Open Library - открытая библиотека учебной информации. Вода. Физические свойства Основу внутренней среды живых организмов образует

БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

Неорганические вещества

Среди неорганических соединений живых организмов особая роль принадлежит воде. Вода является основной средой, в котором происходят процессы обмена веществ и превращения энергии. Содержание воды в большинства живых организмов составляет 60-70 %. Вода образует основу внутренней среды живых организмов (крови, лимфы, межклеточной жидкости). Уникальные свойства воды определяются структурой ее молекул. В молекуле воды один атом Кислорода ковалентно связан с двумя атомами Водорода. Молекула воды полярна (диполь). Положительный заряд сосредоточен на атомах Водорода, поскольку Кислород является более електронегативним, чем Водород. Отрицательно заряженный атом Кислорода одной молекулы воды притягивается к положительно заряженному атому Водорода другой молекулы, образуя при этом водородная связь, который в 15-20 раз слабее, чем ковалентная. Поэтому водородные связи легко разрываются, что наблюдается, например, при испарении воды. Вследствие теплового движения молекул в воде некоторые водородные связи разрываются, некоторые образуются. Таким образом, молекулы является подвижными в жидком состоянии, что очень важно для процессов обмена веществ. Молекулы воды легко проникают через клеточные мембраны. Благодаря высокой полярности молекул вода является растворителем других полярных соединений. В зависимости от способности розчинюватися определенных соединений в воде, их условно делят на гидрофильные, или полярные, и гидрофобные, или неполярные. В гидрофильных соединений, растворимых в воде, относится большинство солей. Гидрофобные соединения (почти все жиры, некоторые белки) содержат неполярные группы, которые не образуют водородные связи, поэтому эти соединения не растворяются в воде. Она имеет высокую теплоемкость и одновременно высокую для жидкостей теплопроводность. Эти свойства делают воду идеальной для поддержания теплового равновесия организма.

Для поддержания процессов жизнедеятельности отдельных клеток и организма в целом важное значение имеют минеральные соли. Живые организмы содержат растворенные соли (в виде ионов), так и соли в твердом состоянии. Ионы делятся на положительные (катионы металлических элементов К + , N а + , Са 2+ , М 2+ т. д) и отрицательные (анионы кислот соляной - С l - , сульфатной - Н SO 4 - , S O 4 2- , карбонатной - НСО 3 - , фосфатной - Н 2 РО 4 - , НРО 4 2- и др.). Разная концентрация катионов К + и N а + в клетке и межклеточной жидкости вызывает разницу потенциалов на мембране клетки; изменение проницаемости мембраны по К + и N а + под влиянием раздражение обеспечивает возникновения нервного и мышечного возбуждения. Анионы фосфатной кислоты поддерживают нейтральную реакцию внутриклеточного среды (рН = 6,9), анионы карбоновой кислоты - слабощелочную реакцию плазмы крови (рН = 7,4). Соединения кальция (СаС O 3 ) входят в состав ракушек моллюсков и простейших, панцирей раков. Хлоридная кислота создает кислую среда в желудке позвоночных животных и человека, обеспечивает этим активность ферментов желудочного сока. Остатки серной кислоты, присоединяясь к нерастворимых в воде соединений, обеспечивающих их растворимость, что способствует выведению данных соединений из клеток и организма.

Вода – самое распространенное вещество. Моря и океаны занимают 71% поверхности земного шара. Однако в последнее время возник дефицит пресной воды, т.к. соленые воды используются людьми мало, а пресная вода используется для орошения и в промышленности.

Плотность . В воде вес всех организмов облегчается, и многие организмы парят в воде, не опускаясь на дно. Но плотность воды затрудняет движение, поэтому организмы должны иметь хорошо развитую мускулатуру для быстрого плаванья. С глубиной давление сильно растет – глубоководные обитатели переносят давление.

Свет . Проникает на небольшую глубину. Поэтому растения существуют только в верхних горизонтах. На больших глубинах животные обитают в полном мраке.

Температурный режим. Колебания температуры в воде сглажены, водные обитатели не приспосабливаются к сильным морозом и жарой.

Ограниченное количество кислорода . Растворимость его не очень велика и уменьшается при загрязнении или нагревании. Поэтому в водоемах бывают заморы от нехватки кислорода.

Солевой состав .

Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества неорганических и органических веществ. Большинство химических реакций представляет собой взаимодействие между растворимыми в воде веществами. Под действием ферментов вода вступает в реакции гидролиза, при которых к свободным валентностям различных молекул присоединяются ОН - и Н + воды. Вода образует основу внутренней среды живых организмов. Вода обеспечивает приток веществ в клетку и их удаление через наружную клеточную мембрану (транспортная функция). Вода является теплорегулятором. За счет хорошей теплопроводности и большей теплоемкости воды, при изменении t окружающей среды, внутри клетки t остается неизменной или ее колебания оказываются значительно меньшими, чем в окружающей среде. Вода является донором электронов и протонов в энергетическом обмене. Вода участвует в образовании высших структур биологических макромолекул. Клеточный метаболизм зависит от баланса свободной и связанной воды. Вода обладает большой теплоемкостью. Удельной теплоемкостью воды называют количество теплоты, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1 0 . Вода – единственное вещество, обладающее в жидком состоянии большей плотностью, чем в твердом. На поверхности воды существует поверхностное натяжение.

Водоем – сложная живая система, где обитают растения, животные и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоемов.

Вода обладает наибольшей плотностью при t 4 0 С (1 г/см 3), поэтому зимой водоемы не промерзают. Молекулы воды обладают полярностью и притягиваются друг к другу разноименными полюсами, образуя ассоциации за счет водородных связей. Наибольшей устойчивостью обладают удвоенные молекулы воды, которые имеют 2 водородные связи. Молекулы воды устойчивы к нагреванию, только при t 1000 0 С пар начинает диссоциировать на Н и О 2 . Состав природной воды. 5 групп веществ: 1. главнейшие ионы (катионы: Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , K +), 2. анионы (HCO 3- , SO 4 2- , Cl - , CО 3 2- , SO 3 2- , S 2 О 3-), 3. растворенные газы (CО 2 О 2 N 2 H 2 S CH 4), 4. биогенные вещества (NH 3 – аммиак, нитриты, нитраты, P, Si), 5. микроэлементы (I, F, Cu, Br, CO, Ni).Природные воды по содержанию анионов делят на карбонатные, гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. По содержанию катионов: кальциевая, магниевая и натриевая вода. Содержание в воде солей влияет на коррозию металлических, бетонных и каменных материалов. Минерализация речной воды – 200-1000 мг/л, озерной – 15-300 мг/л, морской – 3500 мг/л. Показателем поступления в воду органических веществ являются хлориды, аммиак и нитраты. Загрязнение воды органикой сопровождается увеличение анаэробных и аэробных бактерий и грибов. Аммиак (ПДК – 2 мг/л) говорит о свежем загрязнении воды. В глубоких подземных водах возможно присутствие аммиака, который образуется за счет восстановления нитратов при отсутствии О 2 . В болотистых и торфяных водах содержание аммиака не является показателем загрязнения (аммиак растительного происхождения). Нитриты (KNO 2 , HNO 2) продукты окисления аммиака в процессе нитрификации, указывают на давность загрязнения. Нитраты (ПДК – 10 мг/л) – конечный продукт минерализации. Если аммиак, нитраты и нитриты присутствуют одновременно – вода опасна в эпидемическом отношении. Нитраты (Ca(NO 3) 2 , NaNO 3 , KNO 3) могут содержатся за счет растворения почвенных солей, минеральных удобрений, селитры. Нитраты – предшественники образования канцерогенных веществ – нитрозаминов. Они снижают резистентность организма к воздействию мутагенных и канцерогенных факторов. Хлориды – показатель бытового загрязнения (ПДК – 20-30 мг/л). В местах с солончаковой почвой в подземных водах присутствуют хлориды солевого происхождения. Колодцы и каптажи не должны быть загрязнены органическими веществами. Они должны располагаться на незагрязненных возвышенных участках, удаленных не менее чем на 50 м от уборных, выгребных ям, сетей канализаций, скотных дворов, кладбищ, складов удобрений и ядохимикатов.

