Внутренняя среда организма. Состав и функции крови

Взаимосвязь между всеми структурами организма обеспечивает его внутренняя среда, которая представлена кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Организм человека способен сохранять постоянство внутренней среды, или гомеостаз. Для поддержания гомеостаза он должен реагировать на любые изменения внешних условий, которые способны привести к изменениям его внутренней среды. Организм, который не способен поддерживать гомеостаз, обречён на гибель.

Кровь движется по системе замкнутых сосудов, но способна проникать через тонкие стенки капилляров в пространство между клетками и образовывать тканевую жидкость. Она окружает клетки, снабжает их кислородом и питательными веществами, из клеток в тканевую жидкость выделяются углекислый газ и ненужные организму продукты обмена, которые при накоплении могут нанести вред. Далее часть тканевой жидкости возвращается в кровь, а часть – попадает в лимфатические сосуды и образует лимфу, которая по лимфатическим сосудам оттекает от органов.

В лимфатических сосудах и узлах с лимфой происходят определённые изменения, после которых она вновь возвращается в кровеносное русло, объединяясь с кровью. Так замыкается круг циркуляции жидкостей в нашем организме.

Кровь – жидкая соединительная ткань, которая циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов. По кровеносным сосудам передвигается не вся кровь, а только её часть. Большая часть крови находится в депо (например в селезёнке, печени, лёгких и коже) и пополняет кровоток, когда возникает необходимость в восстановлении объёма циркулирующей по сосудам крови, например во время мышечной работы и при кровопотерях.

У взрослого человека объём крови составляет от 5 до 6 литров, это примерно около 8 % от массы тела. Кровь состоит из жидкой части – плазмы – и взвешенных в ней клеток крови – форменных элементов. Плазма и форменные элементы находятся в определённом соотношении друг с другом. На клетки крови приходится около 40 процентов от объёма крови, а остальной объём (шестьдесят процентов) составляет плазма.

Состав плазмы крови. Это желтоватая полупрозрачная жидкость, которая на 90% состоит из воды, в которой в растворённом состоянии находятся от 6-8 % белков, 1% других органических веществ, 0,9 % хлорида натрия и других солей и примерно 0,1 % глюкозы.

Белки плазмы крови транспортируют питательные вещества, витамины и гормоны к клеткам организма. Многие из вас, наверное, слышали про гамма-глобулин – белок крови, который используется как лечебный препарат для повышения защитных сил организма. Он защищает наш организм от чужеродных объектов.

Если из плазмы крови удалить белки, а именно фибриноген и протромбин, то получится сыворотка. Она используется в качестве лекарственных препаратов при многих инфекционных заболеваниях (столбняке, дифтерии, гриппе) и отравлениях, например ядом змеи.

Форменные элементы крови представлены у человека эритроцитами, тромбоцитами и лейкоцитами. Все они образуются в красном костном мозге.

Количество эритроцитов в среднем 4,5 млн. в 1 мм³. Количество лейкоцитов: 4500–8000 в 1 см³. Количество тромбоцитов: в среднем 200–400 тысяч в 1 мм³.

Например, за 70 лет жизни в костном мозге человека образуется 650 кг эритроцитов.

Эритроциты – красные клетки крови, не имеющие ядра. Они составляют основную часть форменных элементов. Эритроциты играют очень важную роль в нашем организме: они обеспечивают каждый орган, ткань, клетку необходимым для жизни кислородом и уносят от них углекислый газ, который при накоплении может нанести вред. Эритроциты не случайно имеют форму двояковогнутого диска и не имеют ядра: это увеличивает площадь их поверхности, благодаря чему они связывают и переносят достаточно большое количество газов. Эритроциты эластичны, это позволяет им проходить по узким кровеносным сосудам – капиллярам. Сами они не способны к самостоятельному движению, они переносятся с током крови.

Более чем на 90% эритроциты заполнены гемоглобином – пигментом, который придаёт крови красный цвет. Гемоглобин образован активной группой (гемом) и белком (глобином). В состав гема входит железо в степени окисления плюс два. Атомы железа способны образовывать химический комплекс с кислородом. В процессе переноса кислорода гемоглобин превращается в оксигемоглобин. Валентность железа при этом не меняется, поэтому в тканях оксигемоглобин легко распадается с освобождением кислорода.

Гемоглобин соединяется и с углекислым газом, образуя карбогемоглобин. Если в помещении используется печное отопление, в воздухе может оказаться примесь угарного газа. Оксид углерода-два чрезвычайно опасен для жизни, так как образует стойкое соединение с гемоглобином – карбоксигемоглобин.

Захватившие угарный газ молекулы гемоглобина теряют способность переносить кислород из лёгких в ткани. При отравлении угарным газом могут возникнуть рвота, судороги, потеря сознания и смерть от прекращения тканевого дыхания.

Эритроциты живут около 120 суток. По мере старения, проходя через мелкие кровеносные сосуды печени или селезёнки, эритроциты приклеиваются к их внутренней поверхности и погибают.

Интересный факт. За одну секунду в нашем организме появляется десять миллионов новых эритроцитов, заменяющих такое же количество погибших. За сутки это количество возрастает до двухсот миллиардов.

Форменные элементы, которые участвуют в остановке кровотечений, – это тромбоциты (уплощённые безъядерные пластинки). Они циркулируют в крови в течение пяти – семи дней и затем разрушаются в селезёнке.

Так же, как и эритроциты, они не могут передвигаться сами.

Тромбоциты способны прилипать к чужеродной или шероховатой поверхности, например к стеклу или повреждённому кровеносному сосуду. Кровяные пластинки при этом увеличиваются в размерах до десяти раз. Вместо округлой формы они приобретают звёздчатую форму с многочисленными отростками.

В неглубоких порезах через три-четыре минуты кровотечение останавливается, а в ранке виден сгусток крови. При повреждении кровеносных сосудов нежные и нестойкие кровяные пластинки – тромбоциты – разрушаются. При этом в плазму крови выделяется особое вещество, под влиянием которого происходит цепь химических реакций, в результате которых растворимый белок плазмы крови фибриноген превращается в нерастворимый – фибрин. Он имеет вид тонких нитей, которые образуют густую сеть. В её ячейках застревают форменные элементы и формируется сгусток крови, или тромб, который закрывает рану.

Свёртывание крови – защитная реакция организма, выражающаяся в остановке кровотечения при повреждении сосуда. Эта реакция организма обеспечивает гомеостаз, так как происходит сохранение объёма крови.

Есть люди, у которых резко понижена свёртываемость крови. Даже небольшая царапина может вызвать у них смертельно опасное кровотечение. Это заболевание называется гемофилия. Оно передаётся по наследству, и болеют им главным образом мужчины.

Лейкоциты – белые клетки крови, которые в отличие от всех остальных форменных элементов содержат ядро. Они так же, как и другие форменные элементы, образуются в красном костном мозге. Продолжительность их жизни может изменяться в широких пределах – от нескольких часов до нескольких лет. Основная функция лейкоцитов – защита организма от инфекций, чужеродных белков и инородных тел, проникших в организм и способных нанести вред.

В отличие от эритроцитов, которые никогда не покидают русла кровеносных сосудов, лейкоциты, как правило, функционируют за пределами кровеносного и лимфатического русла – в тканях. Они способны к амебоидному движению. Подобно одноклеточному простейшему – амёбе, они могут образовывать ложноножки, передвигаться с их помощью и, приблизившись к микроорганизму, обволакивать его ложноножками, а затем втягивать внутрь цитоплазмы. Один лейкоцит может поглотить около двадцати бактерий.

Если чужеродное тело по своим размерам превышает лейкоцит, то они накапливаются вокруг и образуют барьер. Переваривая инородное тело, лейкоциты гибнут.

В результате образуется гнойник, который через какое-то время прорывается, и его содержимое выводится во внешнюю среду.

Поглощение и переваривание лейкоцитами различных микроорганизмов и чужеродных веществ называется фагоцитозом (что в переводе с греческого слова «фагос» означает «пожиратель»). Сами лейкоциты называются фагоцитами.

Явление фагоцитоза было открыто выдающимся русским учёным Ильёй Ильичом Мечниковым.

Кровь находится в постоянном движении по системе кровеносных сосудов и выполняет ряд важных функций.

Терморегуляторная функция крови заключается в том, что кровь поглощает тепло в органах, которые его вырабатывают, и переносит его по всему организму, обеспечивая постоянную температуру тела.

Газотранспортная функция заключается в транспорте кислорода из лёгких в ткани и углекислого газа в обратном направлении.

Питательная функция заключается в переносе питательных веществ (глюкозы, аминокислот, солей, витаминов) от органов пищеварительной системы к тканям.

Выделительная функция связана с доставкой конечных продуктов обмена к органам выделения.

Регуляторная функция состоит в переносе гормонов и других биологически активных веществ, которые влияют и регулируют деятельность отдельных органов и тканей.

Очень важна для организма защитная функция крови. В ней находятся лейкоциты и особые белки, которые осуществляют борьбу с чужеродными телами и защищают наш организм от различных инфекций. К защитной функции также относится свёртывание крови.

Получается, что практически все функции крови направлены на поддержание постоянства состава и внутренней среды организма.

Учитывая это, их можно объединить в одну, едва ли не самую важную функцию, – гомеостатическую.

Основные отличия жидкостей внутренней среды

В организме человека находится от четырёх до шести литров крови и один–три литра лимфы. У взрослого человека объём тканевой жидкости в три раза превышает объём крови и лимфы вместе взятых и составляет около двадцати литров. Кровь имеет ярко-алый или тёмно-вишнёвый цвет. Лимфа бесцветная или желтоватая. Тканевая жидкость бесцветная. В крови содержатся форменные элементы трёх видов, в лимфе – только лейкоциты, а в тканевой жидкости они практически отсутствуют.