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.
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 внутреннюю среду организма, 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 гомеостаз, под которым понимается относительное динамическое постоянство внутренней среды организма. Совокупность же процессов, обеспечивающих поддержание гомеостаза в организме, представляет собой гомеокенез. 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. 1. Схема взаимодействия компонентов внутренней среды организма
Рис. 2. 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).