Содержание

Как называется внутренняя среда клетки: понятие цитоплазмы, гиалоплазмы, цитозоля

Структура клетки остается общей для многих организмов. Это клеточная мембрана, цитоплазма с транспортной сетью и органеллами. В эукариотических клетках имеется также ядро, а в клетках грибов, бактерий и растений дополнительно присутствует клеточная стенка. Она отделяет клетку от внешней среды, тогда как внутренняя, где протекают биосинтетические и метаболические процессы, защищена от неблагоприятных условий. Тогда как называется внутренняя среда клетки?

Цитоплазма и гиалоплазма

Наиболее очевидным вариантом ответа является цитоплазма. Она представляет собой коллоидную субстанцию, в толще которой расположены включения и обязательные органеллы. Однако ответ следует дополнить и термином "гиалоплазма". Так называется прозрачная среда с включениями и некоторыми органеллами. Интересно, что эта трактовка не позволяет провести четкую границу между терминами цитоплазмы и гиалоплазмы, потому как они характеризуют аналогичные понятия.

Состав внутренней среды клетки

В действительности так оно и есть, а гиалоплазмой часто называют саму цитоплазму. Она состоит из цитозоля, органелл и непостоянных включений. Термином "цитозоль" называют неоднородную жидкую часть цитоплазмы (или гиалоплазмы), которая состоит из воды, белков и неорганических соединений. Это вязкая коллоидная среда, которая обеспечивает тургор клетки и поддерживает синтетические, транспортные и метаболические процессы. Это та окружающая среда, в толще которой взвешены включения и органеллы. Она должна иметь постоянный состав и физико-химические характеристики, если это касается обычных тканей.

Если в качестве примера брать возбудимые ткани (мышечную или нервную), то в их клетках наблюдается циклическая смена заряда и мембранного потенциала, концентрации ионов. Практически все только что синтезированные белки попадают в цитозоль, если им не требуется постсинтетическая модификация. Если после синтеза им нужна сборка белковых субъединиц или к ним нужно присоединить липидный или углеводный участок, то они будут транспортированы с шероховатого эндоплазматического ретикулюма в комплекс Гольджи. Позднее они подпадут в цитозоль или на клеточную мембрану, где будут выполнять свою функцию.

Связь внутренней среды многоклеточного организма

Цитоплазма, гиалоплазма и цитозоль — все это различные названия внутренней среды клетки. В обеспечении процессов ее жизнедеятельности они играют важнейшую роль, так как являются тем местом, где происходят синтетические, метаболические и транспортные процессы. При этом цитоплазма клеток многоклеточных организмов хоть и ограничена, но является частью внутренней среды многоклеточного организма. Она имеет сообщение с межклеточной жидкостью и кровью — транспортной системой организма.

Из крови вещества проникают в межклеточное пространство (интерстиций), откуда транзитом через ионные каналы или через цитоплазматическую мембрану питательные вещества и связанный кислород поступают в цитоплазму. Так называется внутренняя среда клетки, единая система, которая выполняет ее важнейшие функции.

В узком смысле цитоплазму (или гиалоплазму) можно назвать посредником между ядром клетки и интерстицием. Последний выступает в аналогичной роли для цитоплазмы и крови. Потому цитоплазма (или гиалоплазма) — это название внутренней среды клетки. Она располагается между ядерным матриксом и клеточной мембраной. При этом именно цитоплазма занимает наибольший объем клетки и на 80-85 % состоит из воды.

Ответы на экзаменационные и тестовые вопросы

Ввиду неоднозначности трактовок, описанных выше, можно ввести в заблуждение читателя, которому такой вопрос попадется на экзаменационном или на тестовом вопросе. Как называется внутренняя среда клетки? Ответ следует давать в зависимости от обстоятельств. Например, в случае устного экзамена следует сказать, что внутренней средой является цитоплазма, которая также называется гиалоплазмой. Они же, в свою очередь, состоят из цитозоля, непостоянных включений и обязательных органелл. Сам цитозоль — это жидкая часть цитоплазмы, по большей части состоящая из воды, неорганических веществ и органических молекул. Цитозоль присутствует в виде как истинного, так и коллоидного раствора, а потому остается неоднородным по своей структуре.

Вопросы компьютерного тестирования

Если вопрос задается на автоматизированном компьютерном тестировании с указанными вариантами ответов, то нужно внимательно перечитать формулировку вопроса. Нужно понять, какого ответа хотел автор вопроса, и какой вариант подойдет лучше. Чаще всего в одноответных тестах варианты «гиалоплазма» и «цитоплазма» в разных вариантах указаны не будут. Если подобное случится, то составители тестов намеренно закладывали туда ошибку, так как понятия гиалоплазмы и цитоплазы одинаковые. И в вопросе о том, как называется внутренняя среда клетки, варианты могут быть различны, но суть одна. Это цитоплазма, гиалоплазма и цитозоль. Самым очевидным вариантом ответа является цитоплазма.

