§ 13. Состав внутренней среды организма и её функции

Определения и обозначения

Внутренняя среда организма — совокупность крови, тканевой жидкости и лимфы, которая обеспечивает обмен веществ между клетками и организмом. Эти жидкости расположены по-разному, но связаны друг с другом. Такое понятие помогает увидеть, что клетки взаимодействуют с организмом не только через кровь.

Тканевая жидкость — жидкость, образующаяся из плазмы крови и омывающая клетки. Через неё клетки получают нужные вещества и отдают продукты обмена. Она служит посредником между кровью в капиллярах и клетками, до которых кровь обычно не доходит непосредственно.

Лимфа — прозрачная жидкость, образующаяся из тканевой жидкости и движущаяся по лимфатическим сосудам. Она появляется, когда избыток жидкости поступает в лимфатические капилляры. Это определение помогает отличить лимфу от тканевой жидкости по месту движения и этапу её образования.

Гомеостаз — относительное постоянство состава и свойств внутренней среды организма. Слово «относительное» означает, что показатели могут немного меняться, но организм удерживает их в нужных пределах. Это необходимо для нормальной работы клеток, чувствительных к изменениям окружающих условий.

Как это устроено

Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют единую внутреннюю среду, хотя находятся в разных частях организма. Их связь нужна потому, что кровь переносит вещества по сосудам, но клетки расположены вне этих сосудов. Между кровью и клетками поэтому происходит обмен через тканевую жидкость. Часть веществ затем попадает в лимфатическую систему, которая соединена с кровотоком.

В капиллярах часть плазмы крови проходит через тонкие стенки и оказывается в пространстве между клетками. Так возникает тканевая жидкость, непосредственно омывающая клетки. Кислород и питательные вещества переходят из неё в клетки, потому что нужны для их жизнедеятельности. Продукты обмена, которые образуются в клетках, поступают в обратном направлении — в тканевую жидкость, а затем в кровь или лимфу.

Не вся тканевая жидкость сразу возвращается в кровеносные капилляры. Её избыток попадает в лимфатические капилляры, и с этого момента жидкость называют лимфой. Далее она перемещается по лимфатическим сосудам и в итоге возвращается в кровоток. Такой путь помогает отводить лишнюю жидкость из тканей и поддерживать обмен между тканями и кровью.

Кровь выполняет несколько связанных задач. Она доставляет кислород и питательные вещества, разносит гормоны — вещества, с помощью которых организм регулирует работу органов, — и уносит продукты обмена. Кровь также участвует в защите организма от чужеродных веществ и помогает регулировать температуру тела. Перенос веществ связывает работу органов, а защита и регуляция помогают сохранять подходящие условия внутри организма.

Клеткам необходимы определённые условия, чтобы нормально выполнять свои функции. Если состав окружающей их жидкости сильно изменится, нарушится поступление нужных веществ и удаление отходов. Поэтому организм поддерживает состав и свойства внутренней среды относительно постоянными. Это состояние называют гомеостазом; оно не означает полного отсутствия изменений, а показывает, что организм удерживает важные условия в допустимых пределах.

Состав внутренней среды организма

Сначала сравнивай, где находится каждый компонент, затем — как он образуется и движется. Если нужно проследить обмен веществ, начинай с крови в капилляре, переходи к тканевой жидкости и затем к клетке. Таблица показывает, что компоненты различаются, но действуют как части одной системы.

Разбор задач

Задача 1. Распределите описания: «движется по кровеносным сосудам», «омывает клетки», «движется по лимфатическим сосудам» — между кровью, тканевой жидкостью и лимфой.

Нужно сопоставить каждое описание с местом, где находится жидкость. Чтобы не перепутать тканевую жидкость и лимфу, вспомним, что первая расположена между клетками, а вторая движется по отдельной системе сосудов. Порядок можно проверить по пути избытка жидкости из тканей.

1. Выражение «движется по кровеносным сосудам» относится к крови: именно по ним кровь переносится по организму.
2. Выражение «омывает клетки» относится к тканевой жидкости, которая находится между клетками и обеспечивает обмен с ними.
3. Выражение «движется по лимфатическим сосудам» относится к лимфе, образующейся из избытка тканевой жидкости.

