Das Konzept der inneren Umgebung des Körpers

Jeder Organismus – einzellig oder mehrzellig – benötigt bestimmte Existenzbedingungen. Diese Bedingungen werden Organismen durch die Umwelt geboten, an die sie sich im Laufe der evolutionären Entwicklung angepasst haben.

Das innere Milieu für menschliche Zellen und Organe sind Blut, Lymphe und Gewebsflüssigkeit.

Wenn Sie sich schlimm in den Finger schneiden, wird Blut fließen; Wenn der Schnitt flach ist und die Gefäße nicht beschädigt sind, erscheinen anstelle von Blut manchmal einige Tropfen einer klaren Flüssigkeit auf dem Schnitt - dies ist Gewebeflüssigkeit. Gewebeflüssigkeit umspült die Zellen ständig und dient ihnen als Lebensraum. Gewebeflüssigkeit wird durch das System der Lymphgefäße ständig aktualisiert: Gewebeflüssigkeit wird in diesen Gefäßen gesammelt (innerhalb der Lymphgefäße wird sie als Lymphe bezeichnet) und gelangt dann durch das größte Lymphgefäß in den allgemeinen Kreislauf, wo sie sich mit Blut vermischt.

Die ersten lebenden Formationen entstanden in den Gewässern des Weltozeans, und Meerwasser diente als Lebensraum. Als lebende Organismen komplexer wurden, wurden einige ihrer Zellen von der äußeren Umgebung isoliert. Ein Teil des Lebensraums befand sich also innerhalb des Organismus, was es vielen Organismen ermöglichte, ihn zu verlassen aquatische Umgebung und fang an, an Land zu leben.

Das "kleine Meer", das immer komplexer wurde, verwandelte sich allmählich in die innere Umgebung von Tieren. Insofern sollte es nicht verwundern, dass der Salzgehalt im Meerwasser und im inneren Milieu des Körpers ähnlich ist.

Die innere Umgebung des Körpers enthält neben Salzen viele verschiedene Substanzen - Proteine, Zucker, fettähnliche Substanzen, Hormone usw. Jedes Organ gibt ständig die Produkte seiner Tätigkeit an die innere Umgebung ab und erhält von ihr die Substanzen, die es braucht. Und trotz eines solchen regen Austauschs bleibt die Zusammensetzung des internen Umfelds nahezu unverändert.

Homöostase. Die Aufrechterhaltung der Konstanz der Lebensbedingungen in der inneren Umgebung wird genannt Homöostase.

Einzelne Zellen und Zellgruppen des menschlichen Körpers reagieren äußerst empfindlich auf Veränderungen in ihrer Umgebung. Was den gesamten Organismus betrifft, so sind die Grenzen der Veränderungen in der äußeren Umgebung, die er ertragen kann, viel weiter als die der einzelnen Zellen. Menschliche Zellen funktionieren normalerweise nur bei einer Temperatur von 36-38 ° C. Eine Erhöhung oder Verringerung der Temperatur über diese Grenzen hinaus führt zu einer Störung der Zellfunktionen. Eine Person kann bekanntlich normalerweise mit viel größeren Schwankungen in der Temperatur der äußeren Umgebung existieren.

Die Zellen halten eine konstante Menge an Wasser und Mineralien. Viele Zellen sterben fast sofort, wenn sie in destilliertes Wasser gegeben werden. Der Organismus als Ganzes kann sowohl Wassermangel als auch eine übermäßige Aufnahme von Wasser und Salzen ertragen.

Einzelne Zellen reagieren äußerst empfindlich auf geringfügige Änderungen der Konzentration von Wasserstoffionen. Der gesamte Organismus ist in der Lage, eine konstante Konzentration an Wasserstoffionen aufrechtzuerhalten, auch wenn viele saure oder basische Stoffwechselprodukte in die Gewebeflüssigkeit gelangen.

Diese Beispiele reichen aus, um sicherzustellen, dass Organismen spezielle Anpassungen haben, um die Konstanz des Lebensraums ihrer Zellen zu gewährleisten.

Ein sehr wichtiges Merkmal der inneren Umgebung ist, dass der Inhalt der darin enthaltenen Substanzen nicht absolut gleich ist, sondern innerhalb bestimmter Grenzen variiert, d.h. für den Inhalt jeder Substanz ist die Norm nicht nur eine Zahl, sondern eine bestimmte Reihe von Indikatoren. Im Nachschlagewerk können Sie beispielsweise lesen: Der Gehalt an Kaliumionen im Blut eines gesunden Menschen beträgt 16-20 mg% (dh 16-20 mg pro 100 ml).

In der Praxis ist der Inhalt eines Stoffes in der inneren Umgebung nie genau gleich – er schwankt ständig, aber innerhalb streng definierter Grenzen.

Das Spektrum der Indikatoren für verschiedene Substanzen anders. Einige Indikatoren werden besonders genau gepflegt; sie werden Konstanten genannt. Zu den Konstanten gehört beispielsweise die Reaktion des Blutes (d. H. Die Konzentration der darin enthaltenen Wasserstoffionen - pH).

