Внутрішнє середовище організму і гомеостаз

Розділ 3 КРОВ І ЛІМФА

§ 19. Внутрішнє середовище організму і гомеостаз

Складові внутрішнього середовища організму. Більшість клітин організму людини функціонує в рідкому середовищі. Воно відокремлено від зовнішнього середовища епітеліальними тканинами, наприклад, шаром змертвілих клітин шкіри, тому його називають внутрішнім середовищем організму. Внутрішнє середовище утворюють три рідини: кров, тканинна (міжклітинна) рідина й лімфа.

Ці рідини просторово розділені в організмі (мал. 19.1): кров тече кровоносними, лімфа – лімфатичними

судинами, а тканинна рідина заповнює міжклітинний простір. Проте між ними існує тісний взаємозв’язок. Капіляри крові є своєрідними фільтрами: через них просочуються складові плазми і проникають лейкоцити. Утворюється міжклітинна рідина, що складається з води, іонів, молекул поживних речовин, кисню, гормонів, а також антитіл, інших захисних білків, лейкоцитів.

Мал. 19.1. Складові внутрішнього середовища просторово розділені:

1 – кровоносні капіляри;2 – міжклітинна рідина;3 – клітини тканини;4 – лімфатичні капіляри

Міжклітинна рідина є посередником

між кров’ю і клітинами організму. З міжклітинної рідини до клітин надходять необхідні для них речовини, а з клітин у тканинну рідину видаляються продукти метаболізму, зокрема й кінцеві (наприклад вуглекислий газ). Частина тканинної рідини збирається в лімфатичних капілярах. Рідина, що надійшла у лімфатичні капіляри, і є лімфою.

Як і міжклітинна рідина, лімфа за виглядом і хімічним складом подібна до плазми крові. Вона містить фібриноген, тому може зсідатися. З клітин крові в лімфі наявні здебільшого лімфоцити. У людини 1мл лімфи може містити від 2 до 20 млн цих формених елементів.

За добу в організмі людини утворюється близько 1,5 л лімфи. Що активніше працює орган, то більше лімфи в його лімфатичних судинах. Чому? Під час інтенсивної роботи органа в його клітинах посилюється енергетичний обмін. У цих реакціях утворюється багато води й інших продуктів метаболізму, які потрапляють у міжклітинний простір, збільшуючи об’єм тканинної рідини. Проте надлишок тканинної рідини не потрапляє до кров’яного русла. Кров’яний капіляр улаштований так, що кількість рідини, яка надходить до нього, не перевищує ту, яка з нього вийшла. Тому надлишки тканинної рідини відводяться в судини лімфатичної системи.

Гомеостаз внутрішнього середовища організму. Гомеостаз внутрішнього середовища є результатом рухомої рівноваги. Речовини надходять до його складових і залишають їх, а через невелику різницю між надходженням і витратою їх вміст коливається. Межі цього коливання залишаються постійними. Так, вміст глюкози в крові дорослої людини складає 7-11 мг/л, білків у сироватці – 65-85 г/л, а об’єм лімфи в організмі – 1-2 л.

Гомеостаз внутрішнього середовища забезпечує повноцінний обмін речовин у клітинах. Тривалі відхилення показників внутрішнього

Мал. 19.2. Еритроцити за нормальної концентрації солей у плазмі крові (а), за підвищеної (б) та низької (в) концентрації

Середовища від норми небезпечні для життя клітин. Якщо, наприклад, вміст солей у плазмі крові надмірно збільшується, вода починає виходити з еритроцитів, вони втрачають пружність і зморщуються. Унаслідок зменшення вмісту солей у плазмі клітини поглинають воду і розбухають. В обох випадках клітини втрачають свої функції і можуть загинути (мал. 19.2).

Відхилення показників внутрішнього середовища від норми протягом певного часу може свідчити про захворювання.

Роль імунної системи в регуляції гомеостазу. До порушення гомеостазу може призвести проникнення в організм чужорідного агента. Безпосередню відповідь на дію антигена забезпечує імунна система. Вона розпізнає антигени і за допомогою біологічно-активних речовин передає інформацію про них до нервової системи. Нервова система обробляє цей сигнал і підключає до роботи ендокринні залози. Ці залози виділяють гормони, які регулюють роботу імунної системи. Результатом спільної роботи всіх регуляторних систем є знищення чужорідного агента, наслідків його втручання і відновлення гомеостазу.

Участь імунної системи в забезпеченні гомеостазу особливо важлива на ранніх етапах розвитку людини, а також при пошкодженні тканин. Під час розвитку ембріона виникає необхідність заміни одних тканин на інші (так хрящова тканина замінюється кістковою під час утворення кісток). Замінюються новими й зношені або пошкоджені клітини. В обох ситуаціях організм перш за все знищує неповноцінні клітини й продукти їх розпаду. Це завдання вирішує імунна система у взаємодії з кровоносною, дихальною і видільною системами.

