Основу внутренней среды живых организмов образует. Биология. Комплексный справочник - подготовка к ЗНО и ДПА. Понятие о внутренней среде организма

В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания . Это водная среда, наземно воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.

Водная среда

Вода служит средой обитания для многих организмов. Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому, как бы ни были разнообразны водные организмы, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде. Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.

Гидробионты (обитатели водной среды) обитают как в пресной, так и в солёной воде и по месту обитания делятся на \(3\) группы:

• планктон - организмы, живущие на поверхности водоёмов и пассивно передвигающиеся за счёт движения воды;
• нектон - активно передвигающиеся в толще воды;
• бентос - организмы, обитающие на дне водоёмов или зарывающиеся в ил.

В толще воды постоянно парит множество мелких растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии. Способность к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов, например, многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность их тела и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость.

Плотность тела таких животных, как медузы, очень близка к плотности воды.

Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

У активных пловцов (рыб, дельфинов, тюленей и др.) веретенообразная форма тела, а конечности в виде ласт.

Их передвижение в водной среде облегчается, кроме того, благодаря особому строению внешних покровов, выделяющих специальную смазку - слизь, снижающую трение о воду.

Вода обладает очень высокой теплоёмкостью, т.е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Очень глубокие воды могут быть очень холодными, однако благодаря постоянству температуры у животных смог развиться ряд приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.

Животные могут жить на огромных океанских глубинах. Растения же выживают только в верхнем слое воды, куда попадает лучистая энергия, необходимая для фотосинтеза. Этот слой называют фотической зоной .

Так как поверхность воды отражает большую часть света, даже в наиболее прозрачных океанских водах толщина фотической зоны не превышает \(100\) м. Животные больших глубин питаются либо живыми организмами, либо останками животных и растений, постоянно опускающимися вниз из верхнего слоя.

Подобно наземным организмам водные животные и растения дышат, им требуется кислород. Количество растворённого в воде кислорода снижается с увеличением температуры. Причём в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И, наоборот, полярные воды богаты планктоном - мелкими рачками, которыми кормятся рыбы и крупные китообразные.

Очень важен для жизни солевой состав воды. Особенное значение для организмов имеют ионы \(Ca2+\). Моллюскам и ракообразным кальций необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в одном её литре содержится менее \(0,5\) г растворенных солей. Морская вода отличается постоянством солености и содержит в среднем \(35\) г солей в одном литре.

Наземно воздушная среда

Наземно воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, и её населяют более высокоорганизованные живые организмы.

Наиболее важным фактором жизни обитающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани - внутренний и наружный скелет. Формы движения очень разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полёт и др. В воздухе летают птицы и некоторые виды насекомых. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах, поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие перепады температуры или избегать их.

Наиболее замечательным из них является развитие теплокровности, возникшее именно в наземно воздушной среде.
Важное значение для жизни растений и животных имеет химический состав воздуха (\(78%\) азота, \(21%\) кислорода и \(0,03%\) диоксида углерода). Диоксид углерода, например, является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Количество водяных паров в воздухе (относительная влажность) определяет интенсивность процессов транспирации у растений и испарения с кожи некоторых животных. Организмы, живущие в условиях низкой влажности, имеют многочисленные приспособления, предотвращающие сильные потери воды. Так, например, у пустынных растений мощная корневая система, способная насасывать в растение воду с большой глубины. Кактусы запасают воду в тканях и экономно её расходуют. У многих растений для уменьшения испарения листовые пластинки превращены в колючки. Многие пустынные животные в самый жаркий период впадают в спячку, которая может длиться несколько месяцев.

Почва - это верхний слой суши, преобразованной в результате жизнедеятельности живых существ. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими её частями. Жизнь почвы необычайно богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие - часть жизни. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие организмы. Огромную роль играет почва в жизни растений.

Условия жизни в почве во многом определяются климатическими факторами, важнейшим из которых является температура. Однако по мере погружения в почву колебания температуры становятся всё менее заметными: быстро затухают суточные, а по мере увеличения глубины и сезонные изменения температур.

Даже на небольшой глубине в почве царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву падает содержание кислорода и растет содержание углекислого газа. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в обилии встречаются грибы, простейшие, круглые черви, членистоногие и даже относительно крупные животные, прокладывающие ходы и строящие убежища, например кроты, землеройки, слепыши.

Среда, образуемая самими живыми организмами

Очевидно, что условия жизни внутри другого организма характеризуются большим постоянством по сравнению с условиями внешней среды.

Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. У них не развиты органы чувств или органы движения, зато возникают приспособления (часто весьма изощрённые) для удержания в теле хозяина и эффективного размножения.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА

Словосочетание «внутренняя среда организма» появилось благодаря французскому физиологу жившему в XIX веке. В своих работах он делал акцент на том, что необходимым условием жизни организма является поддержание постоянства во внутренней среде. Данное положение стало основой для теории о гомеостазе, которая была сформулирована позже (в 1929 году) ученым Уолтером Кенноном.

Гомеостазис - относительное динамическое постоянство внутренней среды,

А также некоторая статичность физиологических функций. Внутренняя среда организма образована двумя жидкостями - внутриклеточной и внеклеточной. Дело в том, что каждая клетка живого организма выполняет определенную функцию, поэтому ей необходимо постоянное поступление питательных веществ и кислорода. Также она испытывает потребность в постоянном удалении продуктов обмена. Необходимые компоненты могут проникать через мембрану исключительно в растворенном состоянии, именно поэтому каждую клетку омывает тканевая жидкость, которая имеет в своем составе все необходимое для ее жизнедеятельности. Она относится к так называемой внеклеточной жидкости, и на ее долю приходится 20 процентов массы тела.

Внутренняя среда организма, состоящая из внеклеточной жидкости, содержит:

• лимфы (составная часть тканевой жидкости) - 2 л;
• крови - 3 л;
• интерстициальной жидкости - 10 л;
• трансцеллюлярной жидкости - около 1 л (в ее состав входят спинномозговая, плевральная, синовиальная, внутриглазная жидкости).

Все они имеют разный состав и отличаются по своим функциональным

Свойствам. Более того, внутренняя среда может иметь небольшую разницу между расходом веществ и их поступлением. Из-за этого их концентрация постоянно колеблется. Например, количество сахара в крови взрослого человека может колебаться от 0,8 до 1,2 г/л. В том случае, если в крови содержится большее или меньшее количество определенных компонентов, чем необходимо, это свидетельствует о наличии заболевания.

Как уже отмечалось, внутренняя среда организма в качестве одного из компонентов содержит кровь. Она состоит из плазмы, воды, белков, жиров, глюкозы, мочевины и минеральных солей. Основным ее местонахождением являются (капилляры, вены, артерии). Образовывается кровь за счет поглощения белков, углеводов, жиров, воды. Основной ее функцией является взаимосвязь органов с внешней средой, доставка к органам необходимых веществ, выведение продуктов распада из организма. Также она выполняет защитную и гуморальную функции.

Тканевая жидкость состоит из воды и растворенных в ней питательных веществ, СО 2 , О 2 , а также из продуктов диссимиляции. Она находится в промежутках между клетками тканей и образовывается за счет Тканевая жидкость является промежуточной между кровью и клетками. Она переносит из крови в клетки О 2 , минеральные соли,

Лимфа состоит из воды и растворенных в ней Она находится в лимфатической системе, которая состоит из сосудов, слитых в два протока и впадающих в полые вены. Образовывается за счет тканевой жидкости, в мешочках, которые находятся на концах лимфатических капилляров. Основной функцией лимфы является возвращение тканевой жидкости в кровеносное русло. Кроме этого, она фильтрует и обеззараживает тканевую жидкость.

Как мы видим, внутренняя среда организма является совокупностью физиологических, физико-химических, соответственно, и генетических условий, которые влияют на жизнеспособность живого существа.

Среда - это совокупность условий обитания живых существ. Выделяют внешнюю среду, т.е. комплекс факторов, находящихся вне организма, но необходимых для его жизнедеятельности, и внутрен­нюю среду.

Внутренней средой организма называют совокупность биологичес­ких жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), омывающих клет­ки и структуры тканей и принимающих участие в процессах обмена веществ. Предложил понятие "внутренняя среда" в 19 веке Клод Бернар, подчеркивая тем самым, что в отличие от изменчивой внешней среды, в которой существует живой организм, постоянство жизненных процессов клеток требует соответствующего постоянства их окружения, т.е. внутренней среды.

Живой организм представляет собой открытую систему. Откры­той называют систему, для существования которой необходим по­стоянный обмен веществом, энергией и информацией с внешней средой. Взаимосвязи организма и внешней среды обеспечивают поступление во внутреннюю среду кислорода, воды и пищевых ве­ществ, удаление из нее углекислоты и ненужных, а иногда и вред­ных, метаболитов. Внешняя среда поставляет организму огромное количество информации, воспринимаемой многочисленными чувстви­тельными образованиями нервной системы.

