца непостоянной формы. Они имеют ядро, погружённое в бесцветную цитоплазму. Основная функция лейкоцитов - защитная. Лейкоциты не только разносятся током крови, но и способны к самостоятельному передвижению с помощью ложноножек (псевдоножек). Проникая сквозь стенки капилляров, лейкоциты движутся к скоплению болезнетворных микробов в ткани и с помощью ложноножек захватывают и переваривают их. Это явление было открыто И.И.Мечниковым.
Тромбоциты, или кровяные пластинки
Тромбоциты , или кровяные пластинки очень хрупкие, легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов или при соприкосновении крови с воздухом.
Тромбоциты играют важную роль в свёртывании крови. Повреждённые ткани выделяют гистомин - вещество, усиливающее приток крови к повреждённому месту и способствующее выходу жидкости и белков системы свёртывания крови из кровотока в ткань. В результате сложной последовательности реакций быстро образуются тромбы, которые останавливают кровотечение. Тромбы препятствуют проникновению в рану бактерий и других чужеродных факторов.
Механизм свёртывания крови очень сложен. В плазме есть растворимый белок фибриноген, который при свёртывании крови превращается в нерастворимый фибрин и выпадает в осадок в виде длинных нитей. Из сети этих нитей и кровяных телец, которые задержались в сети, образуется тромб .
Этот процесс происходит только при наличии солей кальция. Поэтому если из крови удалить кальций, кровь теряет способность свёртываться. Это свойство используют при консервировании и переливании крови.
Кроме кальция, в процессе свёртывания принимают участие и другие факторы, например витамин К, без которого нарушается образование протромбина.
Функции крови
Кровь выполняет разнообразные функции в организме: доставляет клеткам кислород и питательные вещества; уносит углекислый газ и конечные продукты обмена; участвует в регуляции деятельности различных органов и систем посредством переноса биологически активных веществ - гормонов и др.; способствует сохранению постоянства внутренней среды - химического и газового состава, температуры тела; защищает организм от инородных тел и вредных веществ, разрушая и обезвреживая их.
Защитные барьеры организма
Защита организма от инфекций обеспечивается не только фагоцитарной функцией лейкоцитов, но и образованием особых защитных веществ - антител и антитоксинов . Они вырабатываются лейкоцитами и тканями различных органов в ответ на внедрение в организм возбудителей заболеваний.
Антитела - это белковые вещества, способные склеивать микроорганизмы, растворять или разрушать их. Антитоксины обезвреживают яды, выделяемые микробами.
Защитные вещества специфичны и действуют только на те микроорганизмы и их яды, под влиянием которых они образовались. Антитела могут сохраняться в крови в течение длительного времени. Благодаря этому человек становится невосприимчивым к некоторым инфекционным заболеваниям.
Невосприимчивость к заболеваниям, обусловленная наличием в крови и тканях специальных защитных веществ, называется иммунитетом .
Иммунная система
Иммунитет, по современным взглядам, - невосприимчивость организма к различным факторам (клетками, веществам), которые несут генетически чужеродную информацию.
Если в организме появляются какие-либо клетки или сложные органические вещества, отличающиеся от клеток и веществ организма, то благодаря иммунитету они устраняются, уничтожаются. Основная задача иммунной системы - поддержание генетического постоянства организма в онтогенезе. При делении клеток вследствие мутаций в организме нередко образуются клетки с изменённым геномом. Чтобы эти клетки-мутанты в ходе дальнейшего деления не привели к нарушениям развития органов и тканей, они уничтожаются иммунными системами организма.
В организме иммунитет обеспечивается благодаря фагоцитарным свойствам лейкоцитов и способностью некоторых клеток тела, вырабатывать защитные вещества - антитела . Следовательно по своей природе иммунитет может быть клеточным (фагоцитарным) и гуморальным (антитела).
Иммунитет к инфекционным заболеваниям делят на естественный, выработанный самим организмом без искусственных вмешательств, и искусственный, возникающий в следствие введения в организм специальных веществ. Естественный иммунитет проявляется у человека с рождения (врождённый ) или возникает после перенесённых заболеваний (приобретённый ). Искусственный иммунитет может быть активным или пассивным. Активный иммунитет вырабатывается при введении в организм ослабленных или убитых возбудителей заболеваний или их ослабленных токсинов. Этот иммунитет возникает не сразу, но сохраняется длительное время - несколько лет и даже всю жизнь. Пассивный иммунитет возникает, когда в организм вводят лечебную сыворотку с уже готовыми защитными свойствами. Этот иммунитет кратковременный, зато проявляется сразу же после введения сыворотки.