Жизненные формы гидробионтов . В толще воды (пелагиаль): 1. планктон – не способные к активному движению организмы (водоросли, простейшие, рачки), не способны противостоять токам воды. Криопланктон (жгутиконосцы) – население талой воды, образуется под лучами солнца в трещинах льда и пустотах снега. 2. нектон – крупные животные, двигательная активность которых достаточна для преодоления водных течений (рыбы, кальмары, млекопитающие). 3. плейстон – организмы, часть тела которых находится в воде, а часть над поверхностью (ряска, брюхоногие моллюски, рыбы). 4. бентос (бактерии, актиномицеты, водоросли и грибы, простейшие, губки, кораллы, кольчатые черви, ракообразные, иглокожие, личинки насекомых) обитает на поверхности грунта (эпибентос) и в его толще (эндобентос). В зоне контакта водной толщи с дном находится пелагобентос. 5. перифитон – обрастатели – все организмы, обитающие на плотных субстратах за пределами придонного слоя воды (двустворчатые и усоногие моллюски, губки). 6. нейстон – организмы живущие в приповерхностном слое воды. На поверхности водной пленки – эпинейстон (клопы-водомерки, мухи) или под ней – гипонейстон (веслоногие рачки, молодь рыбы, насекомые, личинки моллюсков).

Вода в живом организме

На долю воды приходится основная часть массы любого живого существа на Земле. У взрослого человека вода составляет больше половины массы тела. Именно у взрослого человека, потому что в разные периоды жизни содержание воды в организме изменяется. У эмбриона оно достигает 97 %; сразу после рождения общее количество воды в организме быстро уменьшается - у новорожденного ее уже только 77 %. Дальше содержание воды продолжает постепенно снижаться, пока не станет в зрелом возрасте относительно постоянным. В среднем содержание воды в организме мужчин от 18 до 50 лет составляет 61 %, женщин - 54 % от массы тела. Разница эта связана с тем, что организм взрослых женщин содержит больше жира; при отложении жира вес тела увеличивается и доля воды в нем снижается (у людей, страдающих ожирением, содержание воды может уменьшиться до 40 % от массы тела). После 50 лет организм человека начинает «усыхать»: воды в нем становится меньше.

Больше всего воды - 70 % всей воды организма - находится внутри клеток, в составе клеточной протоплазмы. Остальное - это внеклеточная вода: часть ее (около 7 %) находится внутри кровеносных сосудов и образует плазму крови, а часть (около 23 %) омывает клетки - это так называемая межтканевая жидкость.

Еще в 1858 г. знаменитый французский физиолог Клод Бернар сформулировал принцип постоянства внутренней среды организма - нечто вроде закона сохранения массы - энергии для живых существ. Этот принцип гласит: поступление в организм различных веществ должно быть равно их выделению. Ясно, что и потребление воды должно быть равным расходу. Как же человек расходует воду?

Водные потери организма учесть довольно трудно, потому что немалая часть их приходится на долю так называемых неощутимых потерь. Например, вода в виде паров содержится во выдыхаемом воздухе - это примерно 400 мл/сут. Около 600 мл/сут ее испаряется с поверхности кожи. Немного воды выделяют слезные железы (и не только тогда, когда мы плачем: выделяемая ими жидкость постоянно омывает глазное яблоко); вода теряется также с капельками слюны при разговоре, кашле и т. д. Остальные пути выделения воды легче поддаются учету: это 800-1300 мл в сутки, выделяемые с мочой, и около 200 мл - с испражнениями. Если суммировать все вышеуказанные цифры, то получается около 2–2,5 л; эта цифра, средняя, потому что расход воды может сильно колебаться в зависимости от внешних условий, индивидуальных особенностей обмена или в результате его нарушений.

В соответствии с этим и суточная потребность организма взрослого человека в воде составляет в среднем около 2,5 л. Это, впрочем, вовсе не означает, что человек должен каждый день выпивать не меньше 10 стаканов воды: основная часть потребляемой нами воды содержится в пище. Часть воды образуется также непосредственно в организме в процессе жизнедеятельности - при распаде белков, жиров и углеводов (эндогенная вода). Например, при окислении 100 г жиров возникает 107 мл воды, 100 г углеводов - 55 мл. Следовательно, наиболее выгоден (в смысле получения эндогенной воды) жир. И не случайно значительные жировые отложения наблюдаются как раз У тех животных, которые приспособились длительное время обходиться без воды извне, вырабатывая ее в своем организме. В их числе крупное животное пустыни - верблюд. Резерв жира в его горбе при полном окислении позволяет получить около 40 л эндогенной воды, что составляет суточную потребность в ней животного. Разумеется, солидный запас жира не заменяет полностью верблюду питьевой воды. Жировыми отложениями - источником эндогенной воды, кроме верблюда, обладают в пустыне курдючные породы овец. Жир накапливается в хвостах некоторых тушканчиков, под кожей желтого и малого суслика, ежей и т. д. Исключительно эндогенной водой утоляют жажду австралийские мыши.