Внешняя среда оказывает не только полезные, но и вредные для жизнедеятельности организма влияния. Однако, здоровый организм нормально функционирует, если воздействия среды не переходят границ допустимости. Такая зависимость жизнедеятельности орга­низма от внешней среды с одной стороны, и относительная ста­бильность и независимость жизненных процессов от изменений в окружающей среде с другой стороны, обеспечивается свойством организма, получившим название гомеостазис (гомеостаз). Организм представляет собой ультрастабильную систему, которая сама осу­ществляет поиск наиболее устойчивого и оптимального состояния, удерживая различные параметры функций в границах физиологичес­ких ("нормальных") колебаний.

Гомеостазис - относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций. Это имен­но динамическое, а не статическое постоянство, поскольку оно под­разумевает не только возможность, но необходимость колебаний со­става внутренней среды и параметров функций в пределах физио­логических границ с целью достижения оптимального уровня жиз­недеятельности организма.

Деятельность клеток требует адекватной функции снабжения их кислородом и эффективного вымывания из них углекислого газа и других отработанных веществ или метаболитов. Для восстановления разрушающихся белковых структур и извлечения энергии клетки должны получать пластический и энергетический материал, посту­пающий в организм с пищей. Все это клетки получают из окру­жающей их микросреды через тканевую жидкость. Постоянство последней поддерживается благодаря обмену газами, ионами и мо­лекулами с кровью. Следовательно, постоянство состава крови и состояние барьеров между кровью и тканевой жидкостью, так на­зываемых гистогематических барьеров, являются условиями гомеостазиса микросреды клеток. Избирательная проницаемость этих ба­рьеров обеспечивает определенную специфику состава микросреды клеток, необходимую для их функций.

С другой стороны, тканевая жидкость участвует в образовании лимфы, обменивается с дренирующими тканевые пространства лим­фатическими капиллярами, что позволяет эффективно удалять из клеточной микросреды крупные молекулы, неспособные диффунди­ровать через гистогематические барьеры в кровь. В свою очередь, оттекающая из тканей лимфа через грудной лимфатический проток поступает в кровь, обеспечивая поддержание постоянства ее состава. Следовательно, в организме между жидкостями внутренней среды происходит непрерывный обмен, являющийся обязательным услови­ем гомеостазиса.

Взаимосвязи компонентов внутренней среды между собой, с внешней средой и роль основных физиологических систем в реали­зации взаимодействия внутренней и внешней среды представлены на рис.2.1. Внешняя среда влияет на организм через восприятие ее характеристик чувствительными аппаратами нервной системы (ре­цепторами, органами чувств), через легкие, где осуществляется га­зообмен и через желудочнокишечный тракт, где осуществляется всасывание воды и пищевых ингредиентов. Нервная система оказы­вает свое регулирующее воздействие на клетки за счет выделения на окончаниях нервных проводников специальных посредников - ме­диаторов, поступающих через микроокружение клеток к специаль­ным структурным образованиями клеточных мембран - рецепторам. Воспринимаемое нервной системой влияние внешней среды может опосредоваться и через эндокринную систему, секретирующую в кровь специальные гуморальные регуляторы - гормоны. В свою очередь, содержащиеся в крови и тканевой жидкости вещества в большей или меньшей степени раздражают рецепторы интерстициального пространства и кровеносного русла, тем самым обеспечивая нервную систему информацией о составе внутренней среды. Удале­ние метаболитов и чужеродных веществ из внутренней среды осу­ществляется через органы выделения, главным образом, почки, а также легкие и пищеварительный тракт.

Постоянство внутренней среды - важнейшее условие жизнеде­ятельности организма. Поэтому отклонения состава жидкостей внут­ренней среды воспринимаются многочисленными рецепторными Рис.2.1. Схема взаимосвязей внутренней среды организма.

структурами и клеточными элементами с последующим включением биохимических, биофизических и физиологических регуляторных реакций, направленных на устранение отклонения. В то же время сами регуляторные реакции вызывают изменения во внутренней среде для того, чтобы привести ее в соответствие с новыми уг овиями существования организма. Поэтому регуляция внутренней среды всегда имеет целью оптимизацию ее состава и физиологичес­ких процессов в организме.

Границы гомеостатического регулирования постоянства внутренней среды могут быть жесткими для одних параметров и пластичными для других. Соответственно, параметры внутренней среды называют жесткими константами, если диапазон их отклонений очень мал (рН, концентрация ионов в крови), или пластичными константами (уровень глюкозы, липидов, остаточного азота, давление интерстициальной жидкости и др.), т.е. подверженными сравнительно боль­шим колебаниям. Константы меняются в зависимости от возраста, социальных и профессиональных условий, времени года и суток, географических и природных условий, а также имеют половые и индивидуальные особенности. Условия внешней среды часто явля­ются одинаковыми для большего или меньшего числа людей, про­живающих в определенном регионе и относящихся к одной и той же социальной и возрастной группе, но константы внутренней сре­ды у разных здоровых людей могут отличаться. Таким образом, гомеостатическая регуляция постоянства внутренней среды не озна­чает полной идентичности ее состава у разных лиц. Однако, не смотря на индивидуальные и групповые особенности, гомеостазис обеспечивает поддержание нормальных параметров внутренней среды организма.