fb.ru

1. Внутренняя среда клетки – это А) вакуоль Б) клеточный сок

Documents войти Загрузить ×
  1. No category
advertisement advertisement
Related documents
1. Внутренняя среда клетки – это А) вакуоль Б) клеточный сок В
Клетка ткань семя корневой чехлик функции корня почва
АРТИКУЛ НАИМЕНОВАНИЕ, РАЗМЕРЫ (ДхШхВ), мм
Контрольная работа вариант №1
Слайд 1 - Новая Линия 2000
ИНСТРУКЦИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАБОРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТКАНИ НЕМЕЦКОГО КОНЦЕРНА «PRO TEC».
Новый прайс-лист - Лесная сказка Еткуль | База отдыха «Лесная
Конкурс по биологии
A8 Основной орган выделения у насекомых? 1) почки 2
Скачать advertisement StudyDoc © 2018 DMCA / GDPR Пожаловаться

studydoc.ru

ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА КЛЕТКИ: ЦИТОПЛАЗМА И ВКЛЮЧЕНИЯ - КЛЕТКИ - Биология 6 класс - Л.И. Остапченко - Генезис

ТЕМА 1 КЛЕТКИ

 

§9. ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА КЛЕТКИ: ЦИТОПЛАЗМА И ВКЛЮЧЕНИЯ

 

Вспомните, какие вы знаете органические вещества. Какие составляющие клетки вы увидели во время выполнения лабораторного исследования?

Вы уже ознакомились с клеточной мембраной клеток растений и животных. «Путешествуем» дальше: представьте, что через клеточную мембрану мы попали внутрь клетки.

Проникнув внутрь клетки, мы «оказались» в цитоплазме.

Цитоплазма - это все внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра.

Химический состав клеток? Все клетки имеют сходный химический состав. Они содержат различные неорганические и органические вещества (рис. 37). Живая клетка содержит большое количество воды (до 70-90 %). Вода придает клетке упругость, определяет ее форму. В клетках растений из воды и углекислого газа во время фотосинтеза образуются углеводы. Другие питательные вещества могут поступать в клетку в составе водных растворов. Именно благодаря воде обеспечивается транспортировки по растению неорганических и органических веществ.

Рис. 37. Основные органические и неорганические вещества клеток

В клетках, кроме воды, содержатся газы (кислород, углекислый газ) и минеральные соли.

Из органических веществ в живом содержимом клетки преобладают белки. Они входят в состав клеточной мембраны, органелл, других структур. Белки являются строительным материалом для клетки.

Углеводы являются одним из источников энергии в клетке. Углевод целлюлоза - основной компонент оболочек растительных клеток. Другие углеводы придают сладкий вкус плодам растений. С давних времен человек культивирует для своих нужд виноград, арбузы, бананы, сахарная свекла, сахарный тростник и другие растения, которые содержат значительное количество углеводов.

Липиды вместе с белками входят в состав клеточных мембран. Самые распространенные среди липидов - жиры. У растений жиры больше всего откладываются в семенах масличных культур (подсолнечник, рыжий, горчица, рапс, лен, соя). Есть они и в клетках плодов маслины, лепестках цветков роз. Липиды являются источником энергии, необходимой для обеспечения жизнедеятельности клетки.

Белки, углеводы и липиды могут откладываться про запас, образуя непостоянные структуры в цитоплазме - клеточные включения. Они то появляются, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Содержатся клеточные включения в цитоплазме клеток в растворенном или твердом состоянии (могут иметь вид зерен, капель) (рис. 38). В основном это запасные вещества, которые откладываются в большом количестве и используются клеткой не сразу.

Рис. 38. Клеточные включения:

1 - белковые зерна в клетках семян пшеницы; 2 - зерна крахмала в клетках клубней картофеля; 3 - капли липидов в клетках семян подсолнечника

Итак, клетка питается, т. е. поглощает вещества из внешней среды. Вещества, которые поступили в клетки, меняются. Из простых веществ могут образовываться более сложные. Сложные вещества распадаются до более простых. При этом освобождается энергия. Так происходит обмен веществ - главное проявление жизнедеятельности как отдельных клеток, так и целостного организма. Во время обмена веществ образуются также вещества, не нужные организму. Они выводятся из него наружу.

Какие свойства и функции цитоплазмы? Цитоплазма как внутренняя среда клетки объединяет в одно целое все клеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. В ней происходит транспорт различных веществ, распадаются одни вещества и создаются другие. Этому способствует постоянное движение цитоплазмы.

Вещества двигаются внутри самой клетки, а также из клетки в клетку. Вспомните, в клеточных мембранах есть участки, которые обеспечивают связи между клетками. Через эти участки проходят так называемые цитоплазматические мостики.

 

Рис. 39. Схематическое изображение «клеточного скелета» в цитоплазме. Найдите на рисунке его элементы: микроскопические трубочки (1) и нити (2). Обратите внимание на то, как элементы клеточного скелета закрепляют в определенном положении органелу (3)

В цитоплазме клетки есть своеобразный скелет. Это система микроскопических белковых трубочек и нитей (рис. 39). Тонкие белковые волокна помогают клетке сохранять форму. Эти структуры невозможно рассмотреть с помощью светового микроскопа, их изучают только с помощью электронного микроскопа.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

- Внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра, называют цитоплазмой.

- По химическому составу цитоплазма - это раствор неорганических и органических веществ.

- В состав цитоплазмы входят разнообразные включения. В основном это запасные питательные вещества, которые откладываются в клетке в большом количестве в виде зерен или капель.

Пополните свой биологический словарь: цитоплазма, включения.

ПРОВЕРЬТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Выберите один правильный ответ

1. Цитоплазмой называют: а) все внутреннее содержимое клетки; б) внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра.

2. Непостоянные структуры клетки - это: а) органеллы; б) включения.

Дайте ответ на вопрос

1. Какие функции цитоплазмы в клетке?

