مفهوم البيئة الداخلية للجسم

يحتاج أي كائن حي - أحادي الخلية أو متعدد الخلايا - إلى ظروف معينة من الوجود. يتم توفير هذه الشروط للكائنات من خلال البيئة التي تكيفوا معها في سياق التطور التطوري.

البيئة الداخلية للخلايا والأعضاء البشرية هي الدم والليمفاوية وسوائل الأنسجة.

إذا قطعت إصبعك بشدة ، فسوف يتدفق الدم ؛ إذا كان الجرح سطحيًا ولم تتضرر الأوعية ، فبدلاً من الدم ، تظهر أحيانًا بضع قطرات من سائل صافٍ على الجرح - وهذا هو سائل الأنسجة. سائل الأنسجة يغسل الخلايا باستمرار ويعمل كبيئة معيشية لها. يتم تحديث سوائل الأنسجة باستمرار من خلال نظام الأوعية اللمفاوية: يتم جمع سوائل الأنسجة في هذه الأوعية (داخل الأوعية اللمفاوية تسمى اللمف) ، ثم من خلال أكبر وعاء لمفاوي يدخل إلى الدورة العامة ، حيث يختلط بالدم.

نشأت التكوينات الحية الأولى في مياه المحيط العالمي ، وكانت مياه البحر بمثابة موطن لها. عندما أصبحت الكائنات الحية أكثر تعقيدًا ، أصبحت بعض خلاياها معزولة عن البيئة الخارجية. لذلك كان جزء من الموطن داخل الكائن الحي ، مما سمح للعديد من الكائنات الحية بالمغادرة البيئة المائيةوالبدء في العيش على الأرض.

"البحر الصغير" ، الذي أصبح أكثر تعقيدًا ، تحول تدريجياً إلى البيئة الداخلية للحيوانات. في هذا الصدد ، لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن محتوى الملح في مياه البحر وفي البيئة الداخلية للجسم متشابه.

تحتوي البيئة الداخلية للجسم ، بالإضافة إلى الأملاح ، على الكثير من المواد المختلفة - البروتينات ، والسكر ، والمواد الشبيهة بالدهون ، والهرمونات ، إلخ. كل عضو يطلق باستمرار منتجات نشاطه في البيئة الداخلية ويتلقى منها المواد التي يحتاجها. وعلى الرغم من هذا التبادل النشط ، فإن تكوين البيئة الداخلية لم يتغير تقريبًا.

التوازن.يسمى الحفاظ على ثبات الظروف المعيشية في البيئة الداخلية التوازن.

الخلايا الفردية ومجموعات الخلايا في جسم الإنسان حساسة للغاية للتغيرات في بيئتها. بالنسبة للكائن الحي بأكمله ، فإن حدود التغييرات في البيئة الخارجية التي يمكنه تحملها أوسع بكثير من حدود الخلايا الفردية. تعمل الخلايا البشرية بشكل طبيعي فقط عند درجة حرارة 36-38 درجة مئوية. تؤدي الزيادة أو النقصان في درجة الحرارة خارج هذه الحدود إلى تعطيل وظائف الخلية. يمكن لأي شخص ، كما هو معروف ، أن يتواجد بشكل طبيعي مع تقلبات أوسع بكثير في درجة حرارة البيئة الخارجية.

تحافظ الخلايا على كمية ثابتة من الماء و المعادن. تموت العديد من الخلايا على الفور تقريبًا عند وضعها في الماء المقطر. يمكن للكائن الحي ككل أن يتحمل كل من الجوع المائي والإفراط في تناول الماء والأملاح.

الخلايا الفردية حساسة للغاية للتغيرات الطفيفة في تركيز أيونات الهيدروجين. الكائن الحي بأكمله قادر على الحفاظ على تركيز ثابت من أيونات الهيدروجين ، حتى عندما يدخل الكثير من المنتجات الأيضية الحمضية أو القلوية إلى سائل الأنسجة.

هذه الأمثلة كافية للتأكد من أن الكائنات الحية لديها تكيفات خاصة لضمان ثبات موطن خلاياها.

من السمات المهمة جدًا للبيئة الداخلية أن محتوى المواد فيها ليس متماثلًا تمامًا ، ولكنه يختلف ضمن حدود معينة ، أي بالنسبة لمحتوى كل مادة ، فإن القاعدة ليست مجرد رقم واحد ، ولكن مجموعة معينة من المؤشرات. على سبيل المثال ، في الكتاب المرجعي يمكنك أن تقرأ: محتوى أيونات البوتاسيوم في دم الشخص السليم هو 16-20 مجم٪ (أي 16-20 مجم لكل 100 مل).

من الناحية العملية ، فإن محتوى أي مادة في البيئة الداخلية ليس هو نفسه تمامًا أبدًا - فهو يتقلب باستمرار ، ولكن ضمن حدود محددة بدقة.

نطاق المؤشرات ل مواد مختلفةمختلف. يتم الاحتفاظ ببعض المؤشرات بدقة خاصة ؛ يطلق عليهم الثوابت. من بين الثوابت ، على سبيل المثال ، تفاعل الدم (أي تركيز أيونات الهيدروجين فيه - الرقم الهيدروجيني).

