Поняття про внутрішнє середовище організму. Гомеостаз

Термін «внутрішнє середовище організму» запропонований французьким фізіологом Клодом Бернаром. У це поняття включена сукупність рідин – кров, лімфа, тканинна (інтерстиціальна, позаклітинна), спинномозкова та інші, які омивають клітини й навколоклітинні структури тканин, і приймають тим самим участь у здійсненні обміну речовин.

Основним внутрішнім середовищем організму є кров, а роль безпосереднього живильного середовища для клітин виконує тканинна рідина. ЇЇ склад і властивості специфічні для кожного органу, відповідають його структурним і функціональним особливостям. Надходження із крові складових частин тканинної рідини і їхній зворотний відтік у лімфу і знову в кров селективно регулюється тканинними бар'єрами. Визначаючи склад крові, тканинної рідини, можна судити про обмінні процеси, які відбуваються в окремих органах, тканинах або в організмі. Внутрішнє середовище характеризується динамічною сталістю – гомеостазом, що має особливе значення в життєдіяльності організму.

Більш 100 років тому великий фізіолог К. Бернар дійшов висновку, що «сталість внутрішнього середовища є умова незалежного існування», інакше кажучи, для того, щоб організм функціонував ефективно, його клітини повинні знаходитися в точно регульованому середовищі, Пізніше цей принцип був підтверджений численними експериментами і спостереженнями і стало ясно, що внутрішнє середовище організму регулюється значною кількістю спеціальних механізмів. Основний принцип регуляції – негативний зворотний зв'язок. Завдяки цьому склад внутрішнього середовища підтримується на достатньо постійному рівні.

Для опису цього стану Уолтер Кеннон ввів у 1929 році термін гомеостаз (грец. homoios – подібний, однаковий + stasis – стояння, нерухомість). Під гомеостазом зараз розуміють не тільки самі узгоджені фізіологічні процеси, що підтримують більшість стійких станів організму, але і регулюючі механізми, які забезпечують цей стан. Багато які із окремих механізмів, що регулюють внутрішні і позаклітинні взаємодії, викликають у ряді випадків врівноважуючий один одного взаємно протилежний вплив. У кінцевому рахунку це призводить до встановлення в організмі рухливого фізіологічного фону, а також дозволяє живій системі, незважаючи на зміни, що виникають у процесі життєдіяльності і зміни у навколишньому середовищі, підтримувати відносну динамічну сталість. Межі гомеостазу можуть бути жорсткими і пластичними. Їхні показники залежать від видових, індивідуальних, статевих і інших умов. Жорсткими константами є параметри внутрішнього середовища, що визначають оптимальну активність обмінних процесів. Так, при зниженні рН на 0,5 одиниць зменшується сила м'язових скорочень, а гемоглобін втрачає здатність зв'язувати кисень тощо.

Живий організм являє собою відкриту систему, що безперервно обмінюється речовиною й енергією із навколишнім середовищем. У цьому обміні і підтримці сталості внутрішнього середовища бере участь величезна кількість органів, систем, процесів, механізмів. До них відносяться шкіра, селезінка, печінка, бар'єрна система, імунна система і багато інших.

Наприклад, шкіра забезпечує захисну, обмінну, видільну, сенсорну й інші функції. Вона є депо води і жиру. У селезінці здійснюється кровотворення, депонування електролітів, ліпідів, у ній утворюються гемолізини. У печінці знешкоджуються токсини, лікарські речовини, руйнується низка гормонів. Печінка бере участь в обміні білків, жирів, вуглеводів і води, а також у виробленні тепла в організмі. В ній утворюються жовч, компоненти системи зсідання крові і протизсідальної системи і інші біологічно активні речовини. Вона є депо мінералів і вітамінів. Поряд із шкірою, нирками, органами дихання і травного тракту печінка входить до складу зовнішніх бар'єрів, що забезпечують захист організму від несприятливих факторів навколишнього середовища, внутрішніх бар'єрів, що зберігають сталість внутрішнього середовища. До внутрішніх бар'єрів прийнято відносити гістогематичні, гематоенцефалічні, гематокохлеарні та інші. Їхньою структурною основою є ендотелій капілярів. В кінцевому рахунку всі ці органи забезпечують сталість внутрішнього середовища організму і в першу чергу сталий скад крові.