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

Групи крові і резус-фактор

Чи завжди можливе переливання крові однієї людини (донора) іншій (реципієнту)? Відповідь на це запитання є негативною: при змішуванні крові різних людей можлива аглютинація – склеювання еритроцитів. Вони закупорюють капіляри і швидко руйнуються, спричиняючи зсідання крові в судинах, і – як наслідок – загибель реципієнта.

На мембранах еритроцитів можуть міститися білки аглютиногени двох видів – А і В, а в плазмі крові – два види білків аглютинінів ( а і p ). У крові людини аглютиногени і аглютиніни присутні лише в одній з чотирьох комбінацій. За цією ознакою виділяють групи крові (табл. 1).

Аглютинація відбувається, якщо внаслідок переливання в крові реципієнта опиняються однойменні аглютиногени й аглютиніни (А і а або В і Р). Саме аглютиніни склеюють еритроцити з відповідними аглютиногенами. Отже, переливати кров можна лише в разі, якщо групи крові донора і реципієнта співпадають.

На мембранах еритроцитів у макак виду резус був виявлений різновид аглютиногенів, який не належить до груп, зазначених у табл.1.

Таблиця 1.

Групи крові людини

	І група	ІІ група	ІІІ група	ІV група
Аглютиногени	Відсутні	А	В	А і В
Аглютиніни	А і в	Р	A	Відсутні

Його назвали резус-фактором (Rh-фактором). Виявилось, що 85 % людей європеоїдної раси також мають резус-фактор, тобто є резуспозитивними, інші 15 % – резус-негативні. Якщо перелити резус – позитивну кров людині, яка не має резус-фактора, у її крові утворяться антитіла проти донорської крові. Повторне переливання резус-позитивної крові такому реципієнтові загрожує важкими ускладненнями і навіть смертю.

Відповідно до сучасних вимог донорська кров повинна мати не тільки ту саму групу, а й той самий резус, що в реципієнта. Тому під час кожного переливання фахівці тестують кров донора і реципієнта на сумісність.

Група крові й резус-фактор є успадкованою ознакою. Це означає, що протягом життя група і резус змінитися не можуть.

НАША ЛАБОРАТОРІЯ

Відкриття імунітету

У 1908 р. за роботи, присвячені імунології, Нобелівськими лауреатами стали Ілля Ілліч Мечников (мал. 1) та Пауль Ерліх (мал. 2). їх справедливо вважають засновниками науки про захисні сили організму.

І. І. Мечников народився в 1845 р. в Харківській губернії і закінчив Харківський університет. Проте най – значніші наукові дослідження Мечников провів за кордоном: понад 25 років він працював у Парижі, у знаменитому Інституті Пастера.

Досліджуючи травлення личинки морської зірки, учений виявив у неї особливі рухливі клітини, які поглинали й перетравлювали частинки їжі.

Мечников припустив, що вони мають також “слугувати в організмі для протидії шкідливим діячам”. Ці клітини вчений назвав фагоцитами. Клітини-фагоцити були знайдені Мечниковим і в організмі людини. До кінця життя вчений розробляв фагоцитарну теорію імунітету, досліджуючи імунітет людини до туберкульозу, холери й інших інфекційних захворювань. Мечников був усесвітньо визнаним ученим, почесним академіком шести академій наук. Він помер у 1916 р. в Парижі.

У той самий час проблеми імунітету вивчав німецький учений Пауль Ерліх (1854-1915). Гіпотези Ерліха лягли в основу гуморальної теорії імунітету. Він припустив, що у відповідь на появу токсину, який виробляє бактерія, або, як кажуть сьогодні, антигена, в організмі утворюється антитоксин – антитіло, яке нейтралізує бактерію-агресора. Аби певні клітини організму почали виробляти антитіла, антиген мають розпізнати рецептори на клітинній поверхні. Ідеї Ерліха знайшли своє експериментальне підтвердження через десятиріччя.

Мал. 1. І. І. Мечников

Мал. 2. П. Ерліх

Мечников і Ерліх створили різні теорії, проте жоден з них не прагнув відстоювати лише власну точку зору. Вони бачили, що обидві теорії є правильними. Тепер доведено, що в організмі дійсно одночасно працюють обидва імунні механізми – і фагоцити Мечникова, і антитіла Ерліха.

ПІДСУМКИ

– Внутрішнє середовище організму людини складають кров, тканинна рідина і лімфа. Кров виконує транспортну й захисну функції. Вона складається з рідкої плазми і формених елементів: еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів.

– Еритроцити, що містять гемоглобін, відповідають за транспорт кисню й вуглекислого газу. Тромбоцити разом з речовинами плазми забезпечують зсідання крові. Лейкоцити беруть участь у створенні імунітету.

– Розрізняють неспецифічний вроджений і специфічний набутий імунітет, у кожному з видів імунітету виокремлюють клітинну й гуморальну ланки.

– За рахунок лімфи й крові підтримується сталість об’єму і хімічного складу тканинної рідини – середовища, у якому функціонують клітини організму.