§ 26. Внутренняя среда организма. Кровь. Плазма и эритроциты

Определения и обозначения

Внутренняя среда организма — совокупность крови, тканевой жидкости и лимфы, обеспечивающая условия для жизнедеятельности клеток. Клетки не соприкасаются напрямую с внешней средой, поэтому получают нужные вещества через эту систему. Так поддерживается их питание, дыхание и удаление отходов.

Гомеостаз — относительное постоянство состава и свойств внутренней среды организма. Слово «относительное» означает, что небольшие изменения возможны, но они быстро регулируются. Благодаря гомеостазу клетки работают в подходящих для них условиях даже при изменениях внешней среды.

Кровь — жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы и форменных элементов. Плазма является жидкой основой, а к форменным элементам относят эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Вместе они обеспечивают транспорт веществ, защиту организма и участие в регуляции его работы.

Плазма и эритроцит — соответственно жидкая часть крови и её форменный элемент, переносящий главным образом кислород. Плазма переносит растворённые вещества, а эритроцит специализируется на газообмене благодаря гемоглобину. Такое разделение функций делает движение веществ по организму эффективным.

Как это устроено

Кровь движется по сосудам и соприкасается с тканями через стенки капилляров. Часть плазмы выходит из капилляров в промежутки между клетками и превращается в тканевую жидкость. Клетки получают из неё кислород и питательные вещества, а выделяют углекислый газ и другие продукты обмена. Большая часть жидкости возвращается в кровь, а оставшаяся поступает в лимфатические сосуды и становится лимфой.

Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют единую систему, потому что постоянно обмениваются водой и растворёнными веществами. Тканевая жидкость служит непосредственным «посредником» между кровью и клетками. Лимфа возвращает лишнюю жидкость в кровоток и проходит через лимфатические узлы, где задерживаются некоторые чужеродные частицы. Поэтому нарушение движения любого компонента отражается на питании тканей и защите организма.

Клеткам нужны почти одинаковые условия: определённое содержание воды, солей, питательных веществ, кислорода и подходящая температура. Если состав внутренней среды сильно изменится, ферменты и другие клеточные структуры начнут работать хуже. Поэтому организм регулирует содержание воды и солей, температуру, уровень питательных веществ и удаление отходов. Это и есть поддержание гомеостаза, необходимого для согласованной работы органов.

Плазма примерно на большую часть состоит из воды, в которой растворены минеральные соли, белки, глюкоза, аминокислоты, жиры, витамины и продукты обмена. Вода служит средой для переноса, соли помогают поддерживать осмотическое давление и кислотно-щелочное равновесие, а белки участвуют в защите, свёртывании и переносе некоторых веществ. Поэтому плазма не просто перемещает вещества по сосудам. Через неё органы связаны между собой, а состав крови может регулироваться.

Эритроцит имеет форму диска с углублениями в центре с обеих сторон, поэтому его называют двояковогнутым. У зрелого эритроцита нет ядра, а почти всё внутреннее пространство занято гемоглобином — белком, способным связывать кислород. Большая площадь поверхности ускоряет обмен газами, отсутствие ядра освобождает место для гемоглобина, а гибкость помогает проходить через узкие капилляры. В лёгких гемоглобин соединяется с кислородом, в тканях связь ослабевает, и кислород поступает к клеткам; часть углекислого газа переносится обратно к лёгким.

Состав и функции внутренней среды и крови

Сначала определите, о каком компоненте идёт речь, затем сопоставьте его состав со строением и функцией. Например, наличие гемоглобина сразу указывает на участие эритроцита в переносе газов. Таблица также показывает, что кровь нельзя отождествлять только с плазмой: её свойства создаются совместной работой жидкой части и форменных элементов.

Разбор задач

Задача 1. Определить, какие компоненты крови обеспечивают перенос кислорода, питательных веществ и продуктов обмена.

Нужно распределить транспортные функции между плазмой и форменными элементами. Для этого важно связать каждую функцию с веществом, которое переносится. Кислород требует специального переносчика, а многие растворимые вещества могут двигаться в жидкой части крови.

1. Кислород связывается с гемоглобином, который находится внутри эритроцитов.
2. Глюкоза, соли, аминокислоты и другие растворимые вещества переносятся плазмой.
3. Продукты обмена также поступают в плазму и с её током направляются к органам выделения.