Свёртывание крови также относится к защитным реакциям организма. Оно защищает организм от кровопотери. Реакция состоит в образовании сгустка крови - тромба , закупоривающего раневой участок и останавливающий кровотечение.
Организм любого животного устроен чрезвычайно сложно. Это необходимо для поддержки гомеостаза, то есть постоянства. У некоторых состояние условно постоянно, а у других, более развитых, наблюдается фактическое постоянство. Это значит, что как бы ни менялись окружающие условия, организм сохраняет стабильное состояние внутренней среды. Несмотря на то что организмы еще не полностью адаптировались под условия проживания на планете, внутренняя среда организма играет важнейшую роль в их жизнедеятельности.
Понятие внутренней среды
Внутренней средой называется комплекс структурно обособленных участков тела, ни при каких обстоятельствах, кроме механических повреждений, не соприкасающихся с окружающим миром. У организма человека внутренняя среда представлена кровью, межтканевой и синовиальной жидкостью, ликвором и лимфой. Эти 5 видов жидкостей в комплексе и есть внутренняя среда организма. Таковой они называются по трем причинам:
- во-первых, они не соприкасаются с внешней средой;
- во-вторых, эти жидкости поддерживают гомеостаз;
- в-третьих, среда является посредником между клетками и наружными участками тела, защищая от внешних неблагоприятных факторов.
Значение внутренней среды для организма
Внутреннюю среду организма составляют 5 видов жидкостей, главной задачей которых является поддержания постоянного уровня концентраций питательных веществ рядом с клетками, поддержка одинаковой кислотности и температуры. За счет этих факторов удается обеспечить работу клеток, важнее которых в организме ничего нет, поскольку они составляют ткани и органы. Потому внутренняя среда организма - это наиболее широкая транспортная система и область протекания внеклеточных реакций.
Она перемещает питательные вещества и переносит продукты метаболизма к месту разрушения или выведения. Также внутренняя среда организма переносит гормоны и медиаторы, позволяя одним клеткам регулировать работу других. Это основа гуморальных механизмов, обеспечивающих протекание биохимических процессов, суммарный результат которых - это гомеостаз.
Выходит, что вся внутренняя среда организма (ВСО) - это место, куда должны попасть все питательные и биологически активные вещества. Это участок тела, который не должен накапливать продукты метаболизма. А в базовом понимании ВСО является так называемой дорогой, по которой "курьеры" (тканевая и синовиальная жидкость, кровь, лимфа и ликвор) доставляют "пищу" и "строительный материал" и отводят вредные метаболические продукты.
Ранняя внутренняя среда организмов
Все представители царства животных развивались от одноклеточных организмов. У них единственной составляющие внутренней среды организма была цитоплазма. От внешней среды она ограничивалась клеточной стенкой и цитоплазматической оболочкой. Затем дальнейшее развитие животных шло по принципу многоклеточности. У кишечнополостных организмов существовала полость, разделяющая клетки и внешнюю среду. Она была заполнена гидролимфой, в которой транспортировались питательные вещества и продукты клеточного метаболизма. Такой тип внутренней среды имелся у плоских червей и кишечнополостных.
Развитие внутренней среды
У животных классов круглых червей, членистоногих, моллюсков (за исключением головоногих) и насекомых внутреннюю среду организма составляют другие структуры. Это сосуды и участки незамкнутого русла, по которым протекает гемолимфа. Ее главной особенностью является приобретение способности транспортировать кислород посредством гемоглобина или гемоцианина. В целом, такая внутренняя среда далека от совершенства, потому она развивалась дальше.
Совершенная внутренняя среда
Совершенной внутренней средой является замкнутая система, которая исключает возможность циркуляции жидкости по изолированным участкам тела. Таким образом устроены тела представителей классов позвоночных, кольчатых червей и головоногих моллюсков. Причем наиболее совершенной она является у млекопитающих и птиц, у которых для поддержки гомеостаза имеется еще и 4-камерное сердце, обеспечившее им теплокровность.
Составляющие внутренней среды организма таковы: кровь, лимфа, суставная и тканевая жидкость, ликвор. У нее есть свои стенки: эндотелий артерий, вен и капилляров, лимфатических сосудов, суставная капсула и эпендимоциты. По другую сторону внутренней среды лежат цитоплазматические мембраны клеток, с которыми контактирует межклеточная жидкость, также включенная во ВСО.