Ни один жизненный процесс в организме человека или животного не может совершаться без воды и ни одна клетка не в состоянии обойтись без водной среды. С участием воды протекают практически все функции организма. Так, испаряясь с поверхности кожи и дыхательных органов, вода принимает участие в процессах терморегуляции.

Процесс пищеварения - важнейшая функция организма. Процесс пищеварения в желудочно-кишечном тракте протекает только в водной среде. В этом процессе вода играет роль хорошего растворителя почти всех пищевых продуктов.

Выпитая вода прежде всего всасывается сквозь стенки желудка и кишечника в кровь и с ней равномерно распределяется по всему организму, переходя из крови в межтканевую жидкость, а затем и в клетки. Такой обмен воды происходит довольно интенсивно. Находясь в состоянии соединения с водой, пищевые продукты (белки, углеводы, жиры, минеральные соли) также легко всасываются в кровь и поступают во все органы и затем ткани организма.

Переход воды из крови в межтканевую жидкость целиком подчинен физическим законам. Работа сердца создает внутри сосудов гидростатическое давление, стремящееся вытолкнуть жидкость сквозь стенку сосуда. Этому противодействует осмотическое давление, которое создают растворенные в крови вещества. Точнее говоря, главную роль здесь играет не осмотическое давление, а только та малая его часть (примерно 1/220), которую образуют белки плазмы крови - это так называемое онкотическое давление. Дело в том, что и воду, и низкомолекулярные растворенные вещества, создающие основную часть осмотического давления, стенки капилляров пропускают свободно, но для белков они практически непроницаемы. И именно онкотическое давление, создаваемое белками, удерживает воду внутри капилляра.

В начальной, артериальной части капилляра гидростатическое давление велико - оно гораздо больше онкотического. Поэтому вода вместе с растворенными в ней низкомолекулярными веществами выжимается сквозь стенки капилляра в межклеточное пространство. В конечной, венозной части капилляра гидростатическое давление значительно меньше, потому что здесь капилляр расширяется. Онкотическое же давление, образованное белками, здесь, наоборот, повышается, поскольку часть воды уже покинула капилляр и объем плазмы уменьшился, а концентрация белков в ней возросла. Теперь онкотическое давление становится больше гидростатического, и здесь вода, несущая с собой продукты жизнедеятельности клеток, поступает из межклеточного пространства обратно в сосудистое русло.

Такова общая картина обмена воды между кровью и тканями. Правда, этот механизм применим не во всех случаях; с его помощью, например, нельзя объяснить обмен жидкости в печени. Гидростатическое давление в печеночных капиллярах недостаточно для того, чтобы вызвать переход жидкости из них в межтканевое пространство. Здесь играют роль уже не столько физические законы, сколько ферментативные процессы.

Из межтканевой жидкости вода попадает в клетки. Этот процесс также определяется не только законами осмоса, но и свойствами клеточной мембраны. Такая мембрана, кроме пассивной проницаемости, зависящей от концентрации того или иного вещества по разные ее стороны, обладает еще и свойством активно переносить определенные вещества даже против градиента концентрации, т. е. из более разбавленного раствора в менее разбавленный. Другими словами, мембрана действует как «биологический насос». Регулируя таким путем осмотическое давление, клеточная мембрана управляет и процессами перехода сквозь нее воды из межклеточного пространства внутрь клетки и обратно.

Главный путь выведения воды из организма - почки; через них проходит около половины воды, покидающей тело. Почки - один из наиболее энергично работающих органов, потребление энергии на единицу веса здесь больше, чем в любом другом. Из всего поглощаемого человеком кислорода не менее 8-10 % используется именно в почках, хотя их вес составляет всего 1/200 часть веса тела. Все это свидетельствует о важности тех процессов, которые в них происходят.

В сутки через почки проходит более 1000 л крови - это значит, что каждая капля крови за сутки побывает здесь не меньше двухсот раз. Здесь кровь очищается от ненужных продуктов обмена веществ , которые она приносит из всех органов и тканей растворенными в плазме, т. е. в конечном счете опять-таки в воде.