Обычно нормой называют среднестатистические значения пара­метров и характеристик жизнедеятельности здоровых лиц, а также интервалы, в пределах которых колебания этих значений соответ­ствуют гомеостазису, т.е. способны удерживать организм на уровне оптимального функционирования.

Соответственно, для общей характеристики внутренней среды организма в норме обычно приводятся интервалы колебаний раз­личных ее показателей, например, количественного содержания раз­личных веществ в крови у здоровых людей. Вместе с тем, харак­теристики внутренней среды являются взаимосвязанными и взаимо­обусловленными величинами. Поэтому, сдвиги одной из них часто компенсируются другими, что не обязательно отражается на уровне оптимального функционирования и здоровье человека.

Внутренняя среда представляет собой отражение сложнейшей ин­теграции жизнедеятельности разных клеток, тканей, органов и сис­тем с влияниями внешней среды.

Это определяет особую важность индивидуальных особенностей внутренней среды, отличающих каждого человека. В основе инди­видуальности внутренней среды лежит генетическая индивидуаль­ность, а также длительное воздействие определенных условий внеш­ней среды. Соответственно, физиологическая норма - это индиви­дуальный оптимум жизнедеятельности, т.е. наиболее согласованное и эффективное сочетание всех жизненных процессов в реальных ус­ловиях внешней среды.

2.1. Кровь как внутренняя среда организма.

Рис.2.2. Основные составные части крови.

Кровь состоит из плазмы и клеток (форменных элементов) - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, находящихся во взвешен­ном состоянии (рис.2.2.). Поскольку плазма и клеточные элементы имеют разобщенные источники регенерации, кровь часто выделяют в самостоятельный вид ткани.

Функции крови многообразны. Это, прежде всего, в обобщенном виде, функции транспорта или переноса газов и веществ, необхо­димых для жизнедеятельности клеток или подлежащих удалению из организма. К ним относятся: дыхательная, питательная, интегративнорегуляторная и экскреторная функции (см. главу 6).

Кровь выполняет в организме и защитную функцию, благодаря связыванию и нейтрализации токсических веществ, попадающих в организм, связыванию и разрушению инородных белковых молекул и чужеродных клеток, в том числе и инфекционного происхожде­ния. Кровь является одной из основных сред, где осуществляются механизмы специфической защиты организма от чужеродных моле­кул и клеток, т.е. иммунитета.

Кровь участвует в регуляции всех видов обмена веществ и тем­пературного гомеостазиса, является источником всех жидкостей, секретов и экскретов организма. Состав и свойства крови отражают сдвиги, происходящие в других жидкостях внутренней среды и клет­ках, в связи с чем исследования крови являются важнейшим мето­дом диагностики.

Количество или объем крови у здорового человека находится в пределах 68 % массы тела (4 - 6 литров). Это состояние носит название нормоволемия. После избыточного приема воды объем кро­ви может повышаться {гиперволемия), а при тяжелой физической работе в жарких цехах и избыточном потоотделении - падать (гиповолемия).

Рис.2.3. Определение гематокрита.

Поскольку кровь состоит из клеток и плазмы, общий объем крови также складывается из объема плазмы и объема клеточных элементов. Часть объема крови, приходящаяся на кле­точную часть крови, получила название гематокрит (рис. 2.3.). У здоровых мужчин гематокрит находится в преде­лах 4448%, а у женщин - 4145%. Благодаря наличию многочисленных механизмов регуляции объема крови и объема плазмы (волюморецепторные рефлексы, жажда, нервные и гумораль­ные механизмы изменения всасывания и выделения воды и солей, регуляция белкового состава крови, регуляция эритропоэза и др.) гематокрит является относительно жесткой гомеостатической константой и его длительное и стойкое изменение возможно лишь в условиях высокогорья, когда приспособление к низкому парциальному давлению кис­лорода усиливает эритропоэз и, соот­ветственно, повышает долю объема крови, приходящуюся на клеточные элементы. Нормальные величины гематокрита и, соответственно, объема клеточных элементов называют нормоцитемией. Увеличение объема, занимаемого клетками крови, называют полицитемией, а уменьшение - олигоцитемией.