2. Какие вещества входят в состав цитоплазмы клетки?

3. Какие функции скелета цитоплазмы клетки? Из чего он состоит?

schooled.ru

Внутренняя среда организма

Компоненты внутренней среды

Любой организм — одноклеточный или многоклеточный — нуждается в определённых условиях существования. Эти условия обеспечивает организмам та среда, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития.

Первые живые образования возникли в водах Мирового океана, и средой обитания для них служила морская вода. По мере усложнения живых организмов часть их клеток изолировалась от внешней среды. Так часть среды обитания оказалась внутри организма, что позволило многим организмам покинуть водную среду и начать жить на суше. Содержание солей во внутренней среде организма и в морской воде примерно одинаковое.

Внутренней средой для клеток и органов человека служат кровь, лимфа и тканевая жидкость.

Относительное постоянство внутренней среды

Во внутренней среде организма, помимо солей, очень много различных веществ — белки, сахар, жироподобные вещества, гормоны и т.д. каждый орган постоянно выделяет во внутреннюю среду продукты своей жизнедеятельности и получает из неё необходимые для себя вещества. И, несмотря на такой активный обмен, состав внутренней среды остаётся практически неизменным.

Выходящая из крови жидкость, становится частью тканевой жидкости. Большая часть этой жидкости поступает снова в капилляры, прежде чем они соединяются с венами, по которым кровь возвращается к сердцу, однако около 10% жидкости не попадает в сосуды. Стенки капилляров состоят из одного слоя клеток, но между соседними клетками есть узкие щели. Сокращение сердечной мышцы создаёт давление крови, в результате чего вода с растворёнными в ней солями и питательными веществами проходит через эти щели.

Все жидкости тела связаны друг с другом. Внеклеточная жидкость контактирует с кровью и со спинно-мозговой жидкостью, омывающей спинной и головной мозг. Это означает, что регуляция состава жидкостей тела происходит централизовано.

Тканевая жидкость омывает клетки и служит для них средой обитания. Она постоянно обновляется через систему лимфатических сосудов: эта жидкость собирается в сосуды, а затем по самому крупному лимфатическому сосуду попадает в общий кровоток, где смешивается с кровью.

Состав крови

Хорошо знакомая всем красная жидкость, в действительности представляет собой ткань. Долгое время за кровью признавали могучую силу: кровью скрепляли священные клятвы; жрецы заставляли своих деревянных идолов «плакать кровью»; древние греки приносили кровь в жертву своим богам.

Некоторые философы Древней Греции считали кровь носителем души. Древнегреческий врач Гиппократ назначал душевнобольным кровь здоровых людей. Он думал, что в крови здоровых людей — здоровая душа. И действительно, кровь — самая удивительная ткань нашего организма. Подвижность крови — важнейшее условие жизни организма.

Около половины объёма крови составляет жидкая её часть — плазма с растворёнными в ней солями и белками; другую половину составляют различные форменные элементы крови.

Форменные элементы крови делятся на три основные группы: белые кровяные клетки (лейкоциты), красные кровяные клетки (эритроциты) и кровяные пластинки, или тромбоциты. Все они образуются в костном мозгу (мягкая ткань, заполняющая полость трубчатых костей), но некоторые лейкоциты способны размножаться уже при выходе из костного мозга. Существует много различных типов лейкоцитов — большая часть участвует в защите организма от болезней.

Плазма крови

В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки, углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны витамины.

Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция и магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии. Даже незначительное нарушение солевого состава плазмы может сказаться губительным для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных содей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворённых в плазме, создаёт осмотическое давление. Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканью. Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупроницаемыми.

Эритроциты

Эритроциты являются самыми многочисленными клетками крови; их основная функция состоит в переносе кислорода. Условия, при которых повышается потребность организма в кислороде, например жизнь на больших высотах или постоянная физическая нагрузка, стимулируют образование эритроцитов. Эритроциты живут в кровяном русле около четырёх месяцев, после чего разрушаются.

Форменный элемент кровиОсобенности строенияФункции
Эритроциты (4–5 млн) продолжительность жизни 120 сутокОвальные или округлые клетки. Зрелые лишены ядра. Содержимое представлено дыхательным пигментом гемоглобином. Образуются в красном костном мозге. Разрушаются в печени и селезёнке.
  • Газообмен.
  • Регуляция кислотно-щелочного равновесия внутренней среды.
  • Поддержание изотонии тканей. Адсорбция и перенос аминокислот и липидов.

Лейкоциты

Лейкоциты, или белые кровяные тельца непостоянной формы. Они имеют ядро, погружённое в бесцветную цитоплазму. Основная функция лейкоцитов — защитная. Лейкоциты не только разносятся током крови, но и способны к самостоятельному передвижению с помощью ложноножек (псевдоножек). Проникая сквозь стенки капилляров, лейкоциты движутся к скоплению болезнетворных микробов в ткани и с помощью ложноножек захватывают и переваривают их. Это явление было открыто И.И.Мечниковым.

Форменный элемент кровиОсобенности строенияФункции
Лейкоциты (6–8 тыс) продолжительность жизни 5–9 сутокБелые кровяные клетки непостоянной формы, способные к амебоидному движению. Образуются в красном костном мозге, селезёнке и лимфатических узлах, разрушаются в печени и селезёнке.
  • Защитная
  • Фагоцитоз
  • Гуморальный и клеточный иммунитет
  • Образуют гистамин и гепарин

Тромбоциты, или кровяные пластинки

Тромбоциты, или кровяные пластинки очень хрупкие, легко разрушаются при повреждении кровеносных сосудов или при соприкосновении крови с воздухом.

