Понятие о внутренней среде многоклеточного животного организма. Гомеостаз

Несмотря на то, что многоклеточный животный организм существует в непосредственной взаимосвязи и взаимодействии с окружающей его внешней средой, многие факторы которой изменяются в широких пределах, все же внешней средой для его клеток является омывающая их межклеточная (тканевая или интерстециальная) жидкость, химический состав и физико-химические свойства которой в норме изменяются в довольно узких пределах, совместимых с жизнью клеток. Эта межклеточная жидкость, в свою очередь, находится в постоянной взаимосвязи как с внутриклеточной жидкостью, так и с внутрисосудистой жидкостью. Таким образом, в многоклеточном животном организме существует собственная водная среда, составляющая большую часть от его массы тела. Так, у молодого взрослого человека 18% массы тела составляют белки и родственные соединения, 7% - минеральные вещества и 15% - жиры. Остальные 60% от массы тела приходятся на долю воды (у новорожденного ребенка вода составляет около 90% от массы тела). Внутренняя вода содержится в самих клетках (внутриклеточная жидкость, составляет 40% от массы тела), в межклеточных пространствах (межклеточная или интерстециальная жидкость), а также в кровеносном и лимфатическом руслах организма человека. Причем концентрация растворенных солей во внутренней водной среде организма несколько меньше таковой нынешней морской воды и близка к воде первичного мирового океана, в котором предположительно зародилась жизнь. Внеклеточная вода составляет 20% от массы тела человека. Почти 25% этой внеклеточной воды содержится в сосудистых руслах сердечно-сосудистой и лимфатической систем (плазма составляет 5% от массы тела человека) и 75% - во внесосудистом русле (интерстециальная жидкость составляет 15% от массы тела). Общий объем крови в организме человека составляет 8-10% от его массы тела. Сохранение постоянства внутренней водной среды организма возможно благодаря постоянному взаимодействию всех ее жидкостей (внутриклеточной, межклеточной и внутрисосудистой) между собой, а также в результате нормальной работы сердца, органов дыхания, выделения, пищеварения и некоторых других.

Так, относительное постоянство межклеточной жидкости обеспечивается благодаря ее постоянному взаимодействию с кровью. Поддержание же относительного постоянства состава крови достигается благодаря ее постоянной циркуляции по замкнутой сосудистой системе и обусловленной этим возможности контактирования со всеми органами организма. Так, вступая во взаимодействие с органами пищеварительного тракта, кровь получает питательные вещества, воду, минеральные соли, с органами дыхательного тракта – насыщается кислородом и отдает частично углекислый газ, с органами выделения – отдает конечные продукты метаболизма, излишки воды, витаминов, гормонов и минеральных солей. Кроме того, из тканевой жидкости путем диффузии жидкой ее части в слепо заканчивающиеся лимфатические капилляры на уровне тканей образуется лимфа, которая, проходя в дальнейшем через лимфатические узлы, подвергается своеобразной «очистке» от генетически чужеродных субстанций и возвращается в кровоток.

Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют в н у т р е н н ю ю с р е д у о р г а н и з м а, химический состав и физико-химические свойства которой поддерживаются на относительно постоянном уровне (относительно постоянном в связи с тем, что постоянно протекающий клеточный метаболизм нарушает постоянство внутренней среды организма, но существующие механизмы регуляции в организме восстанавливают это постоянство). Представление об относительном постоянстве внутренней среды организма было впервые развито Клодом Бернаром, который определил его как «основной фактор свободной и независимой жизни животного организма». Уолтер Кенон ввел понятие г о м е о с т а з, под которым понимается относительное динамическое постоянство внутренней среды организма. Совокупность же процессов, обеспечивающих поддержание гомеостаза в организме, представляет собой г о м е о к е н е з. Основные параметры гомеостаза (осмотическое давление и ионные состав жидкостей организма, кровяное давление и многие другие) названы его константами.

Константы гомеостаза могут быть:

Ø жесткими (осмотическое давление, рН крови), изменяются в очень узких пределах, совместимых с жизнью;

Ø гибкими (кровяное давление, ионный состав крови), изменяются в довольно широких пределах, совместимых с жизнью.

Рис. 2. Схема взаимодействия компонентов внутренней среды организма

Рис. 3. Транскапиллярный обмен и образование лимфы на уровне тканей

Наличие внутренней среды у многоклеточного животного организма и поддержание ее постоянства значительно расширяет адаптивные способности организма и делает возможным существование в условиях довольно широкого колебания тех или иных факторов внешней среды. Так, пределами колебаний температуры тела, совместимыми с жизнью, для млекопитающих является 36-38°С, а существовать многие из них могут в диапазоне температур окружающей среды от -20 до +40°С (полярный медведь – от -70 до +20-30°С).