في الجسم ، يتم الاحتفاظ بمؤشرات مثل ضغط الدم ودرجة حرارة الجسم والضغط التناضحي للدم وسوائل الأنسجة ومحتوى البروتينات والسكر والصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلور وأيونات الهيدروجين عند مستوى ثابت نسبيًا.

لا يظل تكوين البيئة الداخلية ثابتًا فحسب ، بل يظل حجمه أيضًا. ومع ذلك ، فإن ثبات حجم البيئة الداخلية لم يتغير تمامًا. يُفرز جزء من السائل من البيئة الداخلية من الجسم عن طريق الكلى مع البول ، ومن خلال الرئتين مع بخار الماء الزفير وإلى الجهاز الهضمي مع العصارات الهضمية. يتبخر جزء من الماء من سطح الجسم على شكل عرق. تتجدد خسائر المياه هذه باستمرار عن طريق امتصاص الماء من الجهاز الهضمي. هناك تجديد مستمر للمياه مع الحفاظ على حجمها بشكل عام. تشارك الخلايا أيضًا في الحفاظ على حجم ثابت للسوائل في البيئة الداخلية. يشكل الماء داخل الخلايا حوالي 50٪ من وزن الجسم. إذا انخفضت كمية السوائل في البيئة الداخلية لسبب ما ، تبدأ حركة الماء من الخلايا إلى الفضاء بين الخلايا. هذا يساعد في الحفاظ على ثبات حجم البيئة الداخلية.

يتم الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية - الاستتباب - من خلال العمل المستمر للأعضاء والأنسجة.

دور الأجهزة المختلفة في الحفاظ على التوازن

يختلف دور الأجهزة المختلفة في الحفاظ على التوازن. يضمن الجهاز الهضمي دخول العناصر الغذائية إلى الدم بالشكل الذي يمكن لخلايا الجسم امتصاصها.

تقوم أعضاء الدورة الدموية بحركة مستمرة للدم وتوصيل الأكسجين والمواد المغذية إلى الخلايا ، ويتم نقل منتجات التسوس بعيدًا عنها. تقوم أعضاء الجهاز التنفسي بتزويد الدم بالأكسجين وإزالته نشبع.

من خلال الرئتين والكلى والجلد ، يتم إزالة المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي وبعض المواد الأخرى من الجسم.

يلعب الجهاز العصبي دورًا مهمًا في الحفاظ على التوازن. استجابة سريعة للتغيرات المختلفة في البيئة الخارجية أو الداخلية ، يغير الجهاز العصبي نشاط الأعضاء بطريقة يتم فيها تسوية التحولات أو الاضطرابات في الجسم.

بفضل تطوير الأجهزة التي تضمن ثبات البيئة الداخلية للجسم ، تكون خلاياه أقل عرضة لتأثيرات البيئة الخارجية المتغيرة.

يؤدي انتهاك التوازن إلى تغييرات كبيرة في أداء الأعضاء والأمراض المختلفة. هذا هو السبب في قياس المؤشرات مثل درجة حرارة الجسم والتركيب الفيزيائي والكيميائي للدم وضغط الدم أهمية عظيمةللتشخيص ، أي التعرف على الأمراض.

إذا كنت تريد hetaera ذي الخبرة ، فهناك مجموعة كبيرة.

ضمن مركبات غير عضويةالكائنات الحية ، يلعب الماء دورًا خاصًا. الماء هو الوسيط الرئيسي الذي تحدث فيه عمليات التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة.

محتوى الماء في معظم الكائنات الحية 60-70٪. يشكل الماء أساس البيئة الداخلية للكائنات الحية (الدم ، اللمف ، السائل بين الخلايا). خصائص فريدة من نوعهايتم تحديد الماء من خلال بنية جزيئاته. في جزيء الماء ، يتم ربط ذرة أكسجين تساهميًا مع ذرتين من الهيدروجين. جزيء الماء قطبي (ثنائي القطب). تتركز الشحنة الموجبة على ذرات الهيدروجين لأن الأكسجين أكثر كهرسلبية من الهيدروجين. تنجذب ذرة الأكسجين سالبة الشحنة لجزيء ماء إلى ذرة هيدروجين موجبة الشحنة لجزيء آخر ، مكونة رابطة هيدروجينية ، تكون أضعف 15-20 مرة من الرابطة التساهمية. لذلك ، يتم كسر روابط الهيدروجين بسهولة ، وهو ما يتم ملاحظته ، على سبيل المثال ، أثناء تبخر الماء. بسبب الحركة الحرارية للجزيئات في الماء ، تنكسر بعض الروابط الهيدروجينية ، ويتكون بعضها.

وبالتالي ، فإن الجزيئات متحركة في الحالة السائلة ، وهو أمر مهم جدًا لعمليات التمثيل الغذائي. تخترق جزيئات الماء أغشية الخلايا بسهولة. بسبب القطبية العالية للجزيئات ، الماء مذيب للمركبات القطبية الأخرى. اعتمادًا على القدرة على إذابة مركبات معينة في الماء ، يتم تقسيمها بشكل مشروط إلى ماء أو قطبي أو كاره للماء أو غير قطبي. تشتمل المركبات المحبة للماء القابلة للذوبان في الماء على معظم الأملاح. تحتوي المركبات الكارهة للماء (معظم الدهون ، بعض البروتينات) على مجموعات غير قطبية ، ولا تشكل روابط هيدروجينية ، لذلك لا تذوب هذه المركبات في الماء. تتميز بسعة حرارية عالية وفي نفس الوقت موصلية حرارية عالية للسوائل. هذه الخصائص تجعل الماء مثاليًا للحفاظ على التوازن الحراري للجسم.