Ответ: кислород переносят эритроциты благодаря гемоглобину, а питательные вещества и значительная часть продуктов обмена перемещаются с плазмой. Некоторые вещества могут переноситься и клетками крови, но для школьного ответа главным является такое распределение функций.

Задача 2. Объяснить, почему уменьшение числа эритроцитов или содержания гемоглобина приводит к быстрой утомляемости и одышке.

Нужно проследить цепочку от изменения состава крови до симптомов. Эритроциты доставляют кислород, а гемоглобин связывает его в лёгких и отдаёт в тканях. Если любого из этих звеньев становится меньше, клетки получают меньше кислорода для получения энергии.

1. Уменьшение числа эритроцитов снижает общее количество переносчиков кислорода.
2. При недостатке гемоглобина каждый эритроцит связывает меньше кислорода.
3. Клеткам не хватает кислорода, поэтому они вырабатывают меньше энергии, а организм усиливает дыхание и работу сердца.

Ответ: недостаток эритроцитов или гемоглобина уменьшает снабжение тканей кислородом. Отсюда возникают слабость и быстрая утомляемость, а усиленное дыхание ощущается как одышка.

Задача 3. Сравнить плазму и эритроциты по составу, строению и функциям, а затем объяснить последствия значительной потери крови.

Сначала нужно сравнить два компонента по одинаковым признакам, а затем связать их особенности с последствиями кровопотери. Плазма — жидкая смесь, а эритроцит — специализированная клетка. Значит, потеря крови одновременно уменьшает объём жидкости и количество переносчиков кислорода.

1. Плазма содержит воду и растворённые вещества, а эритроцит не имеет ядра и содержит гемоглобин.
2. Плазма переносит соли, питательные вещества, гормоны и отходы, а эритроциты главным образом переносят кислород.
3. При кровопотере снижается объём циркулирующей крови, нарушается давление, ухудшается транспорт веществ и уменьшается доставка кислорода.

Ответ: плазма обеспечивает жидкий транспорт и постоянство внутренней среды, а эритроциты — перенос газов. Значительная потеря крови опасна тем, что нарушает сразу несколько функций: кровообращение, снабжение тканей кислородом и поддержание гомеостаза.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать кровью только жидкую часть. Так происходит из-за внешнего вида крови, но плазма — лишь один её компонент. Проверьте себя: в определении крови должны быть названы плазма и форменные элементы.

Ошибка 2. Путать внутреннюю среду с кровью. Кровь действительно входит в её состав, однако тканевая жидкость и лимфа тоже относятся к внутренней среде. Для проверки перечислите все три компонента.

Ошибка 3. Говорить, что эритроцит переносит кислород благодаря ядру. У зрелого эритроцита ядра нет, а кислород связывает гемоглобин. Вспомните строение клетки и найдите в ней именно этот белок.

Ошибка 4. Считать плазму только транспортной жидкостью. В ней находятся белки и соли, поэтому она участвует также в защите, регуляции и поддержании постоянства среды. Проверяйте ответ по нескольким функциям, а не только по перемещению веществ.

Связь с другими темами

До изучения темы нужны знания о клетке, тканях, органах и системах органов. Также важно понимать газообмен в лёгких и тканях: именно он объясняет движение кислорода и углекислого газа кровью.

Полученные знания пригодятся при изучении дыхательной системы, кровообращения и иммунитета. Они помогают понять, почему анемия сопровождается слабостью и одышкой.

Понятие гомеостаза встретится при изучении выделительной, нервной и эндокринной систем. Эти системы совместно поддерживают постоянство внутренней среды.

Что запомнить

• Внутренняя среда организма включает кровь, тканевую жидкость и лимфу.
• Главное свойство внутренней среды — относительное постоянство состава и свойств.
• Кровь состоит из плазмы и форменных элементов.
• Плазма содержит воду, соли, белки, питательные вещества и продукты обмена.
• Эритроциты переносят кислород благодаря гемоглобину.
• Двояковогнутая форма и отсутствие ядра увеличивают эффективность работы эритроцитов.
• Кровь связывает органы и ткани транспортом веществ и поддерживает гомеостаз.