Тромбоциты играют важную роль в свёртывании крови. Повреждённые ткани выделяют гистомин — вещество, усиливающее приток крови к повреждённому месту и способствующее выходу жидкости и белков системы свёртывания крови из кровотока в ткань. В результате сложной последовательности реакций быстро образуются тромбы, которые останавливают кровотечение. Тромбы препятствуют проникновению в рану бактерий и других чужеродных факторов.

Форменный элемент кровиОсобенности строенияФункции
Тромбоциты 200–400 тыс продолжительность жизни 28 сутокБесцветные клетки, образуются в красном костном мозге. Безъядерные. Очень непрочные, легко разрушаются.
  • Свёртывание крови (при разрушении выделяется тромбопластин)
  • Закупорка повреждённых стенок сосудов

Механизм свёртывания крови очень сложен. В плазме есть растворимый белок фибриноген, который при свёртывании крови превращается в нерастворимый фибрин и выпадает в осадок в виде длинных нитей. Из сети этих нитей и кровяных телец, которые задержались в сети, образуется тромб.

Этот процесс происходит только при наличии солей кальция. Поэтому если из крови удалить кальций, кровь теряет способность свёртываться. Это свойство используют при консервировании и переливании крови.

Кроме кальция, в процессе свёртывания принимают участие и другие факторы, например витамин К, без которого нарушается образование протромбина.

Функции крови

Кровь выполняет разнообразные функции в организме: доставляет клеткам кислород и питательные вещества; уносит углекислый газ и конечные продукты обмена; участвует в регуляции деятельности различных органов и систем посредством переноса биологически активных веществ — гормонов и др.; способствует сохранению постоянства внутренней среды — химического и газового состава, температуры тела; защищает организм от инородных тел и вредных веществ, разрушая и обезвреживая их.

Защитные барьеры организма

Защита организма от инфекций обеспечивается не только фагоцитарной функцией лейкоцитов, но и образованием особых защитных веществ — антител и антитоксинов. Они вырабатываются лейкоцитами и тканями различных органов в ответ на внедрение в организм возбудителей заболеваний.

Антитела — это белковые вещества, способные склеивать микроорганизмы, растворять или разрушать их. Антитоксины обезвреживают яды, выделяемые микробами.

Защитные вещества специфичны и действуют только на те микроорганизмы и их яды, под влиянием которых они образовались. Антитела могут сохраняться в крови в течение длительного времени. Благодаря этому человек становится невосприимчивым к некоторым инфекционным заболеваниям.

Невосприимчивость к заболеваниям, обусловленная наличием в крови и тканях специальных защитных веществ, называется иммунитетом.

Иммунная система

Иммунитет, по современным взглядам, — невосприимчивость организма к различным факторам (клетками, веществам), которые несут генетически чужеродную информацию.

Если в организме появляются какие-либо клетки или сложные органические вещества, отличающиеся от клеток и веществ организма, то благодаря иммунитету они устраняются, уничтожаются. Основная задача иммунной системы — поддержание генетического постоянства организма в онтогенезе. При делении клеток вследствие мутаций в организме нередко образуются клетки с изменённым геномом. Чтобы эти клетки-мутанты в ходе дальнейшего деления не привели к нарушениям развития органов и тканей, они уничтожаются иммунными системами организма.

В организме иммунитет обеспечивается благодаря фагоцитарным свойствам лейкоцитов и способностью некоторых клеток тела, вырабатывать защитные вещества — антитела. Следовательно по своей природе иммунитет может быть клеточным (фагоцитарным) и гуморальным (антитела).

Иммунитет к инфекционным заболеваниям делят на естественный, выработанный самим организмом без искусственных вмешательств, и искусственный, возникающий в следствие введения в организм специальных веществ. Естественный иммунитет проявляется у человека с рождения (врождённый) или возникает после перенесённых заболеваний (приобретённый). Искусственный иммунитет может быть активным или пассивным. Активный иммунитет вырабатывается при введении в организм ослабленных или убитых возбудителей заболеваний или их ослабленных токсинов. Этот иммунитет возникает не сразу, но сохраняется длительное время — несколько лет и даже всю жизнь. Пассивный иммунитет возникает, когда в организм вводят лечебную сыворотку с уже готовыми защитными свойствами. Этот иммунитет кратковременный, зато проявляется сразу же после введения сыворотки.

Свёртывание крови также относится к защитным реакциям организма. Оно защищает организм от кровопотери. Реакция состоит в образовании сгустка крови — тромба, закупоривающего раневой участок и останавливающий кровотечение.

biouroki.ru

Внутренняя среда организма

Внутренняя среда организма — это кровь, лимфа и жидкость, заполняющая промежутки между клетками и тканями. Кровеносные и лимфатические сосуды, пронизывающие все органы человека, имеют в своих стенках мельчайшие поры, через которые могут проникать даже некоторые клетки крови. Вода, составляющая основу всех жидкостей в организме, вместе с растворенными в ней органическими и неорганическими веществами легко проходит через стенки сосудов. Вследствие этого химический состав плазмы крови (то есть жидкой части крови, не содержащей клеток), лимфы и тканевой жидкости во многом одинаков. С возрастом существенных изменений химического состава этих жидкостей не происходит. В то же время различия в составе указанных жидкостей могут быть связаны с деятельностью тех органов, в которых эти жидкости находятся.