لدعم العمليات الحيوية للخلايا الفردية والجسم ككل أهميةلديها أملاح معدنية. تحتوي الكائنات الحية على أملاح ذائبة (في شكل أيونات) وأملاح في الحالة الصلبة. الأيونات مقسمة إلى موجبة (كاتيونات العناصر المعدنية K + ، Na + ، Ca2 + ، M2 + ، إلخ) وسلبية (أنيونات أحماض الهيدروكلوريك - Cl - ، كبريتات - HCO4 - ، SO42 - ، كربونات - HCO3 - ، فوسفات - H2PO4 - ، HPO42 - إلخ.) تسبب التركيزات المختلفة من كاتيونات K + و Na + في الخلية والسائل بين الخلايا اختلافًا في الجهد على غشاء الخلية ؛ يضمن التغيير في نفاذية الغشاء لـ K + و Na + تحت تأثير التهيج حدوث إثارة الأعصاب والعضلات. تحافظ أنيونات حامض الفوسفوريك على تفاعل محايد للبيئة داخل الخلايا (الرقم الهيدروجيني = 6.9) ، الأنيونات حمض الكربوكسيل- تفاعل قلوي طفيف لبلازما الدم (рН = 7.4). مركبات الكالسيوم (CaCO3) هي جزء من أصداف الرخويات والبروتوزوا وأصداف جراد البحر. حامض الهيدروكلوريكيخلق بيئة حمضية في معدة الفقاريات والبشر ، مما يضمن نشاط إنزيمات العصارة المعدية. بقايا حامض الكبريتيك ، التي تنضم إلى المركبات غير القابلة للذوبان في الماء ، مما يضمن قابليتها للذوبان ، مما يساهم في إزالة هذه المركبات من الخلايا والجسم.

ماء -المادة الأكثر شيوعًا. تحتل البحار والمحيطات 71٪ من سطح الكرة الأرضية. ومع ذلك، في في الآونة الأخيرةكان هناك نقص في المياه العذبة ، لأن. يتم استخدام المياه المالحة من قبل الناس القليل ، و مياه عذبةتستخدم للري والصناعة.

كثافة. في الماء ، يتم تخفيف وزن جميع الكائنات الحية ، وتطفو العديد من الكائنات الحية في الماء دون أن تغرق في القاع. لكن كثافة الماء تجعل من الصعب تحريكه ، لذلك يجب أن تمتلك الكائنات الحية عضلات متطورة للسباحة السريعة. مع العمق ، يزداد الضغط بشكل كبير - يتحمل سكان أعماق البحار الضغط.

خفيفة. يخترق إلى عمق ضحل. لذلك ، النباتات موجودة فقط في الآفاق العليا. تعيش الحيوانات في أعماق كبيرة في ظلام دامس.

نظام درجة الحرارة. يتم تسوية تقلبات درجات الحرارة في الماء ، ولا يتكيف سكان الأحياء المائية مع الصقيع الشديد والحرارة.

أكسجين محدود. ذوبانه ليس مرتفعًا جدًا وينخفض ​​مع التلوث أو التسخين. لذلك ، هناك حالات وفاة في الخزانات بسبب نقص الأكسجين.

تكوين الملح.

إن قطبية الجزيئات والقدرة على تكوين روابط هيدروجينية تجعل الماء مذيبًا جيدًا لكمية هائلة من المواد العضوية وغير العضوية. أغلبية تفاعلات كيميائيةهو التفاعل بين المواد القابلة للذوبان في الماء. تحت تأثير الإنزيمات ، يدخل الماء في تفاعلات التحلل المائي ، حيث يتم إضافة الماء إلى التكافؤ الحر للجزيئات المختلفة. يشكل الماء أساس البيئة الداخلية للكائنات الحية. يوفر الماء تدفق المواد إلى الخلية وإزالتها من خلال غشاء الخلية الخارجي (وظيفة النقل). الماء منظم حرارة. بسبب الموصلية الحرارية الجيدة والقدرة الحرارية العالية للماء ، عندما تتغير البيئة ، تظل داخل الخلية t دون تغيير أو تكون تقلباتها أصغر بكثير مما هي عليه في بيئة. الماء هو متبرع للإلكترونات والبروتونات في تبادل الطاقة. يشارك الماء في تكوين الهياكل العليا للجزيئات البيولوجية. يعتمد التمثيل الغذائي الخلوي على توازن الماء الحر والمربوط. يتمتع الماء بسعة حرارية عالية. السعة الحرارية النوعية للماء هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة 1 كجم من الماء بمقدار 10. الماء هو المادة الوحيدة التي لها كثافة أعلى في الحالة السائلة منها في الحالة الصلبة. يوجد توتر سطحي على سطح الماء.