Когда кровь проходит через начальную, артериальную часть почечного капилляра, около 20 % ее благодаря высокому гидростатическому давлению (в почечных капиллярах оно вдвое выше, чем в обычных) выходит сквозь стенку капилляра в полость почечного клубочка - это так называемая первичная моча. При этом, как и во всех остальных капилярах организма, сквозь стенку почечного капилляра проходят все растворенные в плазме вещества, кроме белков. Среди них помимо отбросов, которые необходимо удалить из организма, есть и нужные вещества, выделение которых было бы бессмысленным расточительством. Этого организм позволить себе не может, и поэтому в почечном канальце, куда первичная моча попадает из почечного клубочка, производится тщательная сортировка. Питательные вещества, различные соли, другие соединения постоянно реабсорбируются - переходят сквозь стенки канальца обратно в кровь, в примыкающий к канальцу капилляр. Ведущую роль в этом процессе реабсорбции играют сложные ферментативные реакции.

Вместе с полезными веществами покидает первичную мочу и вода. В начальном отделе почечного канальца вода реабсорбируется пассивно: она переходит в кровь вслед за активно реабсорбируемым натрием, глюкозой и другими веществами, выравнивая возникающую разницу в осмотическом давлении.

В конечном же отделе почечного канальца, когда реабсорбция полезных веществ уже в основном закончена, возвращение воды в кровь регулируется иным механизмом и зависит только от того, насколько нужна организму сама эта вода. В стенках кровеносных сосудов разбросаны нервные рецепторы, которые очень тонко реагируют на изменение содержания воды в крови. Как только воды становится меньше, чем нужно, нервные импульсы от этих рецепторов поступают в гипофиз, где начинает выделяться гормон вазопрессин. Под влиянием его вырабатывается фермент гиалуронидаза. Фермент делает проницаемым для воды стенки почечных канальцев, разрушая водонепроницаемые полимерные комплексы, входящие в их состав, - как будто открывает кран для выхода воды сквозь стенку канальца. В результате вода, теперь уже следуя законам осмоса, переходит в кровь. Чем меньше воды в организме, тем больше выделяется вазопрессина, тем больше вырабатывается гиалуронидазы, тем больше воды всосется обратно в кровь.

В конечном счете из всей первичной мочи лишь меньше 1 % выделяется почками в виде «настоящей» мочи, которая теперь уже содержит только отработанные продукты жизнедеятельности и только ненужную организму воду.

Экспериментально установлено, что для удаления отходов жизнедеятельности человеческого организма требуется ежедневно не менее 500 мл мочи. Если человек пьет много воды, она разбавляет мочу, удельный вес которой понижается. При недостаточном поступлении воды в организм, когда после восполнения потерь ее через кожу и легкие на долю почек остается меньше 500 мл, часть отработанных продуктов жизнедеятельности остается в организме и может вызвать его отравление. Именно этим опасно водное голодание.

Особенно тяжело человек переносит обезвоживание. Если потери воды не восполняются, то в результате нарушений физиологических процессов ухудшается самочувствие, падает работоспособность, а при высокой температуре воздуха нарушается терморегуляция и может наступить перегрев организма. При потере влаги, составляющей 6–8 % от веса тела, у человека повышается температура тела, краснеет кожа, ускоряется сердцебиение, учащается дыхание, переходящее в одышку, появляется мышечная слабость, головокружение, головные боли и наступает полуобморочное состояние. При потере 10 % воды могут происходить необратимые изменения в организме. Потеря воды в количестве 15–20 % при температуре воздуха выше 30° является уже смертельной, а потеря 25 % воды смертельна и при более низких температурах.

Отходы жизнедеятельности человека выделяются также с потом. В среднем поверхность человеческого тела занимает 1,5 м 2 .

Человек в сильную жару очень потеет. За сутки он буквально «выдает» ведро пота: был бы сух воздух.

Главная составная часть жидкости в таком ведре - обычная, ничем не примечательная вода. В ней растворены нелетучие и летучие компоненты. С нелетучими ознакомиться просто - пот соленый: около 1 % NaCl, да еще фосфаты и сульфаты. Много в поте и креатинина. А вот с летучими компонентами плохо знакомы даже специалисты, но кое-что все же известно: космобиологи пришли к выводу, что даже мало потеющий человек через кожу выделяет столько веществ, что трехкубовая замкнутая атмосфера за сутки насытится вредоносными соединениями выше предельно допустимых норм. На Земле это не беда, но в космосе форточку не откроешь.