Кровь
Отчасти внутренняя среда организма образована кровью. Это жидкость, которая содержит форменные элементы, белки и некоторые элементарные вещества. Здесь протекает масса ферментативных процессов. Но главной функцией крови является транспорт, в особенности кислорода к клеткам и углекислоты от них. Потому в крови наибольшую долю имеют форменные элементы: эритроциты, тромбоциты, лейкоциты. Первые заняты в транспортировке кислорода и углекислоты, хотя они же способны играть важную роль в иммунных реакциях за счет активных кислородных форм.
Лейкоциты в крови и вовсе заняты только иммунными реакциями. Они участвуют в иммунном ответе, регулируют его силу и полноту, а также хранят информацию об антигенах, с которыми они контактировали ранее. Поскольку отчасти внутренняя среда организма образована как раз кровью, которая играет роль барьера между участками тела, контактирующими с внешней средой и клетками, то иммунная функция крови является второй по важности после транспортной. При этом она требует задействовать как форменные элементы, так и плазменные белки.
Третья важная функция крови - это гемостаз. Данное понятие соединяет в себе несколько процессов, которые направлены на сохранение жидкой консистенции крови и на укрытие дефектов сосудистой стенки при их появлении. Система гемостаза гарантирует, что кровь, протекающая по сосудам, будет жидкой, пока не потребуется закрыть повреждение сосуда. Причем внутренняя среда организма человека тогда не пострадает, хотя это требует энергетических расходов и задействования тромбоцитов, эритроцитов и плазменных факторов свертывающей и противосвертывающей системы.
Белки крови
Вторая часть крови - жидкая. Она состоит из воды, в которой равномерно распределены белки, глюкоза, углеводы, липопротеиды, аминокислоты, витамины со своими переносчиками и прочие вещества. Среди белков выделяют высокомолекулярные и низкомолекулярные. Первые представлены альбуминами и глобулинами. Эти белки ответственны за работу иммунной системы, поддержку онкотического давления плазмы, функционирование свертывающей и противосвертывающей системы.
Углеводы, растворенные в крови, выступают как транспортируемые энергоемкие вещества. Это питательный субстрат, который должен попасть в межклеточное пространство, откуда будет захвачен клеткой и переработан (окислен) в ее митохондриях. Клетка получит энергию, необходимую для работы систем, ответственных за синтез белков и выполнение функций, идущих во благо всего организма. При этом аминокислоты, также растворенные в плазме крови, также проникают в клетку и являются субстратом для синтеза белка. Последний является инструментом для реализации клеткой своей наследственной информации.
Роль липопротеидов плазмы крови
Еще одни важным источником энергии, помимо глюкозы, является триглицерид. Это жир, который должен расщепиться и стать энергоносителем для мышечной ткани. Именно она, по большей части, способна перерабатывать жиры. Кстати, они содержат в себе гораздо больше энергии, нежели глюкоза, а потому способны обеспечить сокращение мышц на гораздо более долгий период, нежели глюкоза.
Жиры транспортируются в клетки при помощи мембранных рецепторов. Всасавшиеся в кишечнике молекулы жира сначала соединяются в хиломикроны, а затем поступают в кишечные вены. Оттуда хиломикроны проходят в печень и поступают к легким, где из них образуются липопротеиды низкой плотности. Последние являются транспортными формами, в которых жиры доставляются через кровь в межклеточную жидкость к мышечным саркомерам или гладкомышечным клеткам.
Также кровь и межклеточная жидкость вместе с лимфой, из которых, состоит внутренняя среда организма человека, транспортируют продукты обмена и жиров, и углеводов, и белков. Они частично содержатся в крови, которая несет их к месту фильтрации (почки) или утилизации (печень). Очевидно, что эти биологические жидкости, являющиеся средами и компартментами организма, играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма. Но гораздо важнее наличие растворителя, то есть воды. Только благодаря ней вещества могут транспортироваться, а клетки - существовать.
Межклеточная жидкость
Считается, что состав внутренней среды организма примерно постоянен. Любые колебания в концентрации питательных веществ или продуктов метаболизма, изменения температуры или кислотности ведут к нарушениям жизнедеятельности. Иногда они способны приводить к смерти. К слову, именно нарушения кислотности и закисление внутренней среды организма является фундаментальным и наиболее тяжело корригируемым нарушением жизнедеятельности.
Это наблюдается в случаях полиарганной недостаточности, когда развивается острая печеночная и почечная недостаточность. Эти органы призваны утилизировать кислые продукты обмена, и когда данное не происходит, возникает непосредственная угроза жизни пациента. Потому, в действительности, все компоненты внутренней среды организма очень важны. Но гораздо важнее работоспособность органов, которые также зависят от ВСО.