ماء- نظام حي معقد تسكنه النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة التي تتكاثر باستمرار وتموت ، مما يضمن التنقية الذاتية للمسطحات المائية.

تمتلك المياه أعلى كثافة عند t 4 0 C (1 جم / سم 3) ، لذلك لا تتجمد المسطحات المائية في الشتاء. جزيئات الماء لها قطبية وتنجذب إلى بعضها البعض بواسطة أقطاب متقابلة ، وتشكل روابط بسبب الروابط الهيدروجينية. الأكثر استقرارًا هي جزيئات الماء المضاعفة التي تحتوي على رابطتين هيدروجينيتين. جزيئات الماء مقاومة للتسخين ، فقط عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية يبدأ البخار في التفكك إلى H و O 2. مُجَمَّعالمياه الطبيعية. 5 مجموعات من المواد: 1. الأيونات الرئيسية (الكاتيونات: Na + ، Ca 2+ ، Mg 2+ ، Mn 2+ ، Fe 2+ ، Fe 3+ ، K +) ، 2. الأنيونات (HCO 3 ، SO 4 2- ، Cl- ، CO 3 2- ، SO 3 2- ، S 2 O 3-) ، 3. الغازات المذابة (CO 2 O 2 N 2 H 2 S CH 4) ، 4. العناصر الغذائية (NH 3 - الأمونيا ، النتريت ، النترات ، الفسفور ، السليكون) ، 5. العناصر النزرة (I ، F ، Cu ، Br ، CO ، Ni) ، وفقًا لمحتوى الأنيونات ، تنقسم المياه الطبيعية إلى كربونات ، بيكربونات ، كبريتات ، كلوريد. حسب محتوى الكاتيونات: الكالسيوم والمغنيسيوم وماء الصوديوم. يؤثر محتوى الأملاح في الماء على تآكل المعادن والخرسانة والمواد الحجرية. تمعدن مياه الأنهار - 200-1000 مجم / لتر ، مياه البحيرة - 15-300 مجم / لتر ، مياه البحر - 3500 مجم / لتر. الكلوريدات والأمونيا والنترات هي مؤشرات على دخول المادة العضوية إلى الماء. يصاحب تلوث المياه بالمواد العضوية زيادة في البكتيريا اللاهوائية والهوائية والفطريات. الأمونيا (MPC - 2 مجم / لتر) تشير إلى تلوث المياه العذبة. في المياه الجوفية العميقة ، من الممكن وجود الأمونيا ، والتي تتشكل بسبب انخفاض النترات في غياب O 2. في مياه المستنقعات والخث ، لا يعد محتوى الأمونيا مؤشرًا على التلوث (أمونيا من أصل نباتي). النتريت (KNO 2 ، HNO 2) ، منتجات أكسدة الأمونيا أثناء النترجة ، تشير إلى عمر التلوث. النترات (الحد الأقصى للتركيز - 10 مجم / لتر) - المنتج النهائي للتمعدن. إذا كانت الأمونيا والنترات والنتريت موجودة في نفس الوقت ، فإن الماء يكون خطيرًا بمعنى الوباء. يمكن احتواء النترات (Ca (NO 3) 2 ، NaNO 3 ، KNO 3) بسبب انحلال أملاح التربة والأسمدة المعدنية والملح الصخري. النترات هي السلائف لتشكيل المواد المسرطنة - النتروزامين. أنها تقلل من مقاومة الجسم لتأثيرات العوامل المسببة للطفرات والمسرطنة. الكلوريدات - مؤشر على التلوث المحلي (MPC - 20-30 مجم / لتر). في الأماكن ذات التربة المالحة ، تحتوي المياه الجوفية على كلوريدات ذات أصل ملحي. يجب عدم تلوث الآبار والحفر المواد العضوية. يجب أن تكون موجودة في مناطق مرتفعة غير ملوثة ، على بعد 50 مترًا على الأقل من المراحيض والمراحيض وشبكات الصرف الصحي وأحواض التخزين والمقابر والأسمدة ومستودعات المبيدات.

أشكال الحياة من hydrobionts. في عمود الماء (السطح): 1. العوالق - الكائنات الحية غير القادرة على الحركة النشطة (الطحالب والأوليات والقشريات) غير قادرة على تحمل التيارات المائية. العوالق القروية (السوط) - تتشكل تجمعات المياه الذائبة تحت أشعة الشمس في الشقوق الجليدية والفراغات الثلجية. 2. نيكتون - حيوانات كبيرة نشاطها الحركي كاف للتغلب على التيارات المائية (الأسماك ، الحبار ، الثدييات). 3. pleuston - كائنات حية ، جزء من جسمها موجود في الماء وجزء فوق السطح (طحلب بط ، بطنيات الأقدام ، أسماك). 4. البنتوس (البكتيريا ، الفطريات الشعاعية ، الطحالب والفطريات ، البروتوزوا ، الإسفنج ، الشعاب المرجانية ، الحلقات ، القشريات ، شوكيات الجلد ، يرقات الحشرات) تعيش على سطح التربة (epibenthos) وفي سمكها (endobenthos). يقع Pelagobenthos في منطقة التلامس بين عمود الماء والقاع. 5. periphyton - foulers - جميع الكائنات الحية التي تعيش على ركائز كثيفة خارج الطبقة السفلية من الماء (ذوات الصدفتين والبرنقيل والإسفنج). 6. neuston - الكائنات الحية التي تعيش في الطبقة السطحية من الماء. على سطح فيلم الماء - إبينيستون (حشرات الماء ، الذباب) أو تحته - hyponeuston (مجدافيات الأرجل ، الأسماك الصغيرة ، الحشرات ، يرقات الرخويات).

ظهرت عبارة "البيئة الداخلية للجسم" بفضل عالم فيزيولوجي فرنسي عاش في القرن التاسع عشر. أكد في أعماله أن الشرط الضروري لحياة الكائن الحي هو الحفاظ على الثبات في البيئة الداخلية. أصبح هذا الحكم أساسًا لنظرية التوازن ، والتي صاغها لاحقًا (في عام 1929) العالم والتر كانون.

الاستتباب هو الثبات الديناميكي النسبي للبيئة الداخلية ،

وكذلك بعض الوظائف الفسيولوجية الساكنة. تتكون البيئة الداخلية للجسم من سائلين - داخل الخلايا وخارجها. الحقيقة هي أن كل خلية من خلايا الكائن الحي تؤدي وظيفة محددة ، لذلك فهي بحاجة إلى إمدادات ثابتة من العناصر الغذائية والأكسجين. كما تشعر بالحاجة إلى الإزالة المستمرة لمنتجات التمثيل الغذائي. لا يمكن للمكونات الضرورية اختراق الغشاء إلا في حالة الذوبان ، ولهذا يتم غسل كل خلية بسائل الأنسجة الذي يحتوي على كل ما هو ضروري لنشاطها الحيوي. إنه ينتمي إلى ما يسمى بالسائل خارج الخلية ، ويمثل 20 في المائة من وزن الجسم.

تحتوي البيئة الداخلية للجسم ، المكونة من سائل خارج الخلية ، على:

• اللمف (جزء لا يتجزأ من سائل الأنسجة) - 2 لتر ؛
• الدم - 3 لترات ؛
• السائل الخلالي - 10 لتر ؛
• السائل العابر للخلايا - حوالي 1 لتر (يشمل السوائل النخاعية ، الجنبية ، الزليلية ، داخل العين).

كل منهم لديهم تكوين مختلفوتختلف في وظائفها.

ملكيات. علاوة على ذلك ، قد يكون هناك اختلاف بسيط في البيئة الداخلية بين استهلاك المواد وتناولها. وبسبب هذا ، فإن تركيزهم يتقلب باستمرار. على سبيل المثال ، يمكن أن تتراوح كمية السكر في دم الشخص البالغ من 0.8 إلى 1.2 جم / لتر. في حالة احتواء الدم على مكونات معينة أكثر أو أقل من اللازم ، فهذا يشير إلى وجود مرض.

كما ذكرنا سابقًا ، تحتوي البيئة الداخلية للجسم على الدم كأحد مكوناته. يتكون من البلازما والماء والبروتينات والدهون والجلوكوز واليوريا والأملاح المعدنية. موقعها الرئيسي (الشعيرات الدموية ، الأوردة ، الشرايين). يتكون الدم بسبب امتصاص البروتينات والكربوهيدرات والدهون والماء. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في علاقة الأعضاء بالبيئة الخارجية ، وإيصال المواد الضرورية للأعضاء ، وإزالة نواتج التسوس من الجسم. كما أنه يؤدي وظائف وقائية وخلطية.

يتكون سائل الأنسجة من الماء والمواد المغذية المذابة فيه ، وثاني أكسيد الكربون ، والأكسجين ، وكذلك منتجات التبديد. يقع في الفراغات بين خلايا الأنسجة ويتكون بسبب أن سائل الأنسجة يكون وسيطًا بين الدم والخلايا. ينقل من الدم إلى الخلايا O 2 والأملاح المعدنية ،

يتكون الليمف من الماء ويذوب فيه ، ويقع في الجهاز الليمفاوي الذي يتكون من أوعية مدمجة في قناتين وتتدفق في الوريد الأجوف. يتكون بسبب سوائل الأنسجة ، في أكياس تقع في نهايات الشعيرات الدموية اللمفاوية. تتمثل الوظيفة الرئيسية للغدد الليمفاوية في إعادة سوائل الأنسجة إلى مجرى الدم. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم بتصفية وتعقيم سوائل الأنسجة.

كما نرى ، فإن البيئة الداخلية للكائن الحي هي مزيج من الظروف الفيزيولوجية والفيزيائية الكيميائية ، على التوالي ، والظروف الجينية التي تؤثر على قابلية الكائن الحي للحياة.

البيئة هي مجموعة من الظروف المعيشية للكائنات الحية. تخصيص البيئة الخارجية ، أي مجموعة من العوامل التي تكون خارج الجسم ، لكنها ضرورية لحياته ، وبيئته الداخلية.

تسمى البيئة الداخلية للجسم بمجموع السوائل البيولوجية (الدم ، اللمف ، سوائل الأنسجة) التي تغسل الخلايا وتركيبات الأنسجة وتشارك في عمليات التمثيل الغذائي. اقترح كلود برنارد مفهوم "البيئة الداخلية" في القرن التاسع عشر ، وبالتالي أكد أنه ، على عكس البيئة الخارجية المتغيرة التي يوجد فيها كائن حي ، يتطلب ثبات العمليات الحيوية للخلايا ثباتًا مطابقًا لبيئتها ، أي. البيئة الداخلية.

الكائن الحي هو نظام مفتوح. النظام المفتوح هو نظام يتطلب وجوده تبادلًا مستمرًا للمادة والطاقة والمعلومات مع البيئة الخارجية. تضمن الترابط بين الجسم والبيئة الخارجية دخول الأكسجين والماء والمواد المغذية إلى البيئة الداخلية ، وإزالة ثاني أكسيد الكربون والمستقلبات غير الضرورية ، والضارة أحيانًا. توفر البيئة الجسد كمية كبيرةالمعلومات التي تدركها العديد من التكوينات الحساسة للجهاز العصبي.

البيئة الخارجية ليس لها آثار مفيدة فحسب ، بل لها أيضًا آثار ضارة على حياة الكائن الحي. ومع ذلك ، فإن الكائن الحي السليم يعمل بشكل طبيعي إذا كان تأثير البيئة لا يتجاوز حدود المقبولية. هذا الاعتماد على النشاط الحيوي للكائن الحي على البيئة الخارجية ، من ناحية ، والاستقرار النسبي واستقلالية عمليات الحياة عن التغيرات في البيئة ، من ناحية أخرى ، يتم توفيره من خلال خاصية الكائن الحي ، التي تسمى التوازن (الاستتباب) ). الكائن الحي عبارة عن نظام فائق الاستقرار ، يبحث بنفسه عن الحالة المثلى والأكثر استقرارًا ، ويحافظ على معايير مختلفة للوظائف ضمن حدود التقلبات الفسيولوجية ("الطبيعية").

الاستتباب هو الثبات الديناميكي النسبي للبيئة الداخلية واستقرار الوظائف الفسيولوجية. هذا ديناميكي على وجه التحديد ، وليس ثباتًا ثابتًا ، لأنه لا يعني فقط الاحتمال ، ولكن أيضًا ضرورة التقلبات في تكوين البيئة الداخلية ومعلمات الوظائف داخل الحدود الفسيولوجية من أجل تحقيق المستوى الأمثل للنشاط الحيوي لـ الكائن الحي.

يتطلب نشاط الخلايا وظيفة مناسبة لتزويدها بالأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال ومواد النفايات الأخرى أو المستقلبات منها. لاستعادة هياكل البروتين المنهارة واستخراج الطاقة ، يجب أن تتلقى الخلايا المواد البلاستيكية والطاقة التي تدخل الجسم مع الطعام. تتلقى كل هذه الخلايا من بيئتها المكروية من خلال سائل الأنسجة. يتم الحفاظ على ثبات هذا الأخير من خلال تبادل الغازات والأيونات والجزيئات مع الدم. وبالتالي ، فإن ثبات تكوين الدم وحالة الحواجز بين الدم وسوائل الأنسجة ، ما يسمى بالحواجز النسيجية ، هي شروط استتباب البيئة المكروية للخلايا. توفر النفاذية الانتقائية لهذه الحواجز خصوصية معينة لتكوين البيئة المكروية للخلايا ، وهو أمر ضروري لوظائفها.

من ناحية أخرى ، يساهم سائل الأنسجة في تكوين اللمف ، والتبادل مع الشعيرات الدموية اللمفاوية التي تستنزف مساحات الأنسجة ، مما يجعل من الممكن إزالة الجزيئات الكبيرة بشكل فعال من البيئة الدقيقة الخلوية غير القادرة على الانتشار من خلال الحواجز النسيجية الدموية في الدم . بدوره ، يدخل اللمف المتدفق من الأنسجة عبر القناة الليمفاوية الصدرية إلى مجرى الدم ، مما يضمن الحفاظ على ثبات تركيبته. وبالتالي ، يوجد في الجسم بين سوائل البيئة الداخلية تبادل مستمر ، وهو شرط أساسي للتوازن.

يوضح الشكل 2.1 علاقة مكونات البيئة الداخلية مع بعضها البعض ، مع البيئة الخارجية ودور الأنظمة الفسيولوجية الرئيسية في تنفيذ تفاعل البيئة الداخلية والخارجية. تؤثر البيئة الخارجية على الجسم من خلال إدراك خصائصه من قبل الجهاز الحساس للجهاز العصبي (المستقبلات ، الأعضاء الحسية) ، من خلال الرئتين ، حيث يتم تبادل الغازات ، ومن خلال الجهاز الهضمي ، حيث يتم امتصاص الماء ومكونات الطعام. . يمارس الجهاز العصبي تأثيره التنظيمي على الخلايا عن طريق إطلاق وسطاء خاصين في نهايات الموصلات العصبية - وسطاء يدخلون عبر البيئة المكروية للخلايا إلى تشكيلات هيكلية خاصة لأغشية الخلايا - المستقبلات. يمكن أيضًا التوسط في تأثير البيئة الخارجية التي يدركها الجهاز العصبي من خلال نظام الغدد الصماء ، الذي يفرز منظمات خلطية خاصة ، والهرمونات ، في الدم. بدورها ، تؤدي المواد الموجودة في الدم وسوائل الأنسجة إلى حد أكبر أو أقل إلى تهيج مستقبلات الحيز الخلالي ومجرى الدم ، مما يوفر الجهاز العصبيمعلومات حول تكوين البيئة الداخلية. تتم إزالة المستقلبات والمواد الغريبة من البيئة الداخلية من خلال أعضاء الإخراج ، وخاصة الكلى ، وكذلك الرئتين والجهاز الهضمي.

ثبات البيئة الداخلية هو أهم شرط للنشاط الحيوي للكائن الحي. لذلك ، يلاحظ العديد من المستقبلات الانحرافات في تكوين السوائل في البيئة الداخلية. مخطط الترابط بين البيئة الداخلية للجسم.

الهياكل والعناصر الخلوية ، متبوعة بإدراج التفاعلات التنظيمية الكيميائية الحيوية والفيزيائية الحيوية والفسيولوجية التي تهدف إلى القضاء على الانحراف. في الوقت نفسه ، تسبب التفاعلات التنظيمية نفسها تغييرات في البيئة الداخلية من أجل مواءمتها مع الظروف الجديدة لوجود الكائن الحي. لذلك ، يهدف تنظيم البيئة الداخلية دائمًا إلى تحسين تكوينها والعمليات الفسيولوجية في الجسم.

يمكن أن تكون حدود التنظيم التماثل الساكن لثبات البيئة الداخلية جامدة لبعض المعلمات والبلاستيكية للبعض الآخر. وفقًا لذلك ، تسمى معلمات البيئة الداخلية بالثوابت الصلبة ، إذا كان نطاق انحرافاتها صغيرًا جدًا (الرقم الهيدروجيني ، تركيز الأيونات في الدم) ، أو الثوابت البلاستيكية (مستويات الجلوكوز ، الدهون ، النيتروجين المتبقي ، ضغط السائل الخلالي ، إلخ. .)، بمعنى آخر. تخضع لتقلبات كبيرة نسبيًا. تتغير الثوابت حسب العمر والظروف الاجتماعية والمهنية والوقت من السنة واليوم والجغرافيا و الظروف الطبيعية، ولها أيضًا خصائص جنسانية وفردية. غالبًا ما تكون الظروف البيئية هي نفسها بالنسبة لعدد أكبر أو أقل من الأشخاص الذين يعيشون في منطقة معينة وينتمون إلى نفس الفئة الاجتماعية والعمرية ، ولكن قد تختلف ثوابت البيئة الداخلية في الأشخاص الأصحاء المختلفين. وبالتالي ، فإن التنظيم التماثل الساكن لثبات البيئة الداخلية لا يعني الهوية الكاملة لتكوينها في الأفراد المختلفين. ومع ذلك ، على الرغم من الخصائص الفردية والجماعية ، يضمن الاستتباب الحفاظ على المعايير الطبيعية للبيئة الداخلية للجسم.

عادةً ما تسمى القيم المتوسطة لمعلمات وخصائص النشاط الحيوي للأفراد الأصحاء ، وكذلك الفترات التي تتوافق فيها تقلبات هذه القيم مع التوازن ، بالمعيار ، أي قادرة على الحفاظ على الجسم في مستوى الأداء الأمثل.

وفقا لذلك ، ل الخصائص العامةالبيئة الداخلية للجسم في المعتاد ، عادة ما يتم إعطاء فترات تقلبات مؤشراته المختلفة ، على سبيل المثال ، المحتوى الكمي للمواد المختلفة في الدم لدى الأشخاص الأصحاء. في الوقت نفسه ، فإن خصائص البيئة الداخلية هي كميات مترابطة ومترابطة. لذلك ، غالبًا ما يتم تعويض التحولات في أحدها من قبل الآخرين ، وهو ما لا ينعكس بالضرورة على مستوى الأداء الأمثل وصحة الإنسان.

البيئة الداخلية هي انعكاس للتكامل الأكثر تعقيدًا للنشاط الحيوي للخلايا والأنسجة والأعضاء والأنظمة المختلفة مع تأثيرات البيئة الخارجية.

هذا يحدد الأهمية السمات الفرديةالبيئة الداخلية التي تميز كل شخص. أساس خصوصية البيئة الداخلية هو الفردية الجينية ، وكذلك التعرض طويل الأمد لظروف بيئية معينة. وفقًا لذلك ، فإن المعيار الفسيولوجي هو الفرد الأمثل للنشاط الحيوي ، أي التركيبة الأكثر تنسيقًا وفعالية لجميع عمليات الحياة في ظروف بيئية حقيقية.

2.1. الدم هو البيئة الداخلية للجسم.

الشكل 2.2. المكونات الرئيسية للدم.

يتكون الدم من البلازما والخلايا (عناصر على شكل) - كريات الدم الحمراء ، الكريات البيض والصفائح الدموية ، والتي هي في حالة تعليق (الشكل 2.2). نظرًا لأن البلازما والعناصر الخلوية قد فصلتا عن مصادر التجديد ، غالبًا ما يتم عزل الدم في نوع مستقل من الأنسجة.

وظائف الدم متنوعة. هذه هي ، أولاً وقبل كل شيء ، في شكل عام ، وظائف نقل أو نقل الغازات والمواد اللازمة للنشاط الحيوي للخلايا أو لإزالتها من الجسم. وهي تشمل: وظائف الجهاز التنفسي والتغذوي والتنظيمي التكاملي والإخراج (انظر الفصل 6).

يؤدي الدم أيضًا وظيفة وقائية في الجسم ، بسبب ارتباط المواد السامة التي تدخل الجسم وتحييدها ، وترابط وتدمير جزيئات البروتين الأجنبية والخلايا الغريبة ، بما في ذلك تلك التي من أصل معدي. الدم هو أحد البيئات الرئيسية التي يتم فيها تنفيذ آليات حماية محددة للجسم من الجزيئات والخلايا الغريبة ، أي حصانة.

يشارك الدم في تنظيم جميع أنواع التمثيل الغذائي والتوازن الحراري ، وهو مصدر كل سوائل وأسرار وإفرازات الجسم. تعكس تركيبة الدم وخصائصه التحولات التي تحدث في سوائل أخرى من البيئة والخلايا الداخلية ، وبالتالي فإن اختبارات الدم هي أهم طريقة للتشخيص.

كمية أو حجم الدم في الشخص السليم في حدود 68٪ من وزن الجسم (4 - 6 لترات). وتسمى هذه الحالة بسرطان الدم. بعد الإفراط في تناول الماء ، قد يزيد حجم الدم (فرط حجم الدم) ويكون حادًا عمل بدنيفي ورش العمل الحارة والتعرق المفرط - السقوط (نقص حجم الدم).

الشكل 2.3. تحديد الهيماتوكريت.

نظرًا لأن الدم يتكون من الخلايا والبلازما ، فإن الحجم الكلي للدم هو أيضًا مجموع حجم البلازما وحجم العناصر الخلوية. جزء من حجم الدم المنسوب إلى الجزء الخلوي من الدم يسمى الهيماتوكريت (الشكل 2.3). في الرجال الأصحاء ، تكون نسبة الهيماتوكريت في حدود 4448٪ ​​وفي النساء 4145٪. نظرًا لوجود العديد من الآليات لتنظيم حجم الدم وحجم البلازما (ردود الفعل الحجمية ، والعطش ، والآليات العصبية والخلطية لتغيير امتصاص وإفراز الماء والأملاح ، وتنظيم تكوين بروتين الدم ، وتنظيم تكون الكريات الحمر ، وما إلى ذلك) ، والهيماتوكريت هو ثابت استتباب جامد نسبيًا ولا يمكن تغييره طويلًا ومستمرًا إلا في ظروف الارتفاعات العالية ، عندما يؤدي التكيف مع ضغط جزئي منخفض للأكسجين إلى تعزيز تكون الكريات الحمر ، وبالتالي زيادة نسبة حجم الدم لكل عنصر خلوي. تسمى القيم الطبيعية للهيماتوكريت ، وبالتالي حجم العناصر الخلوية ، كثرة الدم الطبيعية. تسمى الزيادة في الحجم الذي تشغله خلايا الدم كثرة الحمر ، ويسمى النقصان كثرة الحمر.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للدم والبلازما. يتم تحديد وظائف الدم إلى حد كبير من خلال خصائصه الفيزيائية والكيميائية ، من بينها أعلى قيمةلديها الضغط الاسموزي ، وضغط الأورام ، والاستقرار الغرواني ، واستقرار التعليق ، والجاذبية النوعية واللزوجة.

يعتمد الضغط التناضحي للدم على تركيز جزيئات المواد المذابة فيه (إلكتروليتات وغير إلكتروليتات) في بلازما الدم وهو مجموع الضغوط التناضحية للمكونات الموجودة فيها. في هذه الحالة ، يتم إنشاء أكثر من 60٪ من الضغط الأسموزي بواسطة كلوريد الصوديوم ، وبشكل إجمالي ، تمثل الإلكتروليتات غير العضوية ما يصل إلى 96٪ من إجمالي الضغط الاسموزي. الضغط التناضحي هو أحد ثوابت الاستتباب الصلب وفي الشخص السليم يبلغ متوسطه 7.6 ضغط جوي مع مدى تقلبات محتملة تبلغ 7.38.0 ضغط جوي. إذا كان لسائل البيئة الداخلية أو المحلول المُعد صناعياً نفس الضغط التناضحي مثل بلازما الدم الطبيعية ، فإن هذا الوسط السائل أو المحلول يسمى متساوي التوتر. وفقًا لذلك ، يُطلق على السائل ذي الضغط الأسموزي العالي اسم مفرط التوتر ، ويسمى السائل الذي يحتوي على سائل منخفض التوتر.

يضمن الضغط التناضحي انتقال المذيب من خلال غشاء شبه منفذ من محلول أقل تركيزًا إلى محلول أكثر تركيزًا ، وبالتالي فهو يلعب دورًا مهمًا في توزيع الماء بين البيئة الداخلية وخلايا الجسم. لذلك ، إذا كان سائل الأنسجة مفرط التوتر ، فسوف يدخله الماء من جانبين - من الدم ومن الخلايا ، على العكس من ذلك ، عندما يكون الوسط خارج الخلية منخفض التوتر ، يمر الماء إلى الخلايا والدم.