Физикохимические свойства крови и плазмы. Функции крови во многом определяются ее физикохимическими свойствами, среди которых наибольшее значение имеют осмотическое давление, онкотическое давление и коллоидная стабильность, суспензионная ус­тойчивость, удельный вес и вязкость.

Осмотическое давление крови зависит от концентрации в плазме крови молекул растворенных в ней веществ (электролитов и не­электролитов) и представляет собой сумму осмотических давлений содержащихся в ней ингредиентов. При этом свыше 60% осмоти­ческого давления создается хлористым натрием, а всего на долю неорганических электролитов приходится до 96% от общего осмо­тического давления. Осмотическое давление является одной из жест­ких гомеостатических констант и составляет у здорового человека в среднем 7,6 атм с возможным диапазоном колебаний 7,38,0 атм. Если жидкость внутренней среды или искусственно приготовленный раствор имеет такое же осмотическое давление, как нормальная плазма крови, подобную жидкую среду или раствор называют изо­тоническим. Соответственно, жидкость с более высоким осмотичес­ким давлением называется гипертонической, а с более низким - гипотонической.

Осмотическое давление обеспечивает переход растворителя через полунепроницаемую мембрану от раствора менее концентрированно­го к раствору более концентрированному, поэтому оно играет важ­ную роль в распределении воды между внутренней средой и клет­ками организма. Так, если тканевая жидкость будет гипертоничес­кой, то вода будет поступать в нее с двух сторон - из крови и из клеток, напротив, при гипотоничности внеклеточной среды вода переходит в клетки и кровь.

Среди неорганических соединений живых организмов особая роль принадлежит воде. Вода является основной средой, в которой происходят процессы обмена веществ и превращения энергии.

Содержание воды в большинстве живых организмов составляет 60-70 %. Вода образует основу внутренней среды живых организмов (крови, лимфы, межклеточной жидкости). Уникальные свойства воды определяются структурой ее молекул. В молекуле воды один атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода. Молекула воды полярная (диполь). Положительный заряд сосредоточен на атомах водорода, поскольку кислород является более электроотрицательным, чем водород. Отрицательно заряженный атом кислорода одной молекулы воды притягивается к положительно заряженному атома водорода другой молекулы, образуя при этом водородная связь, который в 15-20 раз слабее, чем ковалентная. Поэтому водородные связи легко разрываются, что наблюдается, например, при испарении воды. Вследствие теплового движения молекул в воде некоторые водородные связи разрываются, некоторые образуются.

Таким образом, молекулы являются подвижными в жидком состоянии, что очень важно для процессов обмена веществ. Молекулы воды легко проникают через клеточные мембраны. Благодаря высокой полярности молекул вода является растворителем других полярных соединений. В зависимости от способности растворяться определенных соединений в воде, их условно разделяют на гидрофильные, или полярные, и гидрофобные, или неполярные. К гидрофильных соединений, растворимых в воде, относится большинство солей. Гидрофобные соединения (почти все жиры, некоторые белки) содержат неполярные группы, не образуют водородные связи, поэтому эти соединения не растворяются в воде. Она обладает высокой теплоемкостью и одновременно высокую для жидкостей теплопроводность. Эти свойства делают воду идеальной для поддержания теплового равновесия организма.

Для поддержания процессов жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом важное значение имеют минеральные соли. Живые организмы содержат как растворенные соли (в виде ионов), так и соли в твердом состоянии. Ионы разделяются на положительные (катионы металлических элементов К +, Na +, Са2 +, М2 + и др.) и отрицательные (анионы кислот соляной — Сl -, серной — НSO4 -, SО42 -, карбонатной — НСО3 -, фосфатной — Н2РО4 -, НРО42 — и др.).. Различная концентрация катионов К + и Na + в клетке и межклеточной жидкости вызывает разность потенциалов на мембране клетки; изменение проницаемости мембраны по К + и Na + под влиянием раздражения обеспечивает возникновение нервного и мышечного возбуждения. Анионы фосфорной кислоты поддерживают нейтральную реакцию внутриклеточной среды (рН = 6,9), анионы карбоновой кислоты — слабощелочную реакцию плазмы крови (рН = 7,4). Соединения кальция (СаСO3) входят в состав раковин моллюсков и простейших, панцирей раков. Соляная кислота создает кислую среду в желудке позвоночных животных и человека, обеспечивает этим активность ферментов желудочного сока. Остатки серной кислоты, присоединяясь к нерастворимых в воде соединений, обеспечивающих их растворимость, что способствует выведению данных соединений из клеток и организма.

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.