Im Körper werden Indikatoren wie Blutdruck, Körpertemperatur, osmotischer Druck von Blut und Gewebeflüssigkeit, der Gehalt an Proteinen und Zucker, Natrium, Kalium, Calcium, Chlor und Wasserstoffionen auf einem relativ konstanten Niveau gehalten.

Nicht nur die Zusammensetzung des inneren Milieus bleibt konstant, sondern auch sein Volumen. Die Konstanz des Volumens der inneren Umgebung ist jedoch nicht absolut unverändert. Ein Teil der Flüssigkeit aus der inneren Umgebung wird aus dem Körper über die Nieren mit Urin, über die Lunge mit ausgeatmetem Wasserdampf und in den Verdauungstrakt mit Verdauungssäften ausgeschieden. Ein Teil des Wassers verdunstet in Form von Schweiß von der Körperoberfläche. Diese Wasserverluste werden durch die Aufnahme von Wasser aus dem Verdauungstrakt ständig wieder aufgefüllt. Es findet eine ständige Erneuerung des Wassers bei allgemeiner Volumenerhaltung statt. Zellen sind auch an der Aufrechterhaltung eines konstanten Flüssigkeitsvolumens in der inneren Umgebung beteiligt. Das Wasser in den Zellen macht etwa 50 % des Körpergewichts aus. Wenn aus irgendeinem Grund die Flüssigkeitsmenge in der inneren Umgebung abnimmt, beginnt die Bewegung von Wasser aus den Zellen in den Interzellularraum. Dies trägt dazu bei, die Konstanz des Volumens der internen Umgebung aufrechtzuerhalten.

Die Konstanz der inneren Umgebung - Homöostase - wird durch die kontinuierliche Arbeit von Organen und Geweben aufrechterhalten.

Die Rolle verschiedener Organe bei der Aufrechterhaltung der Homöostase

Die Rolle der verschiedenen Organe bei der Aufrechterhaltung der Homöostase ist unterschiedlich. Das Verdauungssystem sorgt dafür, dass Nährstoffe in der Form ins Blut gelangen, in der sie von den Körperzellen aufgenommen werden können.

Die Kreislauforgane führen eine kontinuierliche Blutbewegung durch und liefern Sauerstoff und Nährstoffe zu den Zellen, und die Zerfallsprodukte werden von ihnen abtransportiert. Die Atmungsorgane führen dem Blut Sauerstoff zu und entfernen ihn Kohlendioxid.

Über Lunge, Nieren, Haut werden Stoffwechselendprodukte und einige andere Stoffe aus dem Körper entfernt.

Das Nervensystem spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase. Das Nervensystem reagiert schnell auf verschiedene Veränderungen in der äußeren oder inneren Umgebung und verändert die Aktivität von Organen so, dass Verschiebungen oder Störungen im Körper ausgeglichen werden.

Dank der Entwicklung von Geräten, die die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers gewährleisten, sind seine Zellen weniger anfällig für wechselnde Einflüsse der äußeren Umgebung.

Eine Verletzung der Homöostase führt zu erheblichen Veränderungen der Organfunktion und zu verschiedenen Krankheiten. Aus diesem Grund hat die Messung von Indikatoren wie Körpertemperatur, physikalische und chemische Zusammensetzung des Blutes, Blutdruck sehr wichtig für die Diagnose, also das Erkennen von Krankheiten.

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Unter Anorganische Verbindungen Lebewesen spielt Wasser eine besondere Rolle. Wasser ist das Hauptmedium, in dem die Prozesse des Stoffwechsels und der Energieumwandlung stattfinden.

Der Wassergehalt in den meisten lebenden Organismen beträgt 60-70%. Wasser bildet die Grundlage des inneren Milieus lebender Organismen (Blut, Lymphe, Interzellularflüssigkeit). Einzigartige Eigenschaften Wasser wird durch die Struktur seiner Moleküle bestimmt. In einem Wassermolekül ist ein Sauerstoffatom kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden. Das Wassermolekül ist polar (Dipol). Die positive Ladung konzentriert sich auf die Wasserstoffatome, da Sauerstoff elektronegativer ist als Wasserstoff. Ein negativ geladenes Sauerstoffatom eines Wassermoleküls wird von einem positiv geladenen Wasserstoffatom eines anderen Moleküls angezogen und bildet eine Wasserstoffbindung, die 15-20 Mal schwächer ist als eine kovalente. Daher werden Wasserstoffbrückenbindungen leicht aufgebrochen, was beispielsweise beim Verdampfen von Wasser beobachtet wird. Aufgrund der thermischen Bewegung von Molekülen im Wasser werden einige Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen, andere gebildet.

Dadurch sind die Moleküle im flüssigen Zustand mobil, was für Stoffwechselvorgänge sehr wichtig ist. Wassermoleküle dringen leicht in Zellmembranen ein. Aufgrund der hohen Polarität der Moleküle ist Wasser ein Lösungsmittel für andere polare Verbindungen. Abhängig von der Fähigkeit, bestimmte Verbindungen in Wasser zu lösen, werden sie bedingt in hydrophile oder polare und hydrophobe oder unpolare unterteilt. Zu den wasserlöslichen hydrophilen Verbindungen gehören die meisten Salze. Hydrophobe Verbindungen (fast alle Fette, einige Proteine) enthalten unpolare Gruppen, bilden keine Wasserstoffbrückenbindungen, daher lösen sich diese Verbindungen nicht in Wasser. Es hat eine hohe Wärmekapazität und gleichzeitig eine hohe Wärmeleitfähigkeit für Flüssigkeiten. Diese Eigenschaften machen Wasser ideal, um das thermische Gleichgewicht des Körpers aufrechtzuerhalten.

Zur Unterstützung der lebenswichtigen Prozesse einzelner Zellen und des gesamten Körpers Bedeutung Mineralsalze haben. Lebende Organismen enthalten sowohl gelöste Salze (in Form von Ionen) als auch Salze im festen Zustand. Ionen werden in positive (Kationen der Metallelemente K +, Na +, Ca2 +, M2 + usw.) und negative (Anionen von Salzsäuren - Cl -, Schwefelsäure - HSO4 -, SO42 -, Carbonat - HCO3 -, Phosphat) unterteilt - H2RO4 - , HPO42 - usw.) Unterschiedliche Konzentrationen von K + - und Na + -Kationen in der Zelle und in der Interzellularflüssigkeit verursachen eine Potentialdifferenz an der Zellmembran; eine Änderung der Permeabilität der Membran für K + und Na + unter Reizeinfluss sorgt für das Auftreten von Nerven- und Muskelerregung. Phosphorsäureanionen halten eine neutrale Reaktion der intrazellulären Umgebung (pH = 6,9), Anionen aufrecht Carbonsäure- leicht alkalische Reaktion des Blutplasmas (рН = 7,4). Calciumverbindungen (CaCO3) sind Bestandteil der Schalen von Weichtieren und Protozoen, Schalen von Flusskrebsen. Salzsäure schafft im Magen von Wirbeltieren und Menschen ein saures Milieu und sorgt so für die Aktivität von Magensaftenzymen. Reste von Schwefelsäure, die wasserunlösliche Verbindungen verbinden und deren Löslichkeit gewährleisten, was zur Entfernung dieser Verbindungen aus Zellen und dem Körper beiträgt.

Wasser - die häufigste Substanz. Meere und Ozeane nehmen 71 % der Erdoberfläche ein. Allerdings hinein In letzter Zeit es gab einen Mangel an frischem Wasser, weil. salzhaltige Gewässer werden von Menschen wenig genutzt, und frisches Wasser für die Bewässerung und in der Industrie verwendet.

Dichte. Im Wasser wird das Gewicht aller Organismen erleichtert, und viele Organismen schwimmen im Wasser, ohne auf den Grund zu sinken. Aber die Dichte des Wassers macht es schwierig, sich zu bewegen, daher müssen Organismen gut entwickelte Muskeln haben, um schnell schwimmen zu können. Mit zunehmender Tiefe nimmt der Druck stark zu – Tiefseebewohner halten Druck aus.

Hell. Dringt in eine geringe Tiefe ein. Daher existieren Pflanzen nur in den oberen Horizonten. In großen Tiefen leben Tiere in völliger Dunkelheit.

Temperaturregime. Temperaturschwankungen im Wasser werden ausgeglichen, Wasserbewohner passen sich nicht an starken Frost und Hitze an.

Begrenzter Sauerstoff. Seine Löslichkeit ist nicht sehr hoch und nimmt bei Verschmutzung oder Erwärmung ab. Daher kommt es in Stauseen zu Todesfällen durch Sauerstoffmangel.

Salzzusammensetzung.

Die Polarität der Moleküle und die Fähigkeit zur Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen machen Wasser zu einem guten Lösungsmittel für eine Vielzahl anorganischer und organischer Substanzen. Mehrheitlich chemische Reaktionen ist die Wechselwirkung zwischen wasserlöslichen Stoffen. Unter der Wirkung von Enzymen tritt Wasser in Hydrolysereaktionen ein, bei denen OH - und H + -Wasser zu den freien Valenzen verschiedener Moleküle hinzugefügt werden. Wasser bildet die Grundlage der inneren Umgebung lebender Organismen. Wasser sorgt für den Zustrom von Stoffen in die Zelle und deren Abtransport durch die äußere Zellmembran (Transportfunktion). Wasser ist ein Wärmeregulator. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit und der größeren Wärmekapazität von Wasser bleibt t bei einer Änderung der Umgebung t im Inneren der Zelle unverändert oder seine Schwankungen sind viel geringer als in Umgebung. Wasser ist ein Donor von Elektronen und Protonen in Energieaustausch. Wasser ist an der Bildung höherer Strukturen biologischer Makromoleküle beteiligt. Der Zellstoffwechsel hängt vom Gleichgewicht zwischen freiem und gebundenem Wasser ab. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 kg Wasser um 10 zu erwärmen. Wasser ist der einzige Stoff, der im flüssigen Zustand eine höhere Dichte hat als im festen Zustand. An der Wasseroberfläche herrscht Oberflächenspannung.

Wasser- ein komplexes lebendes System, das von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen bewohnt wird, die sich ständig vermehren und sterben, das die Selbstreinigung von Gewässern gewährleistet.

Wasser hat die höchste Dichte bei t 4 0 C (1 g / cm 3), daher gefrieren Gewässer im Winter nicht. Wassermoleküle haben eine Polarität und werden von entgegengesetzten Polen angezogen, wobei sie aufgrund von Wasserstoffbrücken Assoziationen bilden. Am stabilsten sind verdoppelte Wassermoleküle, die 2 Wasserstoffbrückenbindungen haben. Wassermoleküle sind hitzebeständig, erst bei t 1000 0 С beginnt Dampf in H und O 2 zu dissoziieren. Verbindung Natürliches Wasser. 5 Stoffgruppen: 1. die Hauptionen (Kationen: Na +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, K +), 2. Anionen (HCO 3-, SO 4 2- , Cl -, CO 3 2-, SO 3 2-, S 2 O 3-), 3. gelöste Gase (CO 2 O 2 N 2 H 2 S CH 4), 4. Nährstoffe (NH 3 - Ammoniak, Nitrite, Nitrate, P, Si), 5. Spurenelemente (I, F, Cu, Br, CO, Ni) Natürliche Wässer werden nach dem Gehalt an Anionen in Karbonat, Bikarbonat, Sulfat, Chlorid eingeteilt. Je nach Gehalt an Kationen: Calcium-, Magnesium- und Natriumwasser. Der Gehalt an Salzen im Wasser beeinflusst die Korrosion von Metall-, Beton- und Steinmaterialien. Mineralisierung von Flusswasser - 200-1000 mg/l, Seewasser - 15-300 mg/l, Meerwasser - 3500 mg/l. Chloride, Ammoniak und Nitrate sind Indikatoren für organische Stoffe, die ins Wasser gelangen. Die Gewässerbelastung mit organischen Stoffen geht mit einer Zunahme anaerober und aerober Bakterien und Pilze einher. Ammoniak (MPC - 2 mg/l) weist auf eine Süßwasserverschmutzung hin. In tiefen unterirdischen Gewässern ist das Vorhandensein von Ammoniak möglich, das durch die Reduktion von Nitraten in Abwesenheit von O 2 entsteht. In sumpfigen und torfigen Gewässern ist der Ammoniakgehalt kein Indikator für Verschmutzung (Ammoniak pflanzlichen Ursprungs). Nitrite (KNO 2 , HNO 2), Produkte der Ammoniakoxidation während der Nitrifikation, zeigen das Alter der Verschmutzung an. Nitrate (maximale Konzentrationsgrenze - 10 mg/l) - das Endprodukt der Mineralisierung. Sind gleichzeitig Ammoniak, Nitrate und Nitrite vorhanden, ist das Wasser im epidemischen Sinne gefährlich. Nitrate (Ca(NO 3) 2, NaNO 3, KNO 3) können durch Auflösung von Bodensalzen, Mineraldünger, Salpeter enthalten sein. Nitrate sind die Vorläufer der Bildung krebserregender Stoffe - Nitrosamine. Sie reduzieren die Widerstandskraft des Körpers gegen die Wirkung mutagener und karzinogener Faktoren. Chloride - ein Indikator für die häusliche Verschmutzung (MPC - 20-30 mg / l). An Orten mit salzhaltigem Boden enthält das Grundwasser Chloride salzhaltigen Ursprungs. Brunnen und Gruben dürfen nicht kontaminiert werden organische Materie. Sie sollten sich in nicht kontaminierten, erhöhten Bereichen befinden, mindestens 50 m von Latrinen, Latrinen, Kanalisationsnetzen, Viehhöfen, Friedhöfen, Düngemittel- und Pestizidlagern entfernt.

Lebensformen von Hydrobionten. In der Wassersäule (Pelagial): 1. Plankton - Organismen, die nicht in der Lage sind, sich aktiv zu bewegen (Algen, Protozoen, Krebstiere), können Wasserströmungen nicht standhalten. Kryoplankton (Flagellaten) - die Population von Schmelzwasser, wird unter den Sonnenstrahlen in Eisrissen und Schneehohlräumen gebildet. 2. Nekton - große Tiere, deren motorische Aktivität ausreicht, um Wasserströmungen zu überwinden (Fische, Tintenfische, Säugetiere). 3. Pleuston - Organismen, von denen sich ein Teil des Körpers im Wasser und ein Teil über der Oberfläche befindet (Wasserlinsen, Gastropoden, Fische). 4. Benthos (Bakterien, Actinomyceten, Algen und Pilze, Protozoen, Schwämme, Korallen, Ringelwürmer, Krebstiere, Stachelhäuter, Insektenlarven) lebt an der Oberfläche des Bodens (Epibenthos) und in seiner Dicke (Endobenthos). Pelagobenthos befindet sich in der Kontaktzone zwischen der Wassersäule und dem Boden. 5. Periphyton - Fouler - alle Organismen, die auf dichten Substraten außerhalb der unteren Wasserschicht leben (Muscheln und Seepocken, Schwämme). 6. Neuston - Organismen, die in der Oberflächenschicht des Wassers leben. Auf der Oberfläche des Wasserfilms - Epineuston (Wasserläuferwanzen, Fliegen) oder darunter - Hyponeuston (Copepoden, Jungfische, Insekten, Molluskenlarven).

Der Ausdruck „innere Umgebung des Körpers“ entstand dank eines französischen Physiologen, der im 19. Jahrhundert lebte. In seinen Arbeiten betonte er, dass eine notwendige Bedingung für das Leben eines Organismus darin besteht, die Konstanz in der inneren Umgebung aufrechtzuerhalten. Diese Bestimmung wurde zur Grundlage der Theorie der Homöostase, die später (1929) von dem Wissenschaftler Walter Cannon formuliert wurde.

Homöostase ist die relative dynamische Konstanz der inneren Umgebung,

Sowie einige statische physiologische Funktionen. Die innere Umgebung des Körpers wird von zwei Flüssigkeiten gebildet - intrazellulär und extrazellulär. Tatsache ist, dass jede Zelle eines lebenden Organismus eine bestimmte Funktion erfüllt und daher eine ständige Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff benötigt. Sie verspürt auch das Bedürfnis nach ständiger Entfernung von Stoffwechselprodukten. Die notwendigen Bestandteile können die Membran nur in gelöstem Zustand durchdringen, weshalb jede Zelle von Gewebeflüssigkeit umspült wird, die alles enthält, was für ihre Lebenstätigkeit notwendig ist. Es gehört zur sogenannten extrazellulären Flüssigkeit und macht 20 Prozent des Körpergewichts aus.

Die innere Umgebung des Körpers, bestehend aus extrazellulärer Flüssigkeit, enthält:

• Lymphe (ein wesentlicher Bestandteil der Gewebeflüssigkeit) - 2 l;
• Blut - 3 l;
• interstitielle Flüssigkeit - 10 l;
• transzelluläre Flüssigkeit - etwa 1 Liter (einschließlich zerebrospinaler, pleuraler, synovialer und intraokularer Flüssigkeiten).

Alle haben andere Zusammensetzung und unterscheiden sich in ihrer Funktionalität.

Eigenschaften. Darüber hinaus kann das innere Umfeld kaum einen Unterschied zwischen dem Konsum von Substanzen und ihrer Aufnahme haben. Aus diesem Grund schwankt ihre Konzentration ständig. Beispielsweise kann die Zuckermenge im Blut eines Erwachsenen zwischen 0,8 und 1,2 g/L liegen. Enthält das Blut von bestimmten Bestandteilen mehr oder weniger als nötig, deutet dies auf das Vorliegen einer Krankheit hin.

Wie bereits erwähnt, enthält die innere Umgebung des Körpers Blut als eine der Komponenten. Es besteht aus Plasma, Wasser, Proteinen, Fetten, Glukose, Harnstoff und Mineralsalzen. Sein Hauptort ist (Kapillaren, Venen, Arterien). Blut entsteht durch die Aufnahme von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Wasser. Seine Hauptfunktion ist die Beziehung der Organe zur äußeren Umgebung, die Abgabe notwendiger Substanzen an die Organe, die Entfernung von Zerfallsprodukten aus dem Körper. Es erfüllt auch schützende und humorale Funktionen.

Gewebeflüssigkeit besteht aus Wasser und darin gelösten Nährstoffen, CO 2 , O 2 sowie Dissimilationsprodukten. Es befindet sich in den Zwischenräumen zwischen Gewebezellen und wird gebildet, weil Gewebeflüssigkeit zwischen Blut und Zellen liegt. Es überträgt aus dem Blut in die Zellen O 2, Mineralsalze,

Lymphe besteht aus Wasser und darin gelöst und befindet sich im lymphatischen System, das aus Gefäßen besteht, die in zwei Gänge münden und in die Hohlvene münden. Es wird aufgrund von Gewebeflüssigkeit in Säcken gebildet, die sich an den Enden der Lymphkapillaren befinden. Die Hauptfunktion der Lymphe besteht darin, Gewebeflüssigkeit in den Blutkreislauf zurückzuführen. Außerdem filtert und desinfiziert es Gewebeflüssigkeit.

Wie wir sehen können, ist die innere Umgebung eines Organismus eine Kombination aus physiologischen bzw. physikalisch-chemischen und genetischen Bedingungen, die die Lebensfähigkeit eines Lebewesens beeinflussen.

Die Umwelt ist eine Reihe von Lebensbedingungen für Lebewesen. Ordnen Sie die externe Umgebung zu, d.h. ein Komplex von Faktoren, die außerhalb des Körpers liegen, aber für sein Leben notwendig sind, und die innere Umgebung.

Als inneres Milieu des Körpers bezeichnet man die Gesamtheit der biologischen Flüssigkeiten (Blut, Lymphe, Gewebsflüssigkeit), die Zellen und Gewebestrukturen umspülen und an Stoffwechselvorgängen teilnehmen. Claude Bernard hat im 19. Jahrhundert das Konzept der "inneren Umgebung" vorgeschlagen und damit betont, dass im Gegensatz zu der sich verändernden äußeren Umgebung, in der ein lebender Organismus existiert, die Konstanz der Lebensprozesse von Zellen eine entsprechende Konstanz ihrer Umgebung erfordert, d.h. interne Umgebung.

Ein lebender Organismus ist ein offenes System. Ein offenes System ist ein System, dessen Existenz einen ständigen Austausch von Materie, Energie und Informationen mit der äußeren Umgebung erfordert. Die Verbindungen des Körpers und der äußeren Umgebung gewährleisten den Eintritt von Sauerstoff, Wasser und Nährstoffen in die innere Umgebung, die Entfernung von Kohlendioxid und unnötigen und manchmal schädlichen Metaboliten daraus. Die Umgebung stellt den Körper bereit große Menge Informationen, die von zahlreichen sensiblen Formationen des Nervensystems wahrgenommen werden.

Die äußere Umgebung hat nicht nur positive, sondern auch schädliche Auswirkungen auf das Leben des Organismus. Ein gesunder Organismus funktioniert jedoch normal, wenn der Einfluss der Umwelt die Grenzen des Zulässigen nicht überschreitet. Eine solche Abhängigkeit der Lebenstätigkeit des Organismus von der äußeren Umgebung einerseits und die relative Stabilität und Unabhängigkeit der Lebensprozesse von Veränderungen in der Umgebung andererseits wird durch die Eigenschaft des Organismus gewährleistet, die als Homöostase (Homöostase) bezeichnet wird ). Der Organismus ist ein ultrastabiles System, das selbst nach dem stabilsten und optimalen Zustand sucht, indem es verschiedene Funktionsparameter innerhalb der Grenzen physiologischer („normaler“) Schwankungen hält.

Homöostase ist die relative dynamische Konstanz der inneren Umgebung und die Stabilität physiologischer Funktionen. Dies ist genau dynamische und keine statische Konstanz, da es nicht nur die Möglichkeit, sondern auch die Notwendigkeit von Schwankungen in der Zusammensetzung der inneren Umgebung und der Funktionsparameter innerhalb physiologischer Grenzen impliziert, um das optimale Niveau der Vitalaktivität des Körpers zu erreichen Organismus.

Die Aktivität der Zellen erfordert eine angemessene Funktion, sie mit Sauerstoff zu versorgen und Kohlendioxid und andere Abfallstoffe oder Stoffwechselprodukte effektiv aus ihnen auszuspülen. Um kollabierende Proteinstrukturen wiederherzustellen und Energie zu gewinnen, müssen Zellen Plastik und Energiematerial erhalten, das mit der Nahrung in den Körper gelangt. All dies erhalten Zellen aus ihrer Mikroumgebung durch Gewebeflüssigkeit. Deren Konstanz wird durch den Austausch von Gasen, Ionen und Molekülen mit Blut aufrechterhalten. Folglich sind die Konstanz der Blutzusammensetzung und der Zustand der Barrieren zwischen Blut und Gewebeflüssigkeit, den sogenannten histohämatischen Barrieren, die Bedingungen für die Homöostase der Mikroumgebung von Zellen. Die selektive Permeabilität dieser Barrieren sorgt für eine gewisse Spezifität der Zusammensetzung der Mikroumgebung von Zellen, die für ihre Funktionen notwendig ist.

Andererseits beteiligt sich die Gewebeflüssigkeit an der Bildung von Lymphe, tauscht sich mit den Lymphkapillaren aus, die die Geweberäume entwässern, was es ermöglicht, große Moleküle aus der zellulären Mikroumgebung effektiv zu entfernen, die nicht durch die histohämatologischen Barrieren in das Blut diffundieren können . Die aus den Geweben durch den thorakalen Lymphgang fließende Lymphe gelangt wiederum in den Blutkreislauf und gewährleistet die Aufrechterhaltung der Konstanz ihrer Zusammensetzung. Folglich findet im Körper zwischen den Flüssigkeiten der inneren Umgebung ein ständiger Austausch statt, der eine Voraussetzung für die Homöostase ist.

Die Beziehung der Komponenten der inneren Umgebung untereinander, zur äußeren Umgebung und die Rolle der wichtigsten physiologischen Systeme bei der Umsetzung der Wechselwirkung der inneren und äußeren Umgebung sind in Abb. 2.1 dargestellt. Die äußere Umgebung beeinflusst den Körper durch die Wahrnehmung ihrer Eigenschaften durch die empfindlichen Apparate des Nervensystems (Rezeptoren, Sinnesorgane), durch die Lunge, wo der Gasaustausch stattfindet, und durch den Magen-Darm-Trakt, wo Wasser und Nahrungsbestandteile aufgenommen werden . Das Nervensystem übt seine regulatorische Wirkung auf die Zellen aus, indem es an den Enden der Nervenleiter spezielle Mediatoren freisetzt - Mediatoren, die durch die Mikroumgebung der Zellen zu speziellen strukturellen Formationen der Zellmembranen - Rezeptoren - gelangen. Der vom Nervensystem wahrgenommene Einfluss der äußeren Umgebung kann auch über das endokrine System vermittelt werden, das spezielle humorale Regulatoren, Hormone, ins Blut absondert. Die in der Blut- und Gewebeflüssigkeit enthaltenen Stoffe wiederum reizen mehr oder weniger stark die Rezeptoren des Interstitialraums und der Blutbahn und sorgen so für nervöses System Informationen über die Zusammensetzung des inneren Milieus. Die Entfernung von Metaboliten und Fremdstoffen aus der inneren Umgebung erfolgt über die Ausscheidungsorgane, hauptsächlich die Nieren, sowie die Lunge und den Verdauungstrakt.

Die Konstanz des inneren Milieus ist die wichtigste Bedingung für die Lebenstätigkeit des Organismus. Daher werden Abweichungen in der Zusammensetzung der Flüssigkeiten der inneren Umgebung von zahlreichen Rezeptoren wahrgenommen Abb. 2.1. Schema der Verbindungen der inneren Umgebung des Organismus.

Strukturen und zelluläre Elemente, gefolgt von der Einbeziehung biochemischer, biophysikalischer und physiologischer Regulationsreaktionen, die darauf abzielen, die Abweichung zu beseitigen. Gleichzeitig bewirken die Regulationsreaktionen selbst Veränderungen im inneren Milieu, um es den neuen Bedingungen der Existenz des Organismus anzupassen. Die Regulierung des inneren Milieus zielt daher immer darauf ab, dessen Zusammensetzung und physiologische Prozesse im Körper zu optimieren.

Die Grenzen der homöostatischen Regulierung der Konstanz der inneren Umgebung können für einige Parameter starr und für andere plastisch sein. Dementsprechend werden die Parameter der inneren Umgebung als harte Konstanten bezeichnet, wenn der Bereich ihrer Abweichungen sehr gering ist (pH-Wert, Ionenkonzentration im Blut), oder als plastische Konstanten (Glukosespiegel, Lipide, Reststickstoff, interstitieller Flüssigkeitsdruck usw.). .), d.h. relativ großen Schwankungen unterliegen. Die Konstanten ändern sich je nach Alter, sozialen und beruflichen Bedingungen, Jahres- und Tageszeit, geografischen und natürliche Bedingungen, und haben auch geschlechtsspezifische und individuelle Merkmale. Die Umweltbedingungen sind oft für mehr oder weniger Menschen, die in einer bestimmten Region leben und derselben sozialen und Altersgruppe angehören, gleich, aber die internen Umweltkonstanten können sich bei verschiedenen gesunden Menschen unterscheiden. Die homöostatische Regulierung der Konstanz der inneren Umgebung bedeutet also nicht die vollständige Identität ihrer Zusammensetzung bei verschiedenen Individuen. Trotz der individuellen und Gruppenmerkmale gewährleistet die Homöostase jedoch die Aufrechterhaltung normaler Parameter der inneren Umgebung des Körpers.

Üblicherweise werden die Durchschnittswerte der Parameter und Merkmale der Vitalaktivität gesunder Personen sowie die Intervalle, in denen die Schwankungen dieser Werte der Homöostase entsprechen, als Norm bezeichnet, d.h. in der Lage, den Körper auf dem Niveau der optimalen Funktion zu halten.

Dementsprechend sind z allgemeine Charakteristiken die innere Umgebung des Körpers in der Norm, die Schwankungsintervalle seiner verschiedenen Indikatoren werden normalerweise angegeben, zum Beispiel der quantitative Gehalt verschiedener Substanzen im Blut bei gesunden Menschen. Gleichzeitig sind die Merkmale der inneren Umgebung miteinander verbundene und voneinander abhängige Größen. Daher werden Verschiebungen in einem von ihnen oft durch andere kompensiert, was sich nicht unbedingt im Niveau der optimalen Funktion und der menschlichen Gesundheit widerspiegelt.

Die innere Umgebung ist ein Spiegelbild der komplexesten Integration der lebenswichtigen Aktivität verschiedener Zellen, Gewebe, Organe und Systeme mit den Einflüssen der äußeren Umgebung.

Daraus ergibt sich die Wichtigkeit individuelle Merkmale inneres Umfeld, das jeden Menschen auszeichnet. Die Grundlage der Individualität der inneren Umgebung ist die genetische Individualität sowie die langfristige Exposition gegenüber bestimmten Bedingungen der äußeren Umgebung. Dementsprechend ist die physiologische Norm ein individuelles Optimum der Vitalaktivität, d.h. die am besten koordinierte und effektivste Kombination aller Lebensprozesse unter realen Umweltbedingungen.

2.1. Blut als innere Umgebung des Körpers.

Abb.2.2. Die Hauptbestandteile des Blutes.

Blut besteht aus Plasma und Zellen (geformte Elemente) - Erythrozyten, Leukozyten und Blutplättchen, die in Suspension sind (Abb. 2.2.). Da Plasma und zelluläre Elemente getrennte Regenerationsquellen haben, wird Blut oft in einen unabhängigen Gewebetyp isoliert.

Die Aufgaben des Blutes sind vielfältig. Dies sind vor allem in verallgemeinerter Form die Funktionen des Transports oder der Übertragung von Gasen und Stoffen, die für die lebenswichtige Aktivität von Zellen notwendig sind oder aus dem Körper entfernt werden müssen. Dazu gehören: Atmungs-, Ernährungs-, integrativ-regulatorische und Ausscheidungsfunktionen (siehe Kapitel 6).

Blut erfüllt auch eine Schutzfunktion im Körper durch die Bindung und Neutralisierung von in den Körper gelangenden Giftstoffen, die Bindung und Zerstörung von fremden Eiweißmolekülen und fremden Zellen, auch solchen infektiösen Ursprungs. Blut ist eine der Hauptumgebungen, in denen die Mechanismen des spezifischen Schutzes des Körpers vor fremden Molekülen und Zellen ausgeführt werden, d.h. Immunität.

Blut ist an der Regulierung aller Arten von Stoffwechsel und Temperaturhomöostase beteiligt, ist die Quelle aller Flüssigkeiten, Geheimnisse und Ausscheidungen des Körpers. Die Zusammensetzung und Eigenschaften von Blut spiegeln die Veränderungen wider, die in anderen Flüssigkeiten der inneren Umgebung und in den Zellen auftreten, und daher sind Blutuntersuchungen die wichtigste diagnostische Methode.

Die Blutmenge oder das Blutvolumen eines gesunden Menschen liegt innerhalb von 68% des Körpergewichts (4 - 6 Liter). Dieser Zustand wird Normovolämie genannt. Nach übermäßiger Wasseraufnahme kann das Blutvolumen ansteigen (Hypervolämie) und in schweren körperliche Arbeit in heißen Werkstätten und übermäßigem Schwitzen - zu fallen (Hypovolämie).

Abb.2.3. Bestimmung des Hämatokrits.

Da Blut aus Zellen und Plasma besteht, ist das Gesamtvolumen des Blutes auch die Summe des Volumens des Plasmas und des Volumens der zellulären Elemente. Ein Teil des Blutvolumens, der dem zellulären Anteil des Blutes zuzurechnen ist, wird als Hämatokrit bezeichnet (Abb. 2.3.). Bei gesunden Männern liegt der Hämatokrit im Bereich von 4448% und bei Frauen bei 4145%. Aufgrund des Vorhandenseins zahlreicher Mechanismen zur Regulierung des Blutvolumens und des Plasmavolumens (Volumenrezeptorreflexe, Durst, nervöse und humorale Mechanismen zur Veränderung der Absorption und Ausscheidung von Wasser und Salzen, Regulierung der Blutproteinzusammensetzung, Regulierung der Erythropoese usw.), Hämatokrit ist eine relativ starre homöostatische Konstante und ihre lange und anhaltende Änderung ist nur unter Bedingungen in großer Höhe möglich, wenn die Anpassung an einen niedrigen Sauerstoffpartialdruck die Erythropoese verstärkt und dementsprechend den Anteil des Blutvolumens pro zellulärem Element erhöht. Normalwerte des Hämatokrits und dementsprechend das Volumen der Zellelemente werden als Normozythämie bezeichnet. Eine Zunahme des von Blutzellen eingenommenen Volumens wird als Polyzythämie bezeichnet, eine Abnahme als Oligozythämie.

Physikochemische Eigenschaften von Blut und Plasma. Die Funktionen des Blutes werden weitgehend durch seine physikalisch-chemischen Eigenschaften bestimmt, darunter Höchster Wert haben osmotischen Druck, onkotischen Druck und kolloidale Stabilität, Suspensionsstabilität, spezifisches Gewicht und Viskosität.

Der osmotische Druck des Blutes hängt von der Konzentration der darin gelösten Stoffmoleküle (Elektrolyte und Nichtelektrolyte) im Blutplasma ab und ist die Summe der osmotischen Drücke der darin enthaltenen Inhaltsstoffe. In diesem Fall werden über 60 % des osmotischen Drucks durch Natriumchlorid erzeugt, und insgesamt machen anorganische Elektrolyte bis zu 96 % des gesamten osmotischen Drucks aus. Der osmotische Druck ist eine der starren homöostatischen Konstanten und beträgt bei einem gesunden Menschen durchschnittlich 7,6 atm mit einer möglichen Schwankungsbreite von 7,38,0 atm. Wenn die Flüssigkeit der inneren Umgebung oder eine künstlich hergestellte Lösung den gleichen osmotischen Druck wie normales Blutplasma hat, wird ein solches flüssiges Medium oder eine solche Lösung isotonisch genannt. Dementsprechend wird eine Flüssigkeit mit einem höheren osmotischen Druck als hypertonisch und eine Flüssigkeit mit einem niedrigeren osmotischen Druck als hypotonisch bezeichnet.

Der osmotische Druck sorgt für den Übergang des Lösungsmittels durch eine halbdurchlässige Membran von einer weniger konzentrierten Lösung zu einer höher konzentrierten Lösung und spielt daher eine wichtige Rolle bei der Verteilung von Wasser zwischen der inneren Umgebung und den Körperzellen. Wenn also die Gewebeflüssigkeit hypertonisch ist, dringt Wasser von zwei Seiten in sie ein - aus dem Blut und aus den Zellen, im Gegenteil, wenn das extrazelluläre Medium hypotonisch ist, gelangt Wasser in die Zellen und das Blut.