Именно межклеточная жидкость реагирует первой на изменения концентраций пищевых веществ или продуктов метаболизма. Уже потом эта информация попадает в кровь посредством медиаторов, выделяемых клетками. Последние якобы передают сигнал клеткам в других областях тела, призывая их принять меры для исправления возникших нарушений. Пока данная система является самой действенной из числа всех, представленных в биосфере.
Лимфа
Лимфа - это также внутренняя среда организма, функции которой сводятся к распространению лейкоцитов по средам организма и отведение избытка жидкости из межтканевого простанства. Лимфа представляет собой жидкость, содержащая низкомолекулярные и высокомолекулярные белки, а также некоторые питательные вещества.
От межтканевого пространства она отводится посредством мельчайших сосудов, которые собираются и образуют лимфатические узлы. В них активно размножаются лимфоциты, играющие важную роль в реализации иммунных реакций. От лимфатических сосудов она собирается в грудной проток и впадает в левый венозный угол. Здесь жидкость снова возвращается в кровеносное русло.
Синовиальная жидкость и ликвор
Синовиальная жидкость - это вариант межклеточной жидкой фракции. Поскольку в суставную капсулу клетки не могут проникать, то единственным способом питания суставного хряща является именно синовий. Внутренней средой организма являются и все суставные полости, потому как они никак не соединены со структурами, контактирующими с наружной средой.
Также к ВСО относятся и все желудочки мозга вместе с ликвором и подпаутинным пространством. Ликвор уже представляет собой вариант лимфы, поскольку у нервной системы нет собственной лимфатической системы. Посредством ликвора мозг очищается от продуктов метаболизма, но не питается за счет его. Питание мозга осуществляется за счет крови, растворенных в ней продуктов и связанного кислорода.
Посредством гематоэнцефалического барьера они проникают к нейронам и глиальным клеткам, доставляя к ним нужные вещества. Отводятся метаболические продукты посредством ликвора и венозной системы. Причем, вероятно, наиболее важной функцией ликвора является защита мозга и нервной системы от колебаний температуры и от механических повреждений. Поскольку жидкость активно гасит механические воздействия и толчки, это свойство действительно необходимо организму.
Заключение
Внешняя и внутренняя среда организма, несмотря на структурную обособленность друг от друга, неразрывно связаны функциональной связью. А именно, внешняя среда отвечает за поступление веществ во внутреннюю, откуда она выводит наружу метаболические продукты. А внутренняя среда передает питательные вещества к клеткам, отводя от них вредные продукты. Таким образом поддерживается гомеостаз, главная характеристика жизнедеятельности. Это же означает, что отделить внешнюю среду отрагизма от внутренней фактически невозможно.
Внутренняя среда организма - это кровь, лимфа и жидкость, заполняющая промежутки между клетками и тканями. Кровеносные и лимфатические сосуды, пронизывающие все органы человека, имеют в своих стенках мельчайшие поры, через которые могут проникать даже некоторые клетки крови. Вода, составляющая основу всех жидкостей в организме, вместе с растворенными в ней органическими и неорганическими веществами легко проходит через стенки сосудов. Вследствие этого химический состав плазмы крови (то есть жидкой части крови, не содержащей клеток), лимфы и тканевой жидкости во многом одинаков. С возрастом существенных изменений химического состава этих жидкостей не происходит. В то же время различия в составе указанных жидкостей могут быть связаны с деятельностью тех органов, в которых эти жидкости находятся.
Кровь
Состав крови. Кровь - это красная непрозрачная жидкость, состоящая из двух фракций - жидкой, или плазмы, и твердой, или клеток - форменных элементов крови. Разделить кровь на эти две фракции довольно легко с помощью центрифуги: клетки тяжелее плазмы и в центрифужной пробирке они собираются на дне в виде красного сгустка, а над ним остается слой прозрачной и почти бесцветной жидкости. Это и есть плазма.
Плазма. В организме взрослого человека содержится около 3 л плазмы. У взрослого здорового человека плазма составляет свыше половины (55 %) объема крови, у детей - несколько меньше.
Более 90 % состава плазмы - вода, остальное - растворенные в ней неорганические соли, а также органические вещества: углеводы, карбоновые, жирные кислоты и аминокислоты, глицерин, растворимые белки и полипептиды, мочевина и т.п. Все вместе они определяют осмотическое давление крови, которое в организме поддерживается на постоянном уровне, чтобы не причинить вреда клеткам самой крови, а также всем остальным клеткам организма: увеличенное осмотическое давление приводит к съеживанию клеток, а при пониженном осмотическом давлении они разбухают. В обоих случаях клетки могут погибнуть. Поэтому для введения разнообразных лекарств в организм и для переливания замещающих кровь жидкостей в случае большой кровопотери, используют специальные растворы, имеющие точно такое же осмотическое давление, как и кровь (изотонические). Такие растворы называются физиологическими. Простейшим по составу физиологическим раствором является 0,1 % раствор поваренной соли NaCl (1 г соли на литр воды). Плазма участвует в осуществлении транспортной функции крови (переносит растворенные в ней вещества), а также защитной функции, поскольку некоторые белки, растворенные в плазме, обладают противомикробным действием.