Кровь

Состав крови. Кровь — это красная непрозрачная жидкость, состоящая из двух фракций — жидкой, или плазмы, и твердой, или клеток — форменных элементов крови. Разделить кровь на эти две фракции довольно легко с помощью центрифуги: клетки тяжелее плазмы и в центрифужной пробирке они собираются на дне в виде красного сгустка, а над ним остается слой прозрачной и почти бесцветной жидкости. Это и есть плазма.

Плазма. В организме взрослого человека содержится около 3 л плазмы. У взрослого здорового человека плазма составляет свыше половины (55 %) объема крови, у детей — несколько меньше.

Более 90 % состава плазмы — вода, остальное — растворенные в ней неорганические соли, а также органические вещества: углеводы, карбоновые, жирные кислоты и аминокислоты, глицерин, растворимые белки и полипептиды, мочевина и т.п. Все вместе они определяют осмотическое давление крови, которое в организме поддерживается на постоянном уровне, чтобы не причинить вреда клеткам самой крови, а также всем остальным клеткам организма: увеличенное осмотическое давление приводит к съеживанию клеток, а при пониженном осмотическом давлении они разбухают. В обоих случаях клетки могут погибнуть. Поэтому для введения разнообразных лекарств в организм и для переливания замещающих кровь жидкостей в случае большой кровопотери, используют специальные растворы, имеющие точно такое же осмотическое давление, как и кровь (изотонические). Такие растворы называются физиологическими. Простейшим по составу физиологическим раствором является 0,1 % раствор поваренной соли NaCl (1 г соли на литр воды). Плазма участвует в осуществлении транспортной функции крови (переносит растворенные в ней вещества), а также защитной функции, поскольку некоторые белки, растворенные в плазме, обладают противомикробным действием.

Клетки крови. В крови встречаются клетки трех основных типов: красные кровяные клетки, или эритроциты, белые кровяные клетки, или лейкоциты; кровяные пластинки, или тромбоциты. Клетки каждого из этих типов выполняют определенные физиологические функции, а все вместе они определяют физиологические свойства крови. Все клетки крови — короткоживущие (средний срок жизни 2 — 3 нед.), поэтому в течение всей жизни специальные кроветворные органы занимаются производством все новых и новых клеток крови. Кроветворение происходит в печени, селезенке и костном мозге, а также в лимфатических железах.

Эритроциты (рис. 11) — это безъядерные дисковидные клетки, лишенные митохондрий и некоторых других органелл и приспособленные для одной главной функции — быть переносчиками кислорода. Красный цвет эритроцитов определяется тем, что они несут в себе белок гемоглобин (рис. 12), в котором функциональный центр, так называемый гем, содержит атом железа в форме двухвалентного иона. Гем способен химически соединяться с молекулой кислорода (образующееся вещество называется оксигемоглобином) в том случае, если парциальное давление кислорода велико. Эта связь непрочная и легко разрушается, если парциальное Давление кислорода падает. Именно на этом свойстве и основана способность эритроцитов переносить кислород. Попадая в легкие, кровь в легочных пузырьках оказывается в условиях повышенного напряжения кислорода, и гемоглобин активно захватывает атомы этого плохо растворимого в воде газа. Но как только кровь попадает в работающие ткани, которые активно используют кислород, оксигемоглобин легко отдает его, подчиняясь «кислородному запросу» тканей. Во время активного функционирования ткани вырабатывают углекислый газ и другие кислые продукты, которые выходят через клеточные стенки в кровь. Это в еще большей степени стимулирует оксигемоглобин отдавать кислород, поскольку химическая связь тема и кислорода очень чувствительна к кислотности среды. Взамен гем присоединяет к себе молекулу СО2, унося ее к легким, где эта химическая связь также разрушается, СО2 выносится с током выдыхаемого воздуха наружу, а гемоглобин освобождается и вновь готов присоединять к себе кислород.

Рис. 10. Эритроциты: a — нормальные эритроциты в форме двояковогнутого диска; б — сморщенные эритроциты в гипертоническом солевом растворе

Если во вдыхаемом воздухе оказывается угарный газ СО, то он вступает с гемоглобином крови в химическое взаимодействие, в результате которого образуется прочное вещество метоксигемоглобин, не распадающееся в легких. Тем самым гемоглобин крови выводится из процесса переноса кислорода, ткани не получают нужного количества кислорода, и человек ощущает удушье. В этом заключается механизм отравления человека на пожаре. Сходное действие оказывают некоторые другие мгновенные яды, которые также выводят из строя молекулы гемоглобина, например синильная кислота и ее соли (цианиды).

Рис. 11. Пространственная модель молекулы гемоглобина

В каждых 100 мл крови содержится около 12 г гемоглобина. Каждая молекула гемоглобина способна «тащить» на себе 4 атома кислорода. В крови взрослого человека содержится огромное количество эритроцитов — до 5 миллионов в одном миллилитре. У новорожденных детей их еще больше — до 7 миллионов, соответственно больше и гемоглобина. Если человек долгое время живет в условиях недостатка кислорода (например, высоко в горах), то количество эритроцитов в его крови еще более увеличивается. По мере взросления организма количество эритроцитов волнообразно изменяется, но в целом у детей их несколько больше, чем у взрослых. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина в крови ниже нормы свидетельствует о тяжелом заболевании — анемии (малокровии). Одной из причин анемии может быть недостаток железа в пище. Железом богаты такие продукты, как говяжья печень, яблоки и некоторые другие. В случаях длительной анемии необходимо принимать лекарственные препараты, содержащие соли железа.

Наряду с определением уровня гемоглобина в крови к наиболее распространенным клиническим анализам крови относится измерение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), или реакции оседания эритроцитов (РОЭ), — это два равноправных названия одного и того же теста. Если предотвратить свертывание крови и оставить ее в пробирке или капилляре на несколько часов, то без механического встряхивания тяжелые эритроциты начнут осаждаться. Скорость этого процесса у взрослых составляет от 1 до 15 мм/ч. Если этот показатель существенно выше нормы, это свидетельствует о наличии заболевания, чаще всего воспалительного. У новорожденных СОЭ составляет 1—2 мм/ч. К 3-летнему возрасту СОЭ начинает колебаться — от 2 до 17 мм/ч. В период от 7 до 12 лет СОЭ обычно не превышает 12 мм/ч.

Лейкоциты — белые кровяные клетки. Они не содержат гемоглобина, поэтому не имеют красной окраски. Главная функция лейкоцитов — защита организма от проникших внутрь него болезнетворных микроорганизмов и ядовитых веществ. Лейкоциты способны передвигаться с помощью псевдоподий, как амебы. Так они могут выходить из кровеносных капилляров и лимфатических сосудов, в которых их также очень много, и передвигаться в сторону скопления патогенных микробов. Там они пожирают микробы, осуществляя так называемый фагоцитоз.

Существует множество типов лейкоцитов, но наиболее типичными являются лимфоциты, моноциты и нейтрофилы. Более всего активны в процессах фагоцитоза нейтрофилы, которые образуются, как и эритроциты, в красном костном мозге. Каждый нейтрофил может поглотить 20—30 микробов. Если в организм вторгается крупное инородное тело (например, заноза), то множество нейтрофилов облепляют его, формируя своеобразный барьер. Моноциты — клетки, образующиеся в селезенке и печени, также участвуют в процессах фагоцитоза. Лимфоциты, которые образуются главным образом в лимфатических узлах, не способны к фагоцитозу, но активно участвуют в других иммунных реакциях.

В 1 мл крови содержится в норме от 4 до 9 миллионов лейкоцитов. Соотношение между числом лимфоцитов, моноцитов и нейтрофилов называется формулой крови. Если человек заболевает, то общее число лейкоцитов резко увеличивается, меняется также и формула крови. По ее изменению врачи могут определить, с каким видом микроба борется организм.

У новорожденного ребенка количество белых клеток крови значительно (в 2—5 раз) больше, чем у взрослого, но уже через несколько дней оно снижается до уровня 10—12 миллионов на 1 мл. Начиная со 2-го года жизни эта величина продолжает снижаться и достигает типичных для взрослого величин после полового созревания. У детей очень активно идут процессы образования новых клеток крови, поэтому среди лейкоцитов крови у детей значительно больше молодых клеток, чем у взрослых. Молодые клетки отличаются по своему строению и функциональной активности от зрелых. После 15—16 лет формула крови приобретает свойственные взрослым параметры.

Содержание и активность лейкоцитов определяют возможности клеточного иммунитета. Более подробно это описано на с. 100— 103.

Тромбоциты — самые мелкие форменные элементы крови, количество которых достигает 200—400 миллионов в 1 мл. Мышечная работа и другие виды стресса способны в несколько раз увеличить число тромбоцитов в крови (в этом, в частности, заключена опасность стрессов для пожилых людей: ведь именно от тромбоцитов зависит свертываемость крови, в том числе образование тромбов и закупорка мелких сосудов головного мозга и сердечной мышцы). Место образования тромбоцитов — красный костный мозг и селезенка. Основная их функция — обеспечение свертывания крови. Без этой функции организм становится уязвимым при малейшем ранении, причем опасность заключается не только в том, что теряется значительное количество крови, но и в том, что любая открытая рана — это ворота для инфекции.

Если человек поранился, даже неглубоко, то при этом повредились капилляры, и тромбоциты вместе с кровью оказались на поверхности. Здесь на них действуют два важнейших фактора — низкая температура (гораздо ниже, чем 37 °С внутри тела) и обилие кислорода. Оба эти фактора приводят к разрушению тромбоцитов, и из них выделяются в плазму вещества, которые необходимы для формирования кровяного сгустка — тромба. Для того чтобы образовался тромб, кровь надо остановить, пережав крупный сосуд, если из него сильно льется кровь, поскольку даже начавшийся процесс образования тромба не пройдет до конца, если в ранку будут все время поступать новые и новые порции крови с высокой температурой и еще не разрушившимися тромбоцитами.

Чтобы кровь не свертывалась внутри сосудов, в ней присутствуют специальные противосвертывающие вещества — гепарин и др. Пока сосуды не повреждены, между веществами, стимулирующими и тормозящими свертывание, наблюдается баланс. Повреждение сосудов ведет к нарушению этого баланса. В старости и с увеличением заболеваний этот баланс у человека также нарушается, что увеличивает риск свертывания крови в мелких сосудах и образования опасного для жизни тромба.

Возрастные изменения функции тромбоцитов и свертывания крови были детально изучены А. А. Маркосяном, одним из основоположников возрастной физиологии в России. Было установлено, что у детей свертывание протекает медленнее, чем у взрослых, а образующийся сгусток имеет более рыхлую структуру. Эти исследования привели к формированию концепции биологической надежности и ее повышения в онтогенезе.

studfiles.net

Внутренняя среда, Внутренняя среда организма, гомеостазис, гомеостаз, Постоянство внутренней среды

Внешная и внутренняя среда

text_fields

text_fields

arrow_upward

В физиологии Среда — это совокупность условий обитания живых существ. Выделяют внешнюю и внутреннюю  среду.

Внешная среда

Внешней средой организма называют комплекс факторов, находящихся вне организма, но необходимых для его жизнедеятельности.

Внутренняя среда

Внутренней средой организма называют совокупность биологичес­ких жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), омывающих клет­ки и структуры тканей и принимающих участие в процессах обмена веществ.

Понятие «внутренняя среда»  предложил в 19 веке Клод Бернар, подчеркивая тем самым, что в отличие от изменчивой внешней среды, в которой существует живой организм, постоянство жизненных процессов клеток требует соответствующего постоянства их окружения,  т.е.  внутренней среды.

Гомеостазис (гомеостаз)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Внешняя среда оказывает не только полезные, но и вредные для жизнедеятельности организма влияния. Однако, здоровый организм нормально функционирует, если воздействия среды не переходят границ допустимости. Такая зависимость жизнедеятельности орга­низма от внешней среды с одной стороны, и относительная ста­бильность и независимость жизненных процессов от изменений в окружающей среде с другой стороны, обеспечивается свойством организма, получившим название гомеостазис (гомеостаз).

Гомеостазис (гомеостаз) — свойсто организма обеспечиваеющая относительную ста­бильность и независимость жизненных процессов от изменений в окружающей среде, если воздействия среды не переходят границ допустимости .

Организм представляет собой ультрастабильную систему, которая сама осу­ществляет поиск наиболее устойчивого и оптимального состояния, удерживая различные параметры функций в границах физиологичес­ких  («нормальных»)  колебаний.

Гомеостазис — относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций. Это имен­но динамическое, а не статическое постоянство, поскольку оно под­разумевает не только возможность, но необходимость колебаний со­става внутренней среды и параметров функций в пределах физио­логических границ с целью достижения оптимального уровня жиз­недеятельности  организма.

Деятельность клеток требует адекватной функции снабжения их кислородом и эффективного вымывания из них углекислого газа и других отработанных веществ или метаболитов. Для восстановления разрушающихся белковых структур и извлечения энергии клетки должны получать пластический и энергетический материал, посту­пающий в организм с пищей. Все это клетки получают из окру­жающей их микросреды через тканевую жидкость. Постоянство последней поддерживается благодаря обмену газами, ионами и мо­лекулами с кровью.

Следовательно, постоянство состава крови и состояние барьеров между кровью и тканевой жидкостью, так на­зываемых гистогематических барьеров, являются условиями гомеостазиса микросреды клеток.

Избирательная проницаемость этих ба­рьеров обеспечивает определенную специфику состава микросреды клеток,  необходимую для  их  функций.

С другой стороны, тканевая жидкость участвует в образовании лимфы, обменивается с дренирующими тканевые пространства лим­фатическими капиллярами, что позволяет эффективно удалять из клеточной микросреды крупные молекулы, неспособные диффунди­ровать через гистогематические барьеры в кровь. В свою очередь, оттекающая из тканей лимфа через грудной лимфатический проток поступает в кровь, обеспечивая поддержание постоянства ее состава. Следовательно, в организме между жидкостями внутренней среды происходит непрерывный обмен, являющийся обязательным услови­ем гомеостазиса.

Взаимодействие внутренней и внешней среды

text_fields

text_fields

arrow_upward

Взаимосвязи компонентов внутренней среды между собой, с внешней средой и роль основных физиологических систем в реали­зации взаимодействия внутренней и внешней среды представлены на рис.2.1.

Рис. 2.1. Схема взаимосвязей внутренней среды организма.

Внешняя среда влияет на организм через восприятие ее характеристик чувствительными аппаратами нервной системы (рецепторами, органами чувств), через легкие, где осуществляется га­зообмен и через желудочно-кишечный тракт, где осуществляется всасывание воды и пищевых ингредиентов. Нервная система оказы­вает свое регулирующее воздействие на клетки за счет выделения на окончаниях нервных проводников специальных посредников — ме­диаторов, поступающих через микроокружение клеток к специаль­ным структурным образованиями клеточных мембран — рецепторам.

Воспринимаемое нервной системой влияние внешней среды может опосредоваться и через эндокринную систему, секретирующую в кровь специальные гуморальные регуляторы — гормоны. В свою очередь, содержащиеся в крови и тканевой жидкости вещества в большей или меньшей степени раздражают рецепторы интерстициального пространства и кровеносного русла, тем самым обеспечивая нервную систему информацией о составе внутренней среды. Удале­ние метаболитов и чужеродных веществ из внутренней среды осуществляется через органы выделения, главным образом, почки, а также  легкие и пищеварительный тракт.

Постоянство внутренней среды

text_fields

text_fields

arrow_upward

Постоянство внутренней среды — важнейшее условие жизнеде­ятельности организма. Поэтому отклонения состава жидкостей внут­ренней    среды    воспринимаются    многочисленными    рецепторными структурами и клеточными элементами с последующим включением биохимических, биофизических и физиологических регуляторных реакций, направленных на устранение отклонения. В то же время сами регуляторные реакции вызывают изменения во внутренней среде для того, чтобы привести ее в соответствие с новыми условиями существования организма. Поэтому регуляция внутренней среды всегда имеет целью оптимизацию ее состава и физиологичес­ких процессов в организме.

Границы гомеостатического регулирования постоянства внутренней среды могут быть жесткими для одних параметров и пластичными для других.

Соответственно, параметры внутренней среды называют:
а)
жесткими константами, если диапазон их отклонений очень мал (рН, концентрация ионов в крови),

б) или пластичными константами, т.е. подверженными сравнительно большим колебаниям (уровень глюкозы, липидов, остаточного азота, давление интерстициальной жидкости и др.) .

Константы меняются в зависимости от возраста, социальных и профессиональных условий, времени года и суток, географических и природных условий, а также имеют половые и индивидуальные особенности. Условия внешней среды часто явля­ются одинаковыми для большего или меньшего числа людей, про­живающих в определенном регионе и относящихся к одной и той же социальной и возрастной группе, но константы внутренней сре­ды у разных здоровых людей могут отличаться. Таким образом, гомеостатическая регуляция постоянства внутренней среды не озна­чает  полной  идентичности  ее  состава  у  разных  лиц.   Однако,   несмотря на индивидуальные и групповые особенности, гомеостазис обеспечивает поддержание нормальных параметров внутренней среды организма.

Обычно нормой называют среднестатистические значения пара­метров и характеристик жизнедеятельности здоровых лиц, а также интервалы, в пределах которых колебания этих значений соответ­ствуют гомеостазису, т.е. способны удерживать организм на уровне оптимального  функционирования.

Соответственно, для общей характеристики внутренней среды организма в норме обычно приводятся интервалы колебаний раз­личных ее показателей, например, количественного содержания раз­личных веществ в крови у здоровых людей. Вместе с тем, харак­теристики внутренней среды являются взаимосвязанными и взаимо­обусловленными величинами. Поэтому, сдвиги одной из них часто компенсируются другими, что не обязательно отражается на уровне оптимального   функционирования  и   здоровье  человека.

Внутренняя среда представляет собой отражение сложнейшей ин­теграции жизнедеятельности разных клеток, тканей, органов и сис­тем с  влияниями внешней  среды.

Это определяет особую важность индивидуальных особенностей внутренней среды, отличающих каждого человека. В основе инди­видуальности внутренней среды лежит генетическая индивидуаль­ность, а также длительное воздействие определенных условий внеш­ней среды. Соответственно, физиологическая норма — это индивидуальный оптимум жизнедеятельности, т.е. наиболее согласованное и эффективное сочетание всех жизненных процессов в реальных ус­ловиях  внешней  среды.

Читайте также:

doctor-v.ru

Внутренняя среда организма. | Биология

Внутренняя среда организма жидкая. Первые живые организмы возникли в водах мирового океана, и средой обитания для них служила морская вода. С появлением многоклеточных организмов большая часть клеток потеряла непосредственный контакт с внешней средой. Они существуют, окруженные внутренней средой. Она состоит из межклеточной (тканевой) жидкости, крови и лимфы. Между тремя составляющими внутренней среды существует тесная взаимосвязь. Так, тканевая жидкость образуется благодаря переходу (фильтрации) жидкой части крови (плазмы) из капилляров в ткани. По своему составу она отличается от плазмы почти полным отсутствием белков. Значительная часть тканевой жидкости возвращается в кровь. Часть ее собирается между клетками тканей. В межклеточном пространстве берут начало лимфатические сосуды. Они пронизывают почти все органы. Лимфатические сосуды способствуют оттоку жидкости из тканей.

Лимфа – полупрозрачная желтоватая жидкость, содержит лимфоциты, не имеет эритроцитов и тромбоцитов. По своему составу лимфа отличается от тканевой жидкости высоким содержанием белка. За сутки в организме образуется 2–4 литра лимфы. Лимфатическая система состоит из идущих вдоль вен и лимфатических сосудов. Мелкие лимфатические сосуды соединяются в крупные и впадают в крупные вены около сердца: лимфа соединяется с кровью. Лимфа течет очень медленно, со скоростью 0,3 мм/c., в 1700 раз медленнее, чем кровь в аорте. По ходу сосудов расположены лимфатические узлы, в которых лимфа очищается от чужеродных веществ лимфоцитами.

Внутренняя среда выполняет следующие функции:

Обеспечивает клетки необходимыми веществами;
Удаляет продукты обмена;
Поддерживает гомеостаз – постоянство внутренней среды.
Благодаря наличию систем лимфо- и кровообращения, а также действию органов и систем, обеспечивающих поступление различных веществ из внешней среды внутрь организма (органы дыхания и пищеварения) и органов, осуществляющих выведение во внешнюю среду продуктов обмена, у млекопитающих возникла возможность поддерживать гомеостаз – постоянство состава внутренней среды, без которого невозможно нормальное функционирование организма.

В основе гомеостаза лежат динамические процессы, так как постоянство внутренней среды все время нарушается и столь же непрерывно восстанавливается. В ответ на воздействие из внешней среды, в организме автоматически возникают ответные реакции, препятствующие сильным изменениям его внутренней среды.

Например, при сильной жаре и перегреве организма происходит повышение температуры и ускорение реакций, что вызывает обильное потоотделение, то есть выделение воды, испарение которой приводит к охлаждению.

Важнейшая роль в обеспечении гомеостаза принадлежит нервной системе, ее высшим отделам, а также железам внутренней секреции.

ebiology.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о