Чтобы космонавтов не задушил собственный пот, необходимы специальные поглотители, причем разные - с потного лица или влажной ладони испаряются такие малоприятные вещества, как метанол, ацетальдегид, этанол, ацетон, изопропанол, уксусная кислота. В этой смеси преобладает уксусная кислота.

Велика роль воды в живом организме. Вода является и средой и непосредственным участником физиологических и биохимических реакций. С водой из организма выделяются различные вещества, образовавшиеся в результате обмена веществ .

<<< Назад

Вперед >>>

Литература основная

1. Физиология человека. Под редакцией В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько.- Медицина, 2003 (2007) г.- С. 229-237.

2. Физиология человека В двух томах. Том I. Под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько.- Медицина, 1997 (1998, 2000, 2001) г. С. 276-284.

Долгое время за кровью признавали могучую и исключительную силу: кровью скрепляли священные клятвы; жрецы заставляли своих деревянных идолов «плакать кровью»; древние гре­ки приносили кровь в жертву своим богам[Мф1] . 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[Мф2] .

Подвижность крови - важнейшее ус­ловие жизни организма[Мф3] .

Мы продолжаем изучать систему кровообращения . Помните, что составляет систему кровообращения? Правильно! Сердечно‑сосудистая система + кровь .

Если сердечно‑сосудистую систему можно назвать транспортирующей системой, то кровь – транспортируемой средой.

Как нельзя се­бе представить государство без транс­портных линий связи, так нельзя по­нять существование человека или жи­вотного без движения крови по сосу­дам, когда во все органы и ткани разно­сится кислород, вода, белки и другие вещества.[Мф4]

Кровь является важнейшей составляющей внутренней среды организма человека, поэтому перед тем, как перейти к характеристике крови, необходимо познакомиться с основными вопросами физиологии внутренней среды.

1. Понятие «внутренняя среда организма[Мф5] »

Первичные организмы развивались в Мировом океане. Вода приносила им питательные вещества и принимала продукты обмена[Б6] . У многоклеточных организмов большинство клеток утратило контакт с внешней средой, да и среда эта для вышедших из воды существ существенно (!) изменилась. Была вода, стало сухо и не всегда комфортно. Но частичка того океана плещется в нас и сейчас, являясь основой внутренней среды организма.

Внутренняя среда организма [Мф7] – совокупность жидкостей принимающих непосредственное участие в процессах обмена веществ и поддержании гомеостаза организма[Мф8] . [a]

Понятие внутренняя среда организма ввел в физиологию К.Бернар в 1854-1857 гг. [b]

Внутренняя среда характеризуется динамическим постоянством[Мф9] .

Для описания этого состояния в 1929 г. У.Кэннон ввел термин гомеостаз [Мф10] [c].

В связи с выявлением роли биоритмов в деятельности живого организма хронобиология стала оперировать термином не «гомеостаз », а «гомеокинез »или «гомеорез », под которым понимается не только значение параметров, но и процесс их изменения во времени.

Однако в литературе чаще используется термин «гомеостаз», при этом имеют ввиду, что постоянство внутренней среды относительно[Мф11] .

Границы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными. Их по­казатели зависят от видовых, индивидуальных, половых и других условий. Жесткими константами являются параметры внутренней среды , которые определяют оптимальную активность ферментов, т.е. возможность осуществления обменных процессов[Мф12] .--162- C.13]

Общая вода, жидкости организма и жидкости внутренней среды

Человеческий организм в основном состоит из воды.

Её относительное содержание изменяется с возрастом от 75 % у новорожденного до 55 % у пожилых людей [Б14] ].

У женщин относительное содержание воды меньше, чем у мужчин процентов на 5 %.

Баланс воды (поступление, образование, циркуляция, участие в обмене веществ, выведение) – тема других лекций, посвященных водно-солевому обмену.

Вода – основа всех жидких сред[Мф15] .

