Izraz "unutrašnje okruženje tijela" pojavio se zahvaljujući francuskom fiziologu koji je živio u 19. vijeku. U svojim radovima je isticao da je neophodan uslov za život organizma održavanje postojanosti u unutrašnjem okruženju. Ovaj stav je postao osnova za teoriju homeostaze, koju je kasnije (1929.) formulisao naučnik Walter Cannon.

Homeostaza je relativna dinamička konstantnost unutrašnje sredine,

Kao i neke statične fiziološke funkcije. Unutrašnju sredinu tijela čine dvije tekućine - unutarćelijska i vanćelijska. Činjenica je da svaka ćelija živog organizma obavlja određenu funkciju, pa joj je potrebna stalna opskrba hranljive materije i kiseonik. Ona također osjeća potrebu da stalno uklanja otpadne proizvode. Potrebne komponente mogu prodrijeti kroz membranu samo u otopljenom stanju, zbog čega je svaka stanica isprana tkivnom tekućinom koja sadrži sve što je potrebno za njen život. Spada u takozvanu ekstracelularnu tečnost i čini 20 odsto telesne težine.

Unutrašnje okruženje tela, koje se sastoji od ekstracelularne tečnosti, sadrži:

  • limfa ( komponenta tkivna tečnost) - 2 l;
  • krv - 3 l;
  • intersticijska tečnost - 10 l;
  • transcelularna tečnost - oko 1 litar (uključuje cerebrospinalnu, pleuralnu, sinovijalnu, intraokularnu tečnost).

Svi imaju različite sastave i razlikuju se po svojoj funkciji

Svojstva. Štaviše, unutrašnje okruženje može imati malu razliku između potrošnje supstanci i njihovog unosa. Zbog toga njihova koncentracija stalno varira. Na primjer, količina šećera u krvi odrasle osobe može se kretati od 0,8 do 1,2 g/l. Ako krv sadrži više ili manje određenih komponenti nego što je potrebno, to ukazuje na prisutnost bolesti.

Kao što je već napomenuto, unutrašnje okruženje tijela sadrži krv kao jednu od svojih komponenti. Sastoji se od plazme, vode, proteina, masti, glukoze, uree i mineralnih soli. Njegova glavna lokacija je (kapilare, vene, arterije). Krv nastaje zbog apsorpcije proteina, ugljikohidrata, masti i vode. Njegova glavna funkcija je odnos organa sa vanjskim okruženjem, isporuka potrebnih tvari u organe i uklanjanje produkata raspadanja iz tijela. Također obavlja zaštitne i humoralne funkcije.

Tkivna tečnost se sastoji od vode i nutrijenata rastvorenih u njoj, CO 2, O 2, kao i produkata disimilacije. Nalazi se u prostorima između ćelija tkiva i formira se zahvaljujući tkivnoj tečnosti koja je posredna između krvi i ćelija. Prenosi O2, mineralne soli,

Limfa se sastoji od vode i rastvorene u njoj.Nalazi se u limfnom sistemu koji se sastoji od sudova spojenih u dva kanala i ulivaju se u šuplju venu. Formira ga tkivna tečnost, u vrećicama koje se nalaze na krajevima limfnih kapilara. Glavna funkcija limfe je vraćanje tečnosti tkiva u krvotok. Osim toga, filtrira i dezinficira tkivnu tekućinu.

Kao što vidimo, unutrašnje okruženje tela je skup fizioloških, fizičko-hemijskih, odnosno genetskih uslova koji utiču na održivost živog bića.

Unutar biosfere možemo razlikovati četiri glavna staništa. To su vodena sredina, kopnena zračna sredina, tlo i okolina koju stvaraju sami živi organizmi.

Vodeno okruženje

Voda služi kao stanište za mnoge organizme. Iz vode dobijaju sve supstance neophodne za život: hranu, vodu, gasove. Stoga, koliko god da su vodeni organizmi raznoliki, svi oni moraju biti prilagođeni glavnim karakteristikama života u vodena sredina. Ove karakteristike su određene fizičkim i hemijska svojstva vode.

Hidrobionti (stanovnici vodenog okoliša) žive i u slatkoj i u slanoj vodi i dijele se u \(3\) grupe prema svom staništu:

  • plankton - organizmi koji žive na površini vodenih tijela i pasivno se kreću zbog kretanja vode;
  • nekton - aktivno se kreće u vodenom stupcu;
  • bentos - organizmi koji žive na dnu rezervoara ili se ukopavaju u mulj.

Mnoge male biljke i životinje stalno lebde u vodenom stupcu, živeći u suspendiranom stanju. Sposobnost lebdenja osigurana je ne samo fizičkim svojstvima vode koja ima plutajuću silu, već i posebnim prilagodbama samih organizama, na primjer, brojnim izraslinama i dodacima koji značajno povećavaju površinu njihovog tijela i, stoga, povećati trenje sa okolnom tečnošću.