Ответ: кровь движется по кровеносным сосудам; тканевая жидкость омывает клетки; лимфа движется по лимфатическим сосудам. Сопоставление основано не на цвете или составе жидкости, а на её местонахождении и пути движения. Так легко отделить тканевую жидкость от лимфы.

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

Кислород переносится кровью и должен попасть из капилляра в клетку. Между кровью и клетками находится тонкая стенка сосуда и пространство, заполненное тканевой жидкостью. Поэтому важно назвать не только начальную и конечную точки, но и промежуточную среду.

1. Сначала кислород находится в крови, протекающей по капилляру.
2. Затем он проходит через стенку капилляра и оказывается в тканевой жидкости, омывающей клетки.
3. Из тканевой жидкости кислород поступает в клетку, где используется для жизнедеятельности.

Ответ: путь кислорода — кровь в капилляре, затем тканевая жидкость, затем клетка. Посредником между кровью и клеткой является именно тканевая жидкость. Она позволяет веществам обмениваться между ними, даже если клетка не соприкасается с кровью напрямую.

Задача 3. Объясните, что происходит с избытком тканевой жидкости и как она в итоге возвращается в кровоток.

В тканях образуется жидкость, необходимая для обмена, но её избыток должен отводиться. Проследим, куда она попадает после пространства между клетками. Затем определим, как это движение связывает лимфатическую систему с кровью.

1. Избыток тканевой жидкости поступает в лимфатические капилляры.
2. После попадания в них жидкость называют лимфой; дальше она движется по лимфатическим сосудам.
3. Затем лимфа возвращается в кровоток, поэтому жидкость снова оказывается связанной с кровеносной системой.

Ответ: избыток тканевой жидкости становится лимфой, движется по лимфатическим сосудам и в итоге возвращается в кровь. Называть её лимфой следует после поступления в лимфатические капилляры. Так объясняется связь между тремя компонентами внутренней среды.

Типичные ошибки

Ошибка — считать тканевую жидкость и лимфу одной и той же жидкостью. Их связь действительно тесная: лимфа образуется из избытка тканевой жидкости, поэтому названия легко смешать. Проверь себя вопросом, где находится жидкость: между клетками — тканевая, в лимфатических сосудах — лимфа. Значит, они различаются местом и этапом движения.

Ошибка — называть внутренней средой только кровь. Такое представление возникает потому, что кровь хорошо заметна и переносит много веществ. Но в состав внутренней среды входят также тканевая жидкость и лимфа. Для проверки вспомни полный перечень из трёх компонентов, а не только жидкость в кровеносных сосудах.

Ошибка — думать, что клетки непосредственно омываются кровью. Обычно между кровью в капиллярах и клетками находится тканевая жидкость, через которую и происходит обмен. Путаница появляется из-за того, что кровь доставляет вещества к тканям. Проверь рассуждение: если речь идёт о жидкости вокруг клетки, это тканевая жидкость.

Ошибка — сводить функции внутренней среды только к переносу веществ. Перенос действительно важен, но он не объясняет участие крови в защите организма и регуляции температуры, а также значение постоянных условий для клеток. Чтобы проверить ответ, назови не только транспорт, но и другие функции. Помни также о гомеостазе — поддержании относительного постоянства внутренней среды.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, как устроены капилляры и кровеносная система: через стенки капилляров часть плазмы образует тканевую жидкость. Полезно также представлять, что вещества перемещаются между кровью и клетками, а не оказываются в клетках сами собой. Тема связана с изучением состава крови, кровообращения и иммунитета, поскольку кровь переносит вещества и участвует в защите организма. Позднее эти знания помогут разобраться в работе лимфатической системы, обмене веществ и поддержании гомеостаза.

Что запомнить

• Внутренняя среда организма состоит из крови, тканевой жидкости и лимфы.
• Кровь движется по кровеносным сосудам.
• Тканевая жидкость омывает клетки и обеспечивает обмен между ними и кровью.
• Лимфа образуется из тканевой жидкости и движется по лимфатическим сосудам.
• Компоненты внутренней среды связаны между собой.
• Постоянство состава и свойств внутренней среды поддерживает гомеостаз.