Внутренняя среда организма

ГЛАВА 1

Жидкие среды организма

Жизнедеятельность многоклеточного организма полностью зависит от ок­ружающей среды, ее газового, водного, солевого состава, питательных ве­ществ, температуры среды, в которой он эволюционировал и обитает, и т. д. Именно внешняя среда в ходе эволюции сформировала видовые особен­ности обмена веществ между организмом человека, животных и внешней средой: алиментарного (обмен питательными веществами и продуктами их метаболизма), газового, водно-солевого и др. Этот обмен между организ­мом и внешней средой прямого влияния на клетки тканей организма не оказывает, так как жидкость в межклеточных пространствах является той промежуточной средой, через которую из внешней среды в клетки посту­пают кислород, энергетические и пластические ресурсы, и, напротив, в нее из клеток поступают продукты белкового, жирового, углеводного, со­левого обмена и др. Из жидкости межклеточных пространств последние, с кровью и лимфой в ходе кровообращения и лимфообращения, перемеща­ются к органам, обеспечивающим выведение этих веществ из организма (желудочно-кишечный тракт, почки, легкие, кожные покровы и др.). Та­ким образом, для клеток организма человека и животных «внешней сре­дой» обитания является внеклеточная жидкость, которую Клод Бернар на­звал «внутренней средой организма» и рассматривал ее существование как необходимое условие жизни клеток организма, не зависящей от изменений внешней среды.

Внутренняя среда организма

К внутренней среде организма относят все жидкости внеклеточного про­странства: интерстициальную, или тканевую, жидкость, кровь, лимфу, трансцеллюлярные жидкости, заполняющие полости организма и некото­рых органов, — спинномозговую, внутриглазную, внутрисуставную (сино­виальную) жидкость, жидкости серозных пространств (плевральную, пери­кардиальную, перитонеальную). Жидкости внутренней среды организма характеризуются постоянством физико-химических показателей — осмо­лярности, pH, концентрации различных ионов и органических соедине­ний, температуры Постоянны объемы, занимаемые различными жидкостя­ми внеклеточного пространства. Для каждого показателя внеклеточной жидкости эмпирически установлены средняя величина и границы ее нор­мальных отклонений (табл. 1.1), а также крайние сдвиги границ величины показателей внеклеточной жидкости, при которых может нарушаться жиз­недеятельность клеток или организма в целом.

Показатели внутренней среды организма, диапазон границ отклонения которых от средней величины мал (концентрация Na⁺, К⁺, pH), относят к жестким константам. Показатели, границы отклонений которых от сред­них величин имеют более значительный диапазон (концентрация глюкозы, белки плазмы крови), относят к пластическим константам. Отклонения

Таблица 1.1. Средние величины некоторых показателей внеклеточной жидкости и гра­ницы их нормальных отклонений

средних величин показателей внеклеточной жидкости к их верхним или нижним нормальным границам (см. табл. 1.1) могут быть обусловлены воз­растом организма, социальными и профессиональными условиями, в ко­торых находится человек, а также временем года и суток, географическими и природными условиями, половыми и индивидуальными особенностями организма (см. главу 23).

Выход за нормальные границы физико-химических и биологических жестких констант внутриклеточной жидкости является или причиной, или следствием заболевания организма. Поэтому для врача исследование показателей внеклеточной жидкости (крови, спинномозговой жидкости и др.) и их отклонений от нормальных величин имеет большую диагно­стическую ценность, поскольку используется врачом при постановке ди­агноза заболевания, позволяет по изменению этих показателей анализи­ровать течение заболевания, оценивать эффективность применяемого ле­чения.

Отклонения от нормальных границ физико-химических показателей, объемов или давления жидкостей внутренней среды организма восприни­маются рецепторами (осмо-, хемо-, волюмо- и барорецепторами), улавли­вающими изменение ионного, газового, антигенного состава жидкостей, их объема, оказываемого ими механического давления на стенки крове­носных сосудов, что приводит к включению нервной, гормональной и им­мунной систем в организацию биохимических, биофизических и физиоло­гических регуляторных реакций, реализуемых различными системами ор­ганизма (дыхания, кровообращения, крови, выделения, иммунной систе­мой и др.), которые и устраняют сдвиги, возникшие во внутренней среде организма.

При этом показатели внутренней среды контролируются в организме механизмами, реализуемыми на уровне генома клеток, клеточном, ткане­вом, органном, системном, и организменном. Например, сниженное со­держание кислорода в крови уменьшает поступление его в клетки почек, являющихся высокочувствительными к недостатку кислорода, что приво­дит к активации в них участка генома, ответственного за синтез эритропо­этиновой и-РНК. Биосинтез эритропоэтина клетками почек резко усили­вается, костный мозг, стимулированный эритропоэтином, воспроизводит больше эритроцитов, и с увеличением массы гемоглобина в крови возрас­тает количество переносимого кровью кислорода. На данном примере можно видеть, что изменение физиологической константы — содержания кислорода в крови — включило механизмы, контролирующие этот пара­
метр внутренней среды организма на уровне генома клеток почек, на тка­невом уровне — в костном мозге и в системе крови — в целом.

У. Кэннон предложил обозначать постоянство внутренней среды орга­низма, обеспечиваемое совокупностью физиологических реакций систем организма, возникающих при действии на него внешних и внутренних возмущающих влияний, термином «гомеостазис» («гомеостаз» — от греч. homoios — подобный, stasis — неподвижность).

Гомеостазис есть состояние относительного и динамического постоян­ства показателей внутренней среды организма, отклонение от которого устраняется регуляторными механизмами.