Клетки крови. В крови встречаются клетки трех основных типов: красные кровяные клетки, или эритроциты, белые кровяные клетки, или лейкоциты ; кровяные пластинки, или тромбоциты . Клетки каждого из этих типов выполняют определенные физиологические функции, а все вместе они определяют физиологические свойства крови. Все клетки крови - короткоживущие (средний срок жизни 2 - 3 нед.), поэтому в течение всей жизни специальные кроветворные органы занимаются производством все новых и новых клеток крови. Кроветворение происходит в печени, селезенке и костном мозге, а также в лимфатических железах.
Эритроциты (рис. 11) - это безъядерные дисковидные клетки, лишенные митохондрий и некоторых других органелл и приспособленные для одной главной функции - быть переносчиками кислорода. Красный цвет эритроцитов определяется тем, что они несут в себе белок гемоглобин (рис. 12), в котором функциональный центр, так называемый гем, содержит атом железа в форме двухвалентного иона. Гем способен химически соединяться с молекулой кислорода (образующееся вещество называется оксигемоглобином) в том случае, если парциальное давление кислорода велико. Эта связь непрочная и легко разрушается, если парциальное Давление кислорода падает. Именно на этом свойстве и основана способность эритроцитов переносить кислород. Попадая в легкие, кровь в легочных пузырьках оказывается в условиях повышенного напряжения кислорода, и гемоглобин активно захватывает атомы этого плохо растворимого в воде газа. Но как только кровь попадает в работающие ткани, которые активно используют кислород, оксигемоглобин легко отдает его, подчиняясь «кислородному запросу» тканей. Во время активного функционирования ткани вырабатывают углекислый газ и другие кислые продукты, которые выходят через клеточные стенки в кровь. Это в еще большей степени стимулирует оксигемоглобин отдавать кислород, поскольку химическая связь тема и кислорода очень чувствительна к кислотности среды. Взамен гем присоединяет к себе молекулу СО 2 , унося ее к легким, где эта химическая связь также разрушается, СО 2 выносится с током выдыхаемого воздуха наружу, а гемоглобин освобождается и вновь готов присоединять к себе кислород.
Рис. 10. Эритроциты: a - нормальные эритроциты в форме двояковогнутого диска; б - сморщенные эритроциты в гипертоническом солевом растворе
Если во вдыхаемом воздухе оказывается угарный газ СО, то он вступает с гемоглобином крови в химическое взаимодействие, в результате которого образуется прочное вещество метоксигемоглобин, не распадающееся в легких. Тем самым гемоглобин крови выводится из процесса переноса кислорода, ткани не получают нужного количества кислорода, и человек ощущает удушье. В этом заключается механизм отравления человека на пожаре. Сходное действие оказывают некоторые другие мгновенные яды, которые также выводят из строя молекулы гемоглобина, например синильная кислота и ее соли (цианиды).
Рис. 11. Пространственная модель молекулы гемоглобина
В каждых 100 мл крови содержится около 12 г гемоглобина. Каждая молекула гемоглобина способна «тащить» на себе 4 атома кислорода. В крови взрослого человека содержится огромное количество эритроцитов - до 5 миллионов в одном миллилитре. У новорожденных детей их еще больше - до 7 миллионов, соответственно больше и гемоглобина. Если человек долгое время живет в условиях недостатка кислорода (например, высоко в горах), то количество эритроцитов в его крови еще более увеличивается. По мере взросления организма количество эритроцитов волнообразно изменяется, но в целом у детей их несколько больше, чем у взрослых. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина в крови ниже нормы свидетельствует о тяжелом заболевании - анемии (малокровии). Одной из причин анемии может быть недостаток железа в пище. Железом богаты такие продукты, как говяжья печень, яблоки и некоторые другие. В случаях длительной анемии необходимо принимать лекарственные препараты, содержащие соли железа.
Наряду с определением уровня гемоглобина в крови к наиболее распространенным клиническим анализам крови относится измерение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), или реакции оседания эритроцитов (РОЭ), - это два равноправных названия одного и того же теста. Если предотвратить свертывание крови и оставить ее в пробирке или капилляре на несколько часов, то без механического встряхивания тяжелые эритроциты начнут осаждаться. Скорость этого процесса у взрослых составляет от 1 до 15 мм/ч. Если этот показатель существенно выше нормы, это свидетельствует о наличии заболевания, чаще всего воспалительного. У новорожденных СОЭ составляет 1-2 мм/ч. К 3-летнему возрасту СОЭ начинает колебаться - от 2 до 17 мм/ч. В период от 7 до 12 лет СОЭ обычно не превышает 12 мм/ч.
Лейкоциты - белые кровяные клетки. Они не содержат гемоглобина, поэтому не имеют красной окраски. Главная функция лейкоцитов - защита организма от проникших внутрь него болезнетворных микроорганизмов и ядовитых веществ. Лейкоциты способны передвигаться с помощью псевдоподий, как амебы. Так они могут выходить из кровеносных капилляров и лимфатических сосудов, в которых их также очень много, и передвигаться в сторону скопления патогенных микробов. Там они пожирают микробы, осуществляя так называемый фагоцитоз.
Существует множество типов лейкоцитов, но наиболее типичными являются лимфоциты, моноциты и нейтрофилы. Более всего активны в процессах фагоцитоза нейтрофилы, которые образуются, как и эритроциты, в красном костном мозге. Каждый нейтрофил может поглотить 20-30 микробов. Если в организм вторгается крупное инородное тело (например, заноза), то множество нейтрофилов облепляют его, формируя своеобразный барьер. Моноциты - клетки, образующиеся в селезенке и печени, также участвуют в процессах фагоцитоза. Лимфоциты, которые образуются главным образом в лимфатических узлах, не способны к фагоцитозу, но активно участвуют в других иммунных реакциях.
В 1 мл крови содержится в норме от 4 до 9 миллионов лейкоцитов. Соотношение между числом лимфоцитов, моноцитов и нейтрофилов называется формулой крови. Если человек заболевает, то общее число лейкоцитов резко увеличивается, меняется также и формула крови. По ее изменению врачи могут определить, с каким видом микроба борется организм.
У новорожденного ребенка количество белых клеток крови значительно (в 2-5 раз) больше, чем у взрослого, но уже через несколько дней оно снижается до уровня 10-12 миллионов на 1 мл. Начиная со 2-го года жизни эта величина продолжает снижаться и достигает типичных для взрослого величин после полового созревания. У детей очень активно идут процессы образования новых клеток крови, поэтому среди лейкоцитов крови у детей значительно больше молодых клеток, чем у взрослых. Молодые клетки отличаются по своему строению и функциональной активности от зрелых. После 15-16 лет формула крови приобретает свойственные взрослым параметры.
Тромбоциты - самые мелкие форменные элементы крови, количество которых достигает 200-400 миллионов в 1 мл. Мышечная работа и другие виды стресса способны в несколько раз увеличить число тромбоцитов в крови (в этом, в частности, заключена опасность стрессов для пожилых людей: ведь именно от тромбоцитов зависит свертываемость крови, в том числе образование тромбов и закупорка мелких сосудов головного мозга и сердечной мышцы). Место образования тромбоцитов - красный костный мозг и селезенка. Основная их функция - обеспечение свертывания крови. Без этой функции организм становится уязвимым при малейшем ранении, причем опасность заключается не только в том, что теряется значительное количество крови, но и в том, что любая открытая рана - это ворота для инфекции.
Если человек поранился, даже неглубоко, то при этом повредились капилляры, и тромбоциты вместе с кровью оказались на поверхности. Здесь на них действуют два важнейших фактора - низкая температура (гораздо ниже, чем 37 °С внутри тела) и обилие кислорода. Оба эти фактора приводят к разрушению тромбоцитов, и из них выделяются в плазму вещества, которые необходимы для формирования кровяного сгустка - тромба. Для того чтобы образовался тромб, кровь надо остановить, пережав крупный сосуд, если из него сильно льется кровь, поскольку даже начавшийся процесс образования тромба не пройдет до конца, если в ранку будут все время поступать новые и новые порции крови с высокой температурой и еще не разрушившимися тромбоцитами.
Чтобы кровь не свертывалась внутри сосудов, в ней присутствуют специальные противосвертывающие вещества - гепарин и др. Пока сосуды не повреждены, между веществами, стимулирующими и тормозящими свертывание, наблюдается баланс. Повреждение сосудов ведет к нарушению этого баланса. В старости и с увеличением заболеваний этот баланс у человека также нарушается, что увеличивает риск свертывания крови в мелких сосудах и образования опасного для жизни тромба.
Возрастные изменения функции тромбоцитов и свертывания крови были детально изучены А. А. Маркосяном, одним из основоположников возрастной физиологии в России. Было установлено, что у детей свертывание протекает медленнее, чем у взрослых, а образующийся сгусток имеет более рыхлую структуру. Эти исследования привели к формированию концепции биологической надежности и ее повышения в онтогенезе.
Внутренняя среда организма - совокупность жидкостей организма, находящихся внутри него, как правило, в определённых резервуарах (сосуды) и в естественных условиях никогда не соприкасающихся с внешней окружающей средой, обеспечивая тем самым организму гомеостаз. Термин предложил французский физиолог Клод Бернар.
К внутренней среде организма относятся кровь, лимфа, тканевая и спинномозговая жидкости.
Резервуаром для первых двух являются сосуды, соответственно кровеносные и лимфатические, для спинномозговой жидкости - желудочки мозга и спинномозговой канал.
Тканевая жидкость не имеет собственного резервуара и располагается между клетками в тканях тела.
Кровь - жидкая подвижная соединительная ткань внутренней среды организма, которая состоит из жидкой среды - плазмы и взвешенных в ней клеток - форменных элементов: клеток лейкоцитов, постклеточных структур (эритроцитов) и тромбоцитов (кровяные пластинки).
Соотношение форменных элементов и плазмы 40:60, это соотношение называется гематокрит.
Плазма на 93% состоит из воды, остальная часть белки (альбумины, глобулины, фибриноген), липиды, углеводы, минеральные вещества.
Эритроцит – безъядерный форменный элемент крови, содержащий гемоглобин. Имеет форму двояковогнутого диска. Они образуются в красном костном мозге, разрушаются в печени и селезенке. Живут 120 дней. Функции эритроцитов: дыхательная, транспортная, питательная (на их поверхности оседают аминокислоты) защитная (связь токсинов, участие в свертывании крови), буферная (поддержание pH с помощью гемоглобина).
Лейкоциты. У взрослых кровь содержит 6,8x10 9 /л лейкоцитов. Увеличение их количества называют лейкоцитозом, а уменьшение - лейкопенией.
Лейкоциты делят на 2 группы: гранулоциты (зернистые) и агранулоциты (незернистые). В группу гранулоцитов входят нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, а в группу агранулоцитов - лимфоциты и моноциты.
Нейтрофилы составляют 50-65% всех лейкоцитов. Свое название они получили за способность их зернистости окрашиваться нейтральными красками. В зависимости от формы ядра нейтрофилы делятся на юные, палочкоядерные и сегментоядерные. Оксифильные гранулы содержат ферменты: щелочная фосфатаза, пероксидаза, фагоцитин.
Основная функция нейтрофилов - защита организма от проникших в него микробов и их токсинов (фагоцитоз), поддержание тканевого гомеостаза, разрушение раковых клеток, секреторная.
Моноциты самые крупные клетки крови, составляют 6-8% всех лейкоцитов, способны к амебовидному движению, проявляют выраженную фагоцитарную и бактерицидную активность. Моноциты из крови проникают в ткани и там превращаются в макрофаги. Моноциты относятся к системе мононуклеарных фагоцитов.
Лимфоциты составляют 20-35% белых кровяных телец. Они отличаются от других лейкоцитов и тем, что живут не несколько дней, а 20 и более лет (некоторые на протяжении всей жизни человека). Все лимфоциты делят на группы: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (тимуснезависимые). Т-лимфоциты дифференцируются из стволовой клетки в тимусе. Они по функции делятся на Т-киллеры, Т-хелперы, Т-супрессоры, Т-клетки памяти. Обеспечивают клеточный и гуморальный иммунитет.
Тромбоциты – безъядерная кровяная пластинка, участвующая в свертывании крови и необходимая для поддержания целостности сосудистой стенки. Образуется в красном костном мозге и в гигантских клетках – мегакариоцитах, живут до 10 дней. Функции: Активное участие в образовании тромба, Защитная за счет склеивания микробов (агглютинация), стимулируют регенерацию поврежденных тканей.
Ли́мфа - компонент внутренней среды организма человека, разновидность соединительной ткани, представляющая собой прозрачную жидкость.
Лимфа состоит из плазмы и форменных элементов (95% лимфоцитов, 5% гранулоцитов, 1% моноцитов). Функции: транспортная, перераспределение жидкости в организме, участие в регуляции выработки антител, передача иммунной информации.
Можно отметить такие основные функции лимфы:
· возвращение белков, воды, солей, токсинов и метаболитов из тканей в кровь;
· нормальная лимфоциркуляция обеспечивает образование максимально концентрированной мочи;
· лимфа переносит многие вещества, которые всасываются в органах пищеварения, в том числе жиры;
· отдельные ферменты (например, липаза или гистаминаза) могут попадать в кровь только через лимфатическую систему (метаболическая функция);
· лимфа забирает из тканей эритроциты, которые там накапливаются после травм, а также токсины и бактерии (защитная функция);
· она обеспечивает связь между органами и тканями, а также лимфоидной системой и кровью;
Тканевая жидкость образуется из жидкой части крови - плазмы, проникающей через стенки кровеносных сосудов в межклеточное пространство. Между тканевой жидкостью и кровью происходит обмен веществ. Часть тканевой жидкости поступает в лимфатические сосуды, образуется лимфа.
В теле человека содержится около 11 литров тканевой жидкости, которая обеспечивает клетки питательными веществами и выводит их отходы.
Функция:
Тканевая жидкость омывает клетки тканей. Это позволяет доставлять вещества к клеткам и удалять отходы жизнедеятельности.
Спинномозгова́я жидкость , цереброспина́льная жидкость, ли́квор - жидкость, постоянно циркулирующая в желудочках головного мозга, ликворопроводящих путях, субарахноидальном(подпаутинном) пространстве головного и спинного мозга.
Функции:
Предохраняет головной и спинной мозг от механических воздействий, обеспечивает поддержание постоянного внутричерепного давления и водно-электролитного гомеостаза. Поддерживает трофические и обменные процессы между кровью и мозгом, выделение продуктов его метаболизма
milieu intérieur ) (лат. - medium organismi internum) - совокупность жидкостей организма, находящихся внутри него, как правило, в определённых резервуарах (сосуды) и в естественных условиях никогда не соприкасающихся с внешней окружающей средой, обеспечивая тем самым организму гомеостаз . Термин предложил французский физиолог Клод Бернар .Основные сведения
К внутренней среде организма относятся кровь , лимфа , тканевая и спинномозговая жидкости.
Резервуаром для первых двух являются сосуды, соответственно кровеносные и лимфатические , для спинномозговой жидкости - желудочки мозга, подпаутинное пространство и спинномозговой канал.
Тканевая жидкость не имеет собственного резервуара и располагается между клетками в тканях тела.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Внутренняя среда организма" в других словарях:
ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА - внутренняя среда организма, совокупность жидкостей, омывающих в высокодифференцированном животном организме клеточные элементы; принимает непосредственное участие в питании органов и тканей и в обмене веществ. Общей В. с. о. является кровь, для… … Ветеринарный энциклопедический словарь
Совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), принимающих непосредственное участие в процессах обмена веществ и поддержании гомеостаза организма … Большой медицинский словарь
ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА - совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), принимающих непосредственное участие в процессах обмена веществ и поддержания относительного динамического постоянства организма … Психомоторика: cловарь-справочник
Внутренняя среда организма - – совокупность жидкостей, орга нов, тканей, клеток, принимающих участие в обмене веществ и под – держании гомеостаза … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных
внутренняя среда - Нервная ткань, как и все другие ткани организма, состоит из бесконечного количества клеток с особой формой и функциями. Клетки, высоко дифференцированные, носят название нервных клеток или невронов. Нервная система управляет функционированием… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
Среда - (старофр. – «то, что окружает») – 1. вещество, которое заполняет какое либо пространство и обладает определёнными свойствами. Например, внутренняя среда организма; 2. совокупность природных условий жизнедеятельности организма; 3. совокупность… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
- [окружение] сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? среды, чему? среде, (вижу) что? среду, чем? средой, о чём? о среде; мн. что? среды, (нет) чего? сред, чему? средам, (вижу) что? среды, чем? средами, о чём? о средах 1. Средой называется… … Толковый словарь Дмитриева
СРЕДА - Термин происходит из старофранцузского и переводится приблизительно как окружать. Следовательно, среда – это то, что окружает. Ясно, что это общее значение влечет за собой широкий круг способов употребления. Обычно этот термин содержит… … Толковый словарь по психологии
ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ - ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ, обозначение выделения изнутри клетки наружу от нее, не через выводной проток, определенных веществ, к рые или здесь же или (что более обычно) вдялч от места выделения действуют регулирующим образом на те или иные функции… … Большая медицинская энциклопедия
СРЕДА ВНУТРЕННЯЯ - Совокупность всех генетических, физиологических и физико химических условий, влияющих на жизнеспособность организма … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных
Книги
- Биология. 9 класс. Учебное пособие , Рохлов Валериан Сергеевич, Теремов Александр Валентинович, Трофимов Сергей Борисович. Учебное издание предназначено для изучения биологии в 9 классе общеобразовательных организаций. Написано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом основного…