Внутренняя среда организма. Как поддерживается постоянство внутренней среды.


Самые читаемые:
Белокровие
Глисты
Почечные колики
Анализ мочи

 

 

Внутренняя среда организма.

В различных научно-популярных статьях на медицинские темы нередко встречается выражение: «внутренняя среда организма». Впервые в научную терминологию его ввел в середине XIX века известный французский физиолог Клод Бернар. Под внутренней средой живого организма К. Бернар подразумевал кровь и плазму крови. Он считал, что в отличие от внешней среды, окружающей человека и животных, которая обычно существенно меняет многие свои свойства (температуру, влажность, давление воздуха, содержание в воздухе кислорода и т. д.), внутренняя среда организма отличается постоянством состава и свойств. В этом постоянстве К. Бернар видел одно из важнейших условий нормальной жизни многоклеточного организма.

УЧЕНИЕ О ГОМЕОСТАЗЕ.

С тех пор внутренней среде организма было посвящено очень много научных исследований, понятие о ней значительно расширилось и стало более точным - это совокупность жидкостей, находящихся внутри организма. И это вполне понятно: ведь внутренняя среда обеспечивает обмен веществ в организме, то есть важнейший физиологический процесс, без которого невозможна жизнь. Ученые многих стран мира старались выяснить природу механизмов, поддерживающих постоянство внутренней среды человека и высших животных. Совокупность факторов и механизмов, обеспечивающих это постоянство, получило в науке название гомеостаза (от греческих слов «гомоиос»—одинаковый, постоянный и «стазис» — покой, спокойствие). 

Большой интерес представляют собой работы отца русской физиологии И. М. Сеченова, который тщательно изучал газовый, солевой состав и свойства внутренней среды организма. Он исследовал условия растворения газов в крови в зависимости от содержания в ней солей, предложил специальный вакуумный прибор для определения газов, входящих в состав крови. 

Иван Петрович Павлов исключительно ярко доказал, что огромная роль в поддержании постоянства состава внутренней среды организма высших животных и человека принадлежит центральной нервной системе. Во всех органах и тканях нашего тела имеются бесчисленные чувствительные нервные окончания. Они передают в головной мозг сигналы о малейших изменениях внутренней среды и регулируют постоянство ее состава. 

Рассмотрим теперь, каково же происхождение внутренней среды живых организмов в ходе эволюционного развития, как она взаимодействует с внешним миром и что собой представляет? 

Сотни миллионов лет назад впервые на земле появилась жизнь. В морской воде начиналась эволюция животных форм и лишь впоследствии, в более поздние эпохи, некоторые животные вышли из моря на поверхность земли. Для простейших животных — амеб, губок, отчасти для актиний, медуз — морская вода является одновременно и внешней, и внутренней средой, так как она непосредственно омывает протоплазму живых клеток, составляющих организм этих животных. На более высокой ступени эволюционного развития — у червей, насекомых — появляется уже специальная межклеточная или тканевая жидкость (гемолимфа). И, наконец, у высших животных и человека — межклеточная жидкость, лимфа, кровь,   иногда в понятие внутренней среды включают и цереброспинальная жидкость.

Хорошо известно, что состав морской воды довольно постоянен. Кровь человека и высших млекопитающих также постоянна. И хотя состав ее существенно отличается от морской воды, некоторые ученые высказали такое мнение: первичная среда жизни — море, только несколько измененная, сохранилась в виде внутренней среды органов и тканей тела человека и животных. 

Правда, при изучении минерального состава морской воды и внутренней среды высших животных между ними было обнаружено некоторое сходство. Например, в морской воде, так же как и в жидкой части крови, в лимфе, в тканевой жидкости, значительно больше ионов натрия, чем калия. Но, конечно, этих данных совершенно недостаточно для вывода, что кровь представляет собой не что иное, как потомок морской воды. 

Эволюция внутренней среды многоклеточных организмов — чрезвычайно сложный и многообразный процесс, общие закономерности которого и до настоящего времени полностью еще не выяснены. Состав и свойства внутренней среды каждого вида животного определялись потребностями приспособления к существованию в различных внешних условиях, с одной стороны, и к особенностям обмена веществ в организме — с другой.  

ТРИ ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ.

Несмотря на то что кровь является общей внутренней средой организма, клетки органов и тканей с ней непосредственно не соприкасаются. Клетки как бы плавают в межклеточной жидкости, которая является для каждого органа своей, особой средой. Постоянство этой интимной среды также поддерживается очень строго, так как оно обеспечивает нормальную жизнедеятельность не только отдельных органов, но и организма в целом. 

Чем выше организация животного, тем большими возможностями обладает его организм для поддержания постоянства внутренней среды. И это вполне закономерно. Ведь даже различные ткани одного и того же организма по-разному реагируют на изменения состава окружающей их внутренней среды. Исследования показали, что наиболее чувствительной в этом отношении является нервная ткань. Например, без кислорода она может существовать только несколько минут, тогда как другие ткани (кожа, соединительная ткань) живут в таких условиях часы и сутки. 

В настоящее время внутренней средой организма человека считают не только кровь и плазму крови, но также лимфу и тканевую (межклеточную) жидкость, непосредственно омывающую клетки органов и тканей. Состав тканевой жидкости несколько отличается от плазмы крови зависит от особенностей обмена веществ в органах и тканях. 

Таким образом, внутренняя среда организма человека состоит из трех основных частей: жидкости, циркулирующей в замкнутых сосудах — кровеносных и лимфатических, тканевой межклеточной жидкости и, наконец, внутриклеточной жидкости, которая входит в состав протоплазмы каждой клетки. Между кровью, межклеточной и внутриклеточной жидкостью непрерывно совершается обмен веществ: газов, ионов солей, кислот, щелочей и т. д.  внутренняя среда организма

Какие же силы обусловливают передвижение жидкостей и обмен веществ в организме? Прежде всего разность давления в кровеносных капиллярах и в межтканевой жидкости. В артериальной части капилляра гидростатическое давление, создаваемое сокращениями сердца, достаточно велико. Поэтому вода и содержащиеся в ней вещества начинают выходить из крови в ткани. В венозной части капилляра гидростатическое давление падает. Здесь происходит обратное всасывание воды из ткани в сосуды благодаря осмотическому давлению белков крови (от греческого слова «осмос» — толчок, давление). Гидростатические и осмотические силы заставляют также перемещаться воду и различные вещества из межклеточной жидкости внутрь клетки и обратно.

Кровь, которая циркулирует в артериях (1) и венах  (2), а также лимфа, текущая по лимфатическим сосудам, представляют одну из трех составных частей внутренней среды организма. Вторая часть - межклеточная жидкость, заполняющая пространство между тканями и клетками - в соединительной ткани (4) и мышцах (5). Третья часть внутренней среды организма - внутриклеточная жидкость (6), ее состав неодинаков в различных клетках. Между тремя составляющими идет непрерывный обмен. обмен натрия На рисунке справа показан обмен иона натрия (7) - чтобы он мог покинуть клетку, он должен потерять отрицательный заряд. Его нейтрализует положительно заряженный белок - фермент (8). Затем белок - проводник (9) выталкивает натрий в межклеточную жидкость. Нервные окончания (10) сообщают об изменениях состава внутренней среды в головной мозг (11).

Кроме того, в нашем организме есть специальные механизмы, предназначенные для перемещения некоторых веществ. К ним, например, относится так называемый ферментативный натриевый насос. Передвижение иона натрия из клетки в окружающую среду, по мнению некоторых ученых, совершается таким образом: положительно сначала нейтрализуется белком — ферментом. После этого натрий забирает другой белок — «проводник», который выводит его на поверхность клетки и как бы выбрасывает в межклеточную жидкость. Белок—«проводник» вновь возвращается в клетку за новым ионом натрия. 

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 

Организм человека располагает многими средствами, с помощью которых поддерживается относительное постоянство физико - химических свойств и химического состава крови и других внутренних сред. Следует, однако, подчеркнуть, что физические и физико - химические свойства крови оберегаются более бдительно, чем изменения ее химического состава. В самом деле, например, температура крови, ее давление у здорового человека остаются всегда постоянными. Но незначительные изменения солевого состава крови, количества в ней сахара, белков; липоидов и так далее вполне возможны. 

Конечно, не следует думать, что любое изменение химического состава крови не отражается на самочувствии. Попадание в кровь незначительного количества ядовитого вещества вызывает тяжелое отравление организма и даже его гибель. Например, человек некоторое время находился в помещении, где скопился угарный газ. В результате в организме образовалось прочное соединение гемоглобина с окисью углерода, и кровь уже не может выполнять одну из своих важнейших функций — переносить кислород от легких к органам и тканям. Наступает тяжелое отравление организма — кислородное голодание. 

Приведем другой пример. В кровь систематически попадает алкоголь, который также изменяет ее химический состав, резко снижает защитные свойства крови, отрицательно влияет на нервные клетки. Через некоторое время возникают тяжелые расстройства деятельности центральной нервной системы, организм ослабевает, легко воспринимает инфекции.  

РЕГУЛИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОСТОЯНСТВА ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ. 

Особое значение для здоровья человека имеет постоянство состава крови, являющейся общей внутренней средой или жидкой основой организма. Огромная роль в поддержании постоянства состава крови принадлежит центральной нервной системе. Малейшие изменения температуры, осмотического давления или иных свойств крови воспринимаются чувствительными нервными окончаниями — рецепторами, находящимися в стенках кровеносных сосудов. 

Изменения температуры или осмотического давления крови раздражают не только нервные окончания, заложенные в кровеносных сосудах, но и соответствующие центральные отделы нервной системы. Если, например, температура воздуха резко поднимается, то тело, а следовательно, и кровь начинают нагреваться. В ответ на это в организме уменьшается теплообразование, увеличивается теплоотдача. В результате температура крови быстро приходит к норме. 

Когда человеку становится жарко, он начинает обильно потеть. Из крови уходит много жидкости. Кровь густеет, осмотическое давление ее белков увеличивается. Это вызывает раздражение нервных окончаний, заложенных в стенках сосудов. Отсюда нервные импульсы передаются в соответствующие отделы центральной нервной системы. У человека появляется ощущение жажды, он пьет много воды. Жидкость поступает в кровь, и осмотическое давление нормализуется. 

В организме человека есть множество механизмов, которые регулируют постоянство химического состава крови. Например, увеличение содержания сахара в крови выше 160—170 миллиграмм-процентов немедленно вызывает выделение избыточного его количества с мочой. Почки выводят из организма также другие составные части крови, накапливающиеся в ней сверх нормы. Так, через почки выделяется избыточное количество мочевины, мочевой кислоты, креатинина, аммонийных солей, солей фосфорной, щавелевой, угольной и других кислот. 

Постоянство состава крови как в норме, так и при многих болезненных процессах поддерживают не только почки, но и легкие. Здесь, как известно, кровь насыщается кислородом и освобождается от угольной кислоты. Если, например, человек заболевает эмфиземой легких, то поверхность этого важнейшего дыхательного органа сокращается, нарушается газовый состав крови. В ней уменьшается количество кислорода и увеличивается содержание углекислоты. Чувствительные нервные окончания кровеносных сосудов сигнализируют об этом в продолговатый, промежуточный мозг и в другие отделы центральной нервной системы. Оттуда передается «команда» дыхательному центру. У человека учащается дыхание, вентиляция легких увеличивается, и измененный газовый состав крови в большей или в меньшей степени выравнивается. 

Огромное значение для регуляции постоянства состава внутренней среды организма имеют железы внутренней секреции, выделяющие в кровь биологически активные вещества — гормоны. 

ПОСТОЯНСТВО ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ И РЕЗЕРВЫ ОРГАНИЗМА. 

Человеческий организм устроен очень сложно и чрезвычайно разумно. Когда ему грозит какая-то опасность, он мобилизует дополнительные резервы. Так, при некоторых заболеваниях в регуляции постоянства состава крови начинают принимать участие органы, которые в обычных условиях не выполняют этих функций. 

Рассмотрим для примера одно из тяжелых болезненных состояний, называемое уремией. Она развивается вследствие нарушения деятельности почек и отравления организма продуктами обмена веществ. В крови накапливаются в большом количестве мочевина, мочевая кислота, аммонийные соли различных кислот и другие азотистые продукты. Поскольку почки поражены и не выводят из организма вредные вещества, то мочевину, например, начинают усиленно выделять легкие, слизистые оболочки желудка, кишечника, потовые железы. 

Нарушают постоянство внутренней среды и многочисленные бактерии и вирусы, которые попадают в организм с воздухом, пищей и иногда вызывают воспалительные процессы. Среди механизмов очищения исключительная роль принадлежит белым кровяным клеткам — фагоцитам (от греческого слова «фагос» — пожирающий). Они могут выходить из кровеносных сосудов и перемещаться в тканях с помощью ложноножек. Если на пути такой клетки встречается микроб, она его захватывает и переваривает. 

Когда человек заболевает, то, как правило, содержание белых кровяных клеток в крови увеличивается. Это своеобразная защитная реакция организма против различных инфекций. 

Как мы смогли убедиться, средства поддержания относительного постоянства внутренней среды организма весьма многообразны и совершенны. Уметь использовать и направлять эти средства на пользу здоровья — долг врача. Но каждый человек очень многое может сделать сам, чтобы жизнь его была долгой, деятельной, творческой. Среди мероприятий, доступных каждому, первое место занимают правильная организация труда и быта, борьба со всякими излишествами, алкоголизмом, курением. Искусство продлить жизнь — это прежде всего искусство не сокращать ее. 

загрузка...
загрузка...