Gustoća tijela životinja kao što su meduze vrlo je bliska gustoći vode.

Štaviše, njihov karakterističan oblik tijela, koji podsjeća na padobran, pomaže im da ostanu u vodenom stupcu.

Aktivni plivači (ribe, delfini, foke itd.) imaju vretenasto tijelo i udove u obliku peraja.

Njihovo kretanje u vodenom okruženju je olakšano, osim toga, zbog posebne strukture vanjskih omotača, koji luče posebno mazivo - sluz, što smanjuje trenje s vodom.

Voda ima veoma visok toplotni kapacitet, tj. sposobnost akumulacije i zadržavanja toplote. Iz tog razloga nema oštrih temperaturnih fluktuacija u vodi, koje se često javljaju na kopnu. Vrlo duboke vode mogu biti vrlo hladne, ali zahvaljujući konstantnoj temperaturi, životinje su uspjele razviti niz adaptacija koje osiguravaju život čak i u takvim uvjetima.

Životinje mogu živjeti na ogromnim dubinama okeana. Biljke opstaju samo u gornjem sloju vode, gdje ulazi energija zračenja neophodna za fotosintezu. Ovaj sloj se zove fototička zona .

Budući da površina vode reflektira većinu svjetlosti, čak iu najprozirnijim okeanskim vodama debljina fototičke zone ne prelazi \(100\) m. Životinje velikih dubina hrane se ili živim organizmima ili ostacima životinja i biljke koje stalno padaju s gornjeg sloja.

Poput kopnenih organizama, vodene životinje i biljke dišu i zahtijevaju kisik. Količina kisika otopljenog u vodi opada s povećanjem temperature. Štaviše, kiseonik se slabije otapa u morskoj nego u slatkoj vodi. Iz tog razloga, vode otvorenog mora tropske zone siromašne su živim organizmima. I obrnuto, polarne vode bogate su planktonom - malim rakovima kojima se hrane ribe i veliki kitovi.

Sastav soli vode je veoma važan za život. Joni \(Ca2+\) su od posebne važnosti za organizme. Školjke i rakovi trebaju kalcij za izgradnju svojih ljuštura ili školjki. Koncentracija soli u vodi može značajno varirati. Voda se smatra svježom ako jedan litar sadrži manje od \(0,5\) g otopljenih soli. Morska voda Odlikuje se stalnim salinitetom i sadrži u prosjeku \(35\) g soli po litri.

Prizemno vazdušno okruženje

Kopnena vazdušna sredina, ovladana tokom evolucije kasnije od vodene, složenija je i raznovrsnija i nastanjena je više organizovanim živim organizmima.

Najvažniji faktor u životu organizama koji ovdje žive su svojstva i sastav zračnih masa koje ih okružuju. Gustoća vazduha je mnogo manja od gustine vode, stoga kopneni organizmi imaju visoko razvijena potporna tkiva - unutrašnje i egzoskelet. Oblici kretanja su veoma raznovrsni: trčanje, skakanje, puzanje, letenje itd. Ptice i neke vrste insekata lete u vazduhu. Zračne struje prenose sjemenke biljaka, spore i mikroorganizme.

Vazdušne mase su stalno u pokretu. Temperatura zraka se može mijenjati vrlo brzo i na velikim površinama, tako da organizmi koji žive na kopnu imaju brojne adaptacije da izdrže ili izbjegnu nagle promjene temperature.

Najznačajniji od njih je razvoj toplokrvnosti, koja je nastala upravo u kopnenom vazdušnom okruženju.
Važan za život biljaka i životinja hemijski sastav vazduh (\(78%\) azot, \(21%\) kiseonik i \(0,03%\) ugljen dioksid). Ugljični dioksid je, na primjer, najvažnija sirovina za fotosintezu. Azot zraka je neophodan za sintezu proteina i nukleinskih kiselina.

Količina vodene pare u vazduhu (relativna vlažnost) određuje intenzitet procesa transpiracije u biljkama i isparavanja sa kože nekih životinja. Organizmi koji žive u uslovima niske vlažnosti imaju brojne adaptacije da spreče veliki gubitak vode. Na primjer, pustinjske biljke imaju moćan korijenski sistem koji može pumpati vodu u biljku iz velikih dubina. Kaktusi čuvaju vodu u svojim tkivima i štedljivo je koriste. U mnogim biljkama, kako bi se smanjilo isparavanje, lisne ploče se pretvaraju u bodlje. Mnoge pustinjske životinje hiberniraju tokom najtoplijeg perioda, koji može trajati nekoliko mjeseci.

