Внутренняя среда организма

Определения и обозначения

Внутренняя среда организма — кровь, тканевая жидкость и лимфа, обеспечивающие обмен веществ между клетками и внешней средой. Эти жидкости переносят вещества и связывают клетки с системами организма. Их совместная работа помогает клеткам получать необходимое и избавляться от отходов обмена.

Тканевая жидкость — жидкость, заполняющая промежутки между клетками и непосредственно участвующая в обмене веществ между кровью и клетками. Она служит ближайшей жидкой средой для большинства клеток. Благодаря ей вещества могут перейти из капилляров к клеткам и обратно.

Лимфа — прозрачная жидкость, образующаяся из тканевой жидкости после её поступления в лимфатические капилляры. Она движется по лимфатическим сосудам и в конечном счёте возвращается в кровоток. Так избыток жидкости не остаётся в тканях, а включается в общий обмен организма.

Гомеостаз — относительное постоянство состава и свойств внутренней среды, необходимое для нормальной работы клеток. Постоянство здесь не означает, что значения совсем не меняются: организм регулирует их в допустимых пределах. Это позволяет клеткам работать устойчиво при изменениях внешних условий.

Как это устроено

Клетки не могут получать вещества прямо из окружающего воздуха или пищи: сначала эти вещества должны попасть в жидкую среду организма. Кислород и питательные вещества доставляются кровью к мелким капиллярам, а затем переходят к клеткам. Продукты обмена движутся в обратном направлении, от клеток к крови или другим путям удаления. Поэтому жидкая среда нужна как посредник между клетками и внешней средой.

Кровь и клетки разделены стенкой капилляра, но она достаточно тонкая, чтобы через неё могли проходить вода и некоторые растворённые вещества. Часть плазмы крови фильтруется через эту стенку и оказывается в промежутках между клетками. Так образуется тканевая жидкость, состав которой близок к жидкой части крови, но не полностью совпадает с ней. Она доставляет клеткам вещества, не требуя прямого контакта клеток с кровью.

Обмен жидкости не прекращается: часть тканевой жидкости возвращается в кровеносные капилляры, а часть остаётся в межклеточных промежутках. Если бы её избыток там накапливался, нарушалось бы нормальное окружение клеток. Поэтому лишняя жидкость поступает в лимфатические капилляры, которые начинаются в тканях. После попадания туда тканевая жидкость называется лимфой и далее движется по лимфатическим сосудам.

Кровь, тканевая жидкость и лимфа не существуют отдельно друг от друга: между ними постоянно переходят вода и растворённые вещества. Кровь приносит вещества к капиллярам, тканевая жидкость передаёт их клеткам, а лимфатическая система собирает часть жидкости из тканей. Лимфа в итоге возвращается в кровоток, замыкая путь избытка жидкости. Благодаря такому взаимодействию клетки получают вещества, а жидкость не теряется в тканях.

Клеткам подходят только определённые условия: им нужны подходящие концентрации веществ, температура и кислотность среды. Если состав внутренней среды сильно изменится, химические реакции в клетках могут нарушиться, а органы начнут работать хуже. Организм регулирует состав жидкостей и удерживает его в допустимых пределах. Это относительное постоянство и называют гомеостазом; оно необходимо для согласованной работы клеток и органов.

Составные части внутренней среды организма

Сравнивай жидкости по месту нахождения и по тому, как они образуются: эти признаки показывают связь между ними. Для объяснения обмена проследи путь вещества от крови к клетке через тканевую жидкость. Если речь идёт об избытке жидкости в тканях, проверь, куда он поступает и как называется дальше.

Разбор задач

Задача 1. Ученик перечислил кровь, тканевую жидкость и лимфу. Объясните, что объединяет эти жидкости и почему они относятся к внутренней среде организма.

1. Вспомним, что внутренняя среда состоит из жидкостей организма, связанных обменом веществ.
2. Кровь передаёт вещества тканевой жидкости, а тканевая жидкость обменивается ими с клетками.
3. Избыток тканевой жидкости поступает в лимфатические капилляры и движется по лимфатическим сосудам.

Ответ: эти жидкости образуют внутреннюю среду, потому что связаны переходом веществ и обеспечивают обмен между кровью и клетками. Каждая выполняет свою часть общего пути переноса веществ.

Задача 2. Проследите путь кислорода от крови в капилляре до клетки и назовите жидкую среду, через которую он проходит.

1. Сначала кислород находится в крови, текущей по капилляру.
2. Затем он проходит через стенку капилляра и оказывается в тканевой жидкости между клетками.
3. Из тканевой жидкости кислород переходит в клетку, где используется в жизненных процессах.

Ответ: путь кислорода — кровь в капилляре → тканевая жидкость → клетка. Непосредственно перед поступлением в клетку он проходит через тканевую жидкость.

Задача 3. Избыток тканевой жидкости поступил в лимфатический капилляр. Объясните, как теперь называется эта жидкость, куда она движется и как связана с кровью.

1. Определим, где находится жидкость: она уже поступила в лимфатический капилляр.
2. После этого тканевую жидкость называют лимфой; она движется по лимфатическим сосудам.
3. Далее лимфа возвращается в кровоток, поэтому избыток жидкости из тканей снова включается в движение крови.

Ответ: жидкость называется лимфой, движется по лимфатическим сосудам и в итоге возвращается в кровь. Сначала она была частью тканевой жидкости, образовавшейся из плазмы крови.

Типичные ошибки

Ошибочно считать тканевую жидкость и лимфу одной и той же жидкостью на всём пути. Их состав и происхождение связаны, поэтому названия легко перепутать. Но тканевой жидкостью она называется в промежутках между клетками, а лимфой — после поступления в лимфатический капилляр. Проверь себя вопросом: где именно находится жидкость?

Неверно думать, что клетки обычно омываются кровью напрямую. Можно так решить, потому что кровь переносит к тканям кислород и питательные вещества. Однако кровь находится внутри капилляров, а между их стенкой и клетками лежит тканевая жидкость. Чтобы проверить ответ, восстанови последовательность: кровь — тканевая жидкость — клетка.

Лимфа не образуется прямо из крови. Путаница возникает из-за того, что кровь — исходный источник части жидкости, которая окажется в лимфатической системе. Сначала плазма проходит через стенки капилляров и образует тканевую жидкость, а её избыток затем попадает в лимфатические капилляры. Проверь, не пропущено ли в объяснении промежуточное звено.

Сердце и сосуды не являются составными частями внутренней среды: к ней относятся кровь, тканевая жидкость и лимфа. Ошибка понятна, потому что сердце и сосуды обеспечивают движение крови, а лимфатические сосуды — движение лимфы. Но орган или путь движения не равен самой жидкости. Проверь себя, задав вопрос: это жидкость или структура, которая её переносит?

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно знать, что клеткам требуются вещества и что продукты обмена необходимо удалять. Эти сведения помогают понять, почему клетка зависит от окружающей её тканевой жидкости.

Представление о составе крови и строении кровеносных капилляров объясняет, откуда берётся тканевая жидкость и как вещества покидают кровь. Без этой связи трудно проследить путь кислорода и питательных веществ к клеткам.

Знание внутренней среды пригодится при изучении кровообращения и иммунитета, а также механизмов поддержания постоянства условий в организме. Оно помогает увидеть, как перенос веществ и регуляция состава жидкостей поддерживают работу клеток и органов.

Что запомнить

• Внутренняя среда включает кровь, тканевую жидкость и лимфу.
• Клетки непосредственно окружает тканевая жидкость.
• Тканевая жидкость образуется из плазмы крови.
• Избыток тканевой жидкости поступает в лимфатические капилляры и становится лимфой.
• Кровь, тканевая жидкость и лимфа связаны обменом веществ.
• Относительное постоянство внутренней среды необходимо для нормальной работы клеток.