Жидкости организма разделены на следующие компартменты [d]:

Внутриклеточная (интрацеллюлярная[Б16]) жидкость

Внеклеточная (экстрацеллюлярная) жидкость

Интравазальная жидкость

Плазма крови

Экстравазальная жидкость

Межклеточная жидкость (син.: тканевая, интерстициальная)

Кристаллизационная (структурированная) вода кости и хряща (15 % всей воды организма[Б17])

Трансцеллюлярные [Б18] (специализированные) жидкости

Жидкости закрытых полостей (т.е. не имеющих прямого сообщения с внешней средой). [Мф19]

Ликвор (синонимы – цереброспинальная или спинно-мозговая жидкость)

Синовиальная (внутрисуставная[Б20]) жидкость

Смазка серозных оболочек (брюшина, плевра, перикард[Б21])

Жидкие среды глазного яблока

Жидкие среды внутреннего уха

Жидкости открытых полостей[Б22]

Секреты пищеварительных желёз (слюна, желудочный сок, жёлчь, сок поджелудочной железы, кишечный сок)

Увлажняющие жидкости (дыхательные пути, среднее и наружное ухо).

Жидкости, выделяемые из организма[Мф23] (моча, пот, слезы, молоко)

Обратите внимание! Жидкость форменных элементов крови - это внутриклеточная вода, поэтому к внеклеточной жидкости относится плазма крови, а не вся кровь.

К жидкостям внутренней средой организма относят:

тканевую (межклеточную) жидкость.

Однако[Б24] , следует включать в эту совокупность и специализированные жидкости.

Подробнее о ликворе см. [++601++] C.129-130.

В мозге различают цереброспинальную жидкость и межклеточную жидкость (внеклеточные пространства мозга[Б25]). Не отождествляйте эти понятия!

Под специализированными жидкостями чаще подразумевают жидкости закрытых полостей организма. Не следует забывать и о жидкостях открытых полостей организма. Все эти жидкости принимают участие в поддержании гомеостаза организма. Как Вы будете себя чувствовать при ответе, если во рту пересохнет?

Как правило, подчеркивают особую роль тканевой жидкости , поскольку лишь она контактирует с клетками организма[Б26] . Её называют истинной [Б27] внутренней средой организма. Есть мнение, что основой внутренней среды является кровь , а непосредственной питательной средой – тканевая жидкость[Б28]

Иногда клетка непосредственно (без посредничества тканевой жидкости) контактирует и осуществляет обмен с другими жидкостями внутренней среды. Например, кровь, соприкасаясь непосредственно с эндокардом и эндотелием сосудов, обеспечивает их жизнедеятельность[Мф29] .

Интерстиций (интерстициальное пространство) (лат. Interstitium промежуток, щель) – составная часть соединительной ткани[Мф30] и имеет довольно сложную структуру[Мф31] .

Полезно запомнить следующие отношения:

[Б32]

Распределение воды в организме в зависимости от возраста в % от массы тела[Б33]

Распределение воды в организме в зависимости от пола при средней массе тела 70 кг[Б34]

Распределение воды в организме женщины на 38-40-й неделе беременности в % от массы тела[Б35]

3. Гистогематические барьеры[Мф36]

На компартменты жидкости разделены внешними и внутренними барьерами[Мф37] .

Внешние барьеры – кожа, почки, органы дыхания, пищеварительный тракт, печень(!).

Внутренние барьеры – гистогематические.

Изолирующие (специализированные):

Гематоэнцефалический

Гематонейрональный

Гематотестикулярный

Гематоофтальмический

Частично изолирующие:

Гематохолический

Гематокортикосупраренальный

Гематотиреоидный

Гематопанкреатический

Неизолирующие:

Миогематические

Гематопаратиреоидный

Гематомедуллосупраренальный

Структурной основой гистогематических барьеров является эндотелий капилляров[Б38] . Барьером между внутриклеточным и внеклеточным жидкостными компартментами является биологическая мембрана. Биологические мембраны органоидов клетки (внутриклеточные барьеры делит жидкости на внутриклеточные компартменты[Б39] .[Б40]

Вода, не разделенная биологическими барьерами также компартметализирована. Вода связанная с белками, другими органическими соединениями, ионами (образует гидратные оболочки) называется гидратационной.

Вода связанная, с трудом вовлекаемая в общий круговорот воды в организме называется иммобильной (неподвижной).Вода не связанная, легко вовлекаемая в общий круговорот воды в организме называется мобильной .

Внеклеточные жидкости имеют довольно сходный [Б42] состав , что связывают с постоянным обменом между плазмой крови, лимфой, межтканевой жидкостью. Внутриклеточные жидкие среды по своему составу весьма различны между собой[Б43] .

Различие состава жидкостных компартментов определяет интенсивность обмена веществ между ними.

Похожая информация.