Zemlja - ovo je gornji sloj zemlje, transformiran kao rezultat vitalne aktivnosti živih bića. Ovo je važna i vrlo složena komponenta biosfere, usko povezana sa ostalim njenim dijelovima. Život u tlu je neobično bogat. Neki organizmi provode cijeli život u tlu, drugi provode dio života. Između čestica tla postoje brojne šupljine koje se mogu ispuniti vodom ili zrakom. Stoga tlo naseljavaju i vodeni organizmi i organizmi koji dišu zrak. Tlo igra veliku ulogu u životu biljaka.

Uslovi života u tlu su u velikoj mjeri determinirani klimatskim faktorima, od kojih je najvažniji temperatura. Međutim, kako se ulazi dublje u tlo, temperaturne fluktuacije postaju sve manje primjetne: dnevne promjene temperature brzo nestaju, a kako se dubina povećava, nestaju i sezonske promjene temperature.

Čak i na malim dubinama, u tlu vlada potpuna tama. Osim toga, kako toneš u tlo, sadržaj kisika se smanjuje, a sadržaj ugljičnog dioksida povećava. Stoga, samo anaerobne bakterije, dok se u gornjim slojevima tla, osim bakterija, u izobilju nalaze gljive, protozoe, okrugli crvi, člankonošci, pa čak i relativno velike životinje koje prave prolaze i grade skloništa, poput krtica, rovki i krtica.

Životna sredina koju formiraju sami živi organizmi

Očigledno je da uslove života unutar drugog organizma karakteriše veća postojanost u odnosu na uslove spoljašnje okruženje.

Stoga organizmi koji nađu mjesto u tijelu biljaka ili životinja često potpuno gube organe i sisteme potrebne za slobodnoživuće vrste. Nemaju razvijene senzorne organe ili organe za kretanje, ali razvijaju adaptacije (često vrlo sofisticirane) za zadržavanje u tijelu domaćina i efikasnu reprodukciju.

Izvori:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologija. 9. razred // Drfa
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologija. Opća biologija(osnovni nivo) 10-11 razred // Drfa

Životna sredina je ukupnost životnih uslova za živa bića. Razlikuje se spoljašnje okruženje, tj. kompleks faktora koji se nalaze izvan tijela, ali neophodni za njegov život, i unutrašnje okruženje.

Unutrašnja sredina organizma je sveukupnost bioloških tečnosti (krv, limfa, tkivna tečnost) koje peru ćelije i strukture tkiva i učestvuju u metaboličkim procesima. Klod Bernar je u 19. veku predložio koncept „unutrašnje sredine“, ističući da, za razliku od promenljivog spoljašnjeg okruženja u kome živi živi organizam, konstantnost životnih procesa ćelija zahteva odgovarajuću konstantnost njihovog okruženja, tj. unutrašnje okruženje.

Živi organizam je otvoreni sistem. Otvoreni sistem je sistem čije postojanje zahtijeva stalnu razmjenu materije, energije i informacija sa vanjskim okruženjem. Odnos tijela i vanjskog okruženja osigurava opskrbu kisikom, vodom i hranjivim tvarima unutarnje sredine, te uklanjanje ugljičnog dioksida i nepotrebnih, a ponekad i štetnih metabolita. Spoljašnje okruženje opskrbljuje tijelo ogromnom količinom informacija koje percipiraju brojne osjetljive formacije nervnog sistema.

Spoljno okruženje ima ne samo blagotvoran, već i štetan uticaj na život organizma. Međutim, zdravo tijelo normalno funkcionira ako utjecaji okoline ne prelaze prihvatljive granice. Ovakva zavisnost životne aktivnosti organizma od spoljašnje sredine s jedne strane, te relativna stabilnost i nezavisnost životnih procesa od promena u okruženje s druge strane, to je osigurano svojstvom tijela koje se zove homeostaza (homeostaza). Tijelo je ultrastabilan sistem koji i sam traži najstabilnije i optimalno stanje, držeći različite parametre funkcija u granicama fizioloških („normalnih“) fluktuacija.

Homeostaza je relativna dinamička konstantnost unutrašnje sredine i stabilnost fizioloških funkcija. To je upravo dinamička, a ne statična konstantnost, jer podrazumijeva ne samo mogućnost, već i neophodnost kolebanja sastava unutrašnje sredine i funkcionalnih parametara u fiziološkim granicama kako bi se postigao optimalan nivo vitalne aktivnosti organizma. .

Aktivnost ćelija zahteva adekvatnu funkciju snabdevanja kiseonikom i efikasnog izbacivanja ugljen-dioksida i drugih otpadnih materija ili metabolita. Da bi obnovile raspadajuće proteinske strukture i izvukle energiju, ćelije moraju primiti plastični i energetski materijal koji u tijelo ulazi s hranom. Sve to ćelije primaju iz svog okruženja kroz tkivnu tečnost. Konstantnost potonjeg održava se zbog izmjene plinova, jona i molekula s krvlju. Posljedično, postojanost sastava krvi i stanje barijera između krvi i tkivne tekućine, takozvane histohematske barijere, uvjet su za homeostazu ćelijskog mikrookruženja. Selektivna propusnost ovih barijera daje određenu specifičnost u sastavu ćelijskog mikrookruženja neophodnu za njihove funkcije.

S druge strane, tkivna tečnost učestvuje u formiranju limfe i razmenjuje se sa limfnim kapilarima drenirajući prostore tkiva, što omogućava efikasno uklanjanje velikih molekula iz ćelijskog mikrookruženja koji nisu u stanju da difunduju kroz histohematske barijere u krv. Zauzvrat, limfa koja teče iz tkiva ulazi u krv kroz torakalni limfni kanal, osiguravajući održavanje konstantnog sastava. Shodno tome, u organizmu postoji stalna razmena između tečnosti unutrašnje sredine, što je preduslov za homeostazu.

Međuodnosi komponenti unutrašnjeg okruženja međusobno, sa spoljašnjim okruženjem i uloga glavnih fizioloških sistema u realizaciji interakcije unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja prikazani su na slici 2.1. Spoljna sredina utiče na organizam kroz percepciju njegovih karakteristika od strane osetljivog aparata nervnog sistema (receptori, čulni organi), preko pluća, gde se vrši razmena gasova, i kroz gastrointestinalni trakt, gde se apsorbuju voda i sastojci hrane. Nervni sistem vrši svoje regulaciono dejstvo na ćelije usled oslobađanja na krajevima nervnih provodnika posebnih posrednika - medijatora, koji kroz mikrookruženje ćelija ulaze u posebne strukturne formacije ćelijskih membrana - receptore. Utjecaj vanjskog okruženja koji percipira nervni sistem može biti posredovan i preko endokrinog sistema, koji u krv luči posebne humoralne regulatore - hormone. Zauzvrat, tvari sadržane u krvi i tkivnoj tekućini, u većoj ili manjoj mjeri, iritiraju receptore intersticijalnog prostora i krvotoka, čime se osigurava nervni sistem informacije o sastavu unutrašnje sredine. Uklanjanje metabolita i stranih materija iz unutrašnje sredine vrši se preko organa za izlučivanje, uglavnom bubrega, kao i pluća i probavnog trakta.



Konstantnost unutrašnje sredine - najvažniji uslov vitalnu aktivnost organizma. Stoga se odstupanja u sastavu tečnosti u unutrašnjem okruženju percipiraju brojnim receptorima. Slika 2.1. Šema međuodnosa unutrašnje sredine tela.

strukture i ćelijskih elemenata sa naknadnim uključivanjem biohemijskih, biofizičkih i fizioloških regulatornih reakcija u cilju otklanjanja devijacije. Istovremeno, same regulatorne reakcije izazivaju promjene u unutrašnjoj sredini kako bi se ona uskladila sa novim uslovima postojanja organizma. Stoga regulacija unutrašnje sredine uvijek ima za cilj optimizaciju njenog sastava i fizioloških procesa u tijelu.

Granice homeostatske regulacije postojanosti unutrašnje sredine mogu biti krute za neke parametre, a fleksibilne za druge. U skladu s tim, parametri unutrašnje sredine nazivaju se krutim konstantama ako je raspon njihovih odstupanja vrlo mali (pH, koncentracija jona u krvi), ili plastičnim konstantama (nivo glukoze, lipida, rezidualnog dušika, tlak intersticijske tekućine itd.). ), tj. podložan relativno velikim fluktuacijama. Konstante variraju u zavisnosti od starosti, društvenih i profesionalnih uslova, doba godine i dana, geografskog i prirodni uslovi, a imaju i spolne i individualne karakteristike. Uslovi okoline su često isti za veći ili manji broj ljudi koji žive u određenom regionu i pripadaju istim društvenim i starosnoj grupi, ali se konstante unutrašnjeg okruženja mogu razlikovati kod različitih zdravih ljudi. Dakle, homeostatska regulacija postojanosti unutrašnje sredine ne znači potpunu istovetnost njenog sastava kod različitih pojedinaca. Međutim, uprkos individualnim i grupnim karakteristikama, homeostaza osigurava održavanje normalnih parametara unutrašnje sredine organizma.

Tipično, norma se odnosi na prosječne statističke vrijednosti parametara i karakteristika vitalnih funkcija zdravih osoba, kao i na intervale unutar kojih fluktuacije ovih vrijednosti odgovaraju homeostazi, tj. sposobni održati tijelo na nivou optimalnog funkcionisanja.

Shodno tome, za opšte karakteristike Unutrašnje okruženje tijela obično daje intervale fluktuacija u svojim različitim pokazateljima, na primjer, kvantitativni sadržaj različitih tvari u krvi zdravih ljudi. Istovremeno, karakteristike unutrašnjeg okruženja su međusobno povezane i međuzavisne veličine. Stoga se pomaci u jednom od njih često nadoknađuju drugim, što ne mora nužno utjecati na razinu optimalnog funkcioniranja i zdravlja ljudi.

Unutrašnje okruženje je odraz najsloženije integracije životne aktivnosti različitih ćelija, tkiva, organa i sistema sa uticajima spoljašnje sredine.

To ga čini posebno važnim individualne karakteristike unutrašnje okruženje koje razlikuje svaku osobu. Individualnost unutrašnje sredine zasniva se na genetskoj individualnosti, kao i na dugotrajnoj izloženosti određenim uslovima sredine. Shodno tome, fiziološka norma je individualni optimum životne aktivnosti, tj. najkoordiniranija i najefikasnija kombinacija svih životnih procesa u realnim uslovima sredine.

2.1. Krv kao unutrašnja sredina tijela.

Sl.2.2. Glavne komponente krvi.

Krv se sastoji od plazme i ćelija (formiranih elemenata) - eritrocita, leukocita i trombocita, koje su u suspenziji (slika 2.2.). Budući da plazma i ćelijski elementi imaju odvojene izvore regeneracije, krv se često izoluje u nezavisnu vrstu tkiva.

Funkcije krvi su raznolike. To je, prije svega, u generaliziranom obliku, funkcija transporta ili prijenosa plinova i tvari neophodnih za život stanica ili za uklanjanje iz tijela. To uključuje: respiratornu, nutritivnu, integrativno-regulatornu i ekskretornu funkciju (vidi Poglavlje 6).

Krv također obavlja zaštitnu funkciju u tijelu tako što veže i neutralizira toksične tvari koje ulaze u tijelo, vezujući i uništavajući strane proteinske molekule i strane ćelije, uključujući i one infektivnog porijekla. Krv je jedna od glavnih sredina u kojoj se provode specifični odbrambeni mehanizmi organizma od stranih molekula i ćelija, tj. imunitet.

Krv je uključena u regulaciju svih vrsta metabolizma i temperaturne homeostaze, te je izvor svih tekućina, izlučevina i izlučevina organizma. Sastav i svojstva krvi odražavaju promjene koje se dešavaju u drugim unutarnjim tekućinama i stanicama, te su stoga analize krvi najvažnija dijagnostička metoda.

Količina ili zapremina krvi kod zdrave osobe je unutar 68% tjelesne težine (4 - 6 litara). Ovo stanje se naziva normovolemija. Nakon prekomjernog unosa vode može doći do povećanja volumena krvi (hipervolemija), i to u teškim slučajevima fizički rad u vrućim radionicama i prekomjernom znojenju - pad (hipovolemija).

Sl.2.3. Određivanje hematokrita.

Kako se krv sastoji od ćelija i plazme, ukupni volumen krvi se sastoji i od volumena plazme i volumena ćelijskih elemenata. Dio volumena krvi koji se odnosi na ćelijski dio krvi naziva se hematokrit (slika 2.3.). Kod zdravih muškaraca hematokrit je unutar 4448%, a kod žena - 4145%. Zbog prisustva brojnih mehanizama za regulaciju volumena krvi i volumena plazme (volumoreceptorski refleksi, žeđ, nervni i humoralni mehanizmi za promjenu apsorpcije i izlučivanja vode i soli, regulacija sastav proteina krv, regulacija eritropoeze i dr.) hematokrit je relativno rigidna homeostatska konstanta i njena dugotrajna i trajna promjena moguća je samo u visinskim uslovima, kada adaptacija na niski parcijalni pritisak kiseonika pojačava eritropoezu i, shodno tome, povećava udio volumen krvi koji se može pripisati ćelijskim elementima. Normalne vrijednosti hematokrita i, shodno tome, volumena ćelijskih elemenata nazivaju se normocitemija. Povećanje volumena koji zauzimaju krvna zrnca naziva se policitemija, a smanjenje se naziva oligocitemija.

Fizičko-hemijska svojstva krvi i plazme. Funkcije krvi uvelike su određene njenim fizičko-hemijskim svojstvima, uključujući najveća vrijednost imaju osmotski pritisak, onkotski pritisak i koloidna stabilnost, stabilnost suspenzije, specifična težina i viskozitet.

Osmotski tlak krvi ovisi o koncentraciji u krvnoj plazmi molekula tvari otopljenih u njoj (elektrolita i neelektrolita) i zbir je osmotskih tlakova sastojaka koji se nalaze u njoj. U ovom slučaju preko 60% osmotskog pritiska stvara natrijum hlorid, a ukupno neorganski elektroliti čine do 96% ukupnog osmotskog pritiska. Osmotski pritisak je jedna od rigidnih homeostatskih konstanti i kod zdrave osobe u prosjeku iznosi 7,6 atm sa mogućim rasponom fluktuacija od 7,38,0 atm. Ako unutrašnja tekućina ili umjetno pripremljena otopina ima isti osmotski tlak kao normalna krvna plazma, takav tekući medij ili otopina naziva se izotonični. U skladu s tim, tekućina s višim osmotskim tlakom naziva se hipertonična, a tekućina s nižim hipotoničnom.

Osmotski pritisak osigurava prijelaz rastvarača kroz polupropusnu membranu iz manje koncentrisane otopine u koncentriranu otopinu, stoga ima važnu ulogu u distribuciji vode između unutrašnje sredine i ćelija tijela. Dakle, ako je tkivna tekućina hipertonična, tada će voda ući u nju sa dvije strane - iz krvi i iz ćelija; naprotiv, kada je vanćelijska okolina hipotonična, voda prelazi u ćelije i krv.

Krv, limfa i tkivna tečnost čine unutrašnje okruženje tela. Iz krvne plazme koja prodire kroz zidove kapilara nastaje tkivna tečnost koja pere ćelije. Postoji stalna izmjena tvari između tkivne tekućine i stanica. Cirkulatorni i limfni sistemi obezbeđuju humoralnu komunikaciju između organa, kombinujući metaboličke procese u zajednički sistem. Relativna konstantnost fizičko-hemijskih svojstava unutrašnje sredine doprinosi postojanju tjelesnih ćelija u prilično konstantnim uvjetima i smanjuje utjecaj vanjskog okruženja na njih. Konstantnost unutrašnje sredine - homeostaze - tela je podržana radom mnogih organskih sistema, koji obezbeđuju samoregulaciju vitalnih procesa, interakciju sa okolinom, snabdevanje organizma neophodnim supstancama i uklanjanje produkata raspadanja iz njega. .

1. Sastav i funkcije krvi

Krv obavlja sljedeće funkcije: transport, distribuciju topline, regulacionu, zaštitnu, učestvuje u izlučivanju, održava postojanost unutrašnje sredine tijela.

Tijelo odrasle osobe sadrži oko 5 litara krvi, u prosjeku 6-8% tjelesne težine. Dio krvi (oko 40%) ne cirkuliše kroz krvne sudove, već se nalazi u tzv. depou krvi (u kapilarama i venama jetre, slezene, pluća i kože). Volumen cirkulirajuće krvi može se promijeniti zbog promjena u volumenu deponirane krvi: tokom mišićnog rada, prilikom gubitka krvi, u uvjetima niskog atmosferskog tlaka, krv iz depoa se pušta u krvotok. Gubitak 1/3- 1/2 volumen krvi može dovesti do smrti.

Krv je neprozirna crvena tečnost koja se sastoji od plazme (55%) i suspendovanih ćelija i formiranih elemenata (45%) - crvenih krvnih zrnaca, leukocita i trombocita.

1.1. Krvna plazma

Krvna plazma sadrži 90-92% vode i 8-10% neorganskih i organskih materija. Neorganske supstance čine 0,9-1,0% (joni Na, K, Mg, Ca, CI, P itd.). Vodena otopina, koja po koncentraciji soli odgovara krvnoj plazmi, naziva se fiziološka otopina. Može se uneti u organizam ako postoji nedostatak tečnosti. Među organskim supstancama u plazmi 6,5-8% su proteini (albumin, globulini, fibrinogen), oko 2% su organske supstance male molekularne mase (glukoza - 0,1%, aminokiseline, urea, mokraćna kiselina, lipidi, kreatinin). Proteini, zajedno s mineralnim solima, održavaju acidobaznu ravnotežu i stvaraju određeni osmotski tlak u krvi.

1.2. Formirani elementi krvi

1 mm krvi sadrži 4,5-5 miliona. crvena krvna zrnca. To su anukleaste ćelije, koje imaju oblik bikonkavnih diskova prečnika 7-8 mikrona, debljine 2-2,5 mikrona (slika 1). Ovaj oblik ćelije povećava površinu za difuziju respiratornih gasova, a takođe čini crvena krvna zrnca sposobnim za reverzibilnu deformaciju kada prolaze kroz uske zakrivljene kapilare. Kod odraslih, crvena krvna zrnca se formiraju u crvenoj koštanoj srži spužvastih kostiju i, kada se puste u krvotok, gube svoje jezgro. Vrijeme cirkulacije u krvi je oko 120 dana, nakon čega se uništavaju u slezeni i jetri. Crvena krvna zrnca mogu biti uništena i tkivima drugih organa, o čemu svjedoči nestanak "modrica" ​​(potkožnih krvarenja).

Crvena krvna zrnca sadrže proteine ​​- hemoglobin, koji se sastoji od proteinskih i neproteinskih dijelova. Neproteinski dio (hem) sadrži jon gvožđa. Hemoglobin stvara slabu vezu sa kiseonikom u kapilarama pluća - oksihemoglobin. Ovo jedinjenje se razlikuje po boji od hemoglobina, dakle arterijske krvi(krv obogaćena kiseonikom) ima jarko grimiznu boju. Zove se oksihemoglobin koji oslobađa kiseonik u kapilarima tkiva restauriran. On je unutra venska krv(krv siromašna kiseonikom), koja je tamnije boje od arterijske krvi. Osim toga, venska krv sadrži nestabilno jedinjenje hemoglobina s ugljičnim dioksidom - karbhemoglobin. Hemoglobin se može kombinovati ne samo s kisikom i ugljičnim dioksidom, već i s drugim plinovima, kao što je ugljični monoksid, stvarajući jako jedinjenje karboksihemoglobin. Trovanje ugljičnim monoksidom uzrokuje gušenje. Kada se smanji količina hemoglobina u crvenim krvnim zrncima ili smanji broj crvenih krvnih zrnaca u krvi, dolazi do anemije.

Leukociti(6-8 hiljada/mm krvi) - nuklearne ćelije veličine 8-10 mikrona, sposobne za samostalne pokrete. Postoji nekoliko vrsta leukocita: bazofili, eozinofili, neutrofili, monociti i limfociti. Nastaju u crvenoj koštanoj srži, limfnim čvorovima i slezeni, a uništavaju se u slezeni. Životni vijek većine leukocita je od nekoliko sati do 20 dana, a limfocita 20 i više godina. Kod akutnih zaraznih bolesti, broj leukocita se brzo povećava. Prolazeći kroz zidove krvnih sudova, neutrofili fagocitiraju bakterije i produkte razgradnje tkiva i uništavaju ih svojim lizosomskim enzimima. Gnoj se uglavnom sastoji od neutrofila ili njihovih ostataka. I. I. Mechnikov je nazvao takve leukocite fagociti, a sam fenomen apsorpcije i uništavanja stranih tijela od strane leukocita je fagocitoza, koja je jedna od zaštitnih reakcija tijela.

Rice. 1. Ljudske krvne ćelije:

A- crvena krvna zrnca, b- granularni i negranularni leukociti , V - trombociti

Povećanje broja eozinofili uočeno kod alergijskih reakcija i helmintičkih infestacija. Bazofili proizvesti biološki aktivne supstance- heparin i histamin. Bazofilni heparin sprječava zgrušavanje krvi na mjestu upale, a histamin širi kapilare, što pospješuje resorpciju i zacjeljivanje.

Monociti- najveći leukociti; njihova sposobnost fagocitoze je najizraženija. Oni stiču veliki značaj za hronične zarazne bolesti.

Razlikovati T limfociti(nastaje u timusnoj žlezdi) i B limfociti(formira se u crvenoj koštanoj srži). Oni obavljaju specifične funkcije u imunološkim reakcijama.

Trombociti (250-400 hiljada/mm3) su male ćelije bez jezgri; učestvuju u procesima zgrušavanja krvi.

voda – najčešća supstanca. Mora i okeani zauzimaju 71% površine zemaljske kugle. Međutim, nedavno je došlo do nestašice pitke vode, jer... slane vode ljudi malo koriste, i svježa voda koristi se za navodnjavanje i industriju.

Gustina. U vodi je težina svih organizama manja, a mnogi organizmi plutaju u vodi ne potonuvši na dno. Ali gustina vode otežava kretanje, tako da organizmi moraju imati dobro razvijene mišiće da bi brzo plivali. Sa dubinom, pritisak se jako povećava - stanovnici dubokog mora podnose pritisak.

Light. Prodire do male dubine. Stoga biljke postoje samo u gornjim horizontima. Na velikim dubinama životinje žive u potpunoj tami.

Temperaturni režim. Temperaturne fluktuacije u vodi su izglađene, vodeni stanovnici se ne prilagođavaju jakom mrazu i vrućini.

Ograničena količina kiseonika. Njegova topljivost nije velika i smanjuje se kontaminacijom ili zagrijavanjem. Zbog toga dolazi do smrti u rezervoarima zbog nedostatka kiseonika.

Sastav soli.

Polaritet molekula i sposobnost stvaranja vodikovih veza čine vodu dobrim otapalom za ogroman broj neorganskih i organskih tvari. Većina hemijske reakcije predstavlja interakciju između supstanci rastvorljivih u vodi. Pod djelovanjem enzima voda ulazi u reakcije hidrolize, u kojima se OH - i H + voda dodaju slobodnim valencijama različitih molekula. Voda čini osnovu unutrašnjeg okruženja živih organizama. Voda osigurava dotok supstanci u ćeliju i njihovo uklanjanje kroz van stanične membrane(transportna funkcija). Voda je regulator topline. Zbog dobre toplotne provodljivosti i većeg toplotnog kapaciteta vode, pri promeni temperature okoline, unutar ćelije t ostaje nepromenjen ili su njene fluktuacije znatno manje nego u okruženju. Voda je donor elektrona i protona energetski metabolizam. Voda učestvuje u formiranju viših struktura bioloških makromolekula. Ćelijski metabolizam ovisi o ravnoteži slobodne i vezane vode. Voda ima veliki toplotni kapacitet. Specifični toplinski kapacitet vode je količina topline potrebna da se temperatura 1 kg vode podigne za 10. Voda je jedina supstanca koja ima veću gustinu u tekućem stanju nego u čvrstom stanju. Na površini vode postoji površinska napetost.

Voda- kompleks živi sistem, gdje žive biljke, životinje i mikroorganizmi, koji se neprestano razmnožavaju i umiru, što osigurava samopročišćavanje vodenih tijela.

Voda ima najveću gustinu pri t 4 0 C (1 g/cm 3), tako da se zimi vodene površine ne smrzavaju. Molekule vode imaju polaritet i međusobno se privlače suprotnim polovima, stvarajući asocijacije zbog vodikovih veza. Udvojene molekule vode, koje imaju 2 vodonične veze, su najstabilnije. Molekuli vode su otporni na zagrijavanje; tek na t 1000 0 C para počinje da se disocira na H i O 2. Compound prirodna voda. 5 grupa supstanci: 1. glavni joni (katjoni: Na+, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, K+), 2. anjoni (HCO 3-, SO 4 2 - , Cl - , CO 3 2- , SO 3 2- , S 2 O 3-), 3. otopljeni gasovi (CO 2 O 2 N 2 H 2 S CH 4), 4. nutrijenti (NH 3 - amonijak, nitriti , nitrati, P, Si), 5. mikroelementi (I, F, Cu, Br, CO, Ni) Prirodne vode se prema sadržaju anjona dijele na karbonatne, hidrokarbonatne, sulfatne i hloridne. Prema sadržaju katjona: kalcijum, magnezijum i natrijum voda. Sadržaj soli u vodi utiče na koroziju metala, betona i kamenih materijala. Mineralizacija riječne vode je 200-1000 mg/l, jezerske vode 15-300 mg/l, morske vode 3500 mg/l. Indikatori ulaska organskih materija u vodu su hloridi, amonijak i nitrati. Zagađenje vode organskim tvarima praćeno je porastom anaerobnih i aerobnih bakterija i gljivica. Amonijak (MPC – 2 mg/l) ukazuje na kontaminaciju slatke vode. U dubokim podzemnim vodama moguće je prisustvo amonijaka, koji nastaje zbog redukcije nitrata u odsustvu O 2. U močvarnim i tresetnim vodama sadržaj amonijaka nije pokazatelj zagađenja (amonijak biljnog porijekla). Nitriti (KNO 2, HNO 2) su produkti oksidacije amonijaka tokom procesa nitrifikacije, što ukazuje na starost kontaminacije. Nitrati (MPC – 10 mg/l) – finalni proizvod mineralizacija. Ako su istovremeno prisutni amonijak, nitrati i nitriti, voda je opasna u smislu epidemija. Nitrati (Ca(NO 3) 2, NaNO 3, KNO 3) mogu biti sadržani zbog rastvaranja soli u zemljištu, mineralnih đubriva i nitrata. Nitrati su prekursori za stvaranje kancerogenih supstanci - nitrozamina. Smanjuje otpornost organizma na djelovanje mutagenih i kancerogenih faktora. Hloridi su indikator zagađenosti domaćinstva (MPC – 20-30 mg/l). Na mjestima sa zaslanjenim tlom, hloridi slanog porijekla su prisutni u podzemnim vodama. Bunari i drenaže ne bi trebalo da budu kontaminirani Organske materije. Treba ih postaviti na nezagađenim povišenim površinama, udaljenim najmanje 50 m od klozeta, septičkih jama, kanalizacionih mreža, stočnih dvorišta, groblja, skladišta đubriva i pesticida.

Životni oblici hidrobionta. U vodenom stupcu (pelagijal): 1. plankton – organizmi (alge, protozoe, rakovi) nesposobni za aktivno kretanje i nesposobni da izdrže vodene struje. Krioplankton (flagelati) - populacija otopljene vode, formira se pod sunčevim zrakama u pukotinama leda i snježnim prazninama. 2. nekton – velike životinje, fizička aktivnostšto je dovoljno za savladavanje vodenih strujanja (ribe, lignje, sisari). 3. pleiston – organizmi čiji je dio tijela u vodi, a dio iznad površine (patka, puževi, ribe). 4. bentos (bakterije, aktinomicete, alge i gljive, protozoe, spužve, koralji, annelids, rakovi, bodljikaši, larve insekata) živi na površini tla (epibentos) iu njegovoj debljini (endobentos). U zoni dodira vodenog stupca sa dnom nalazi se pelagobentos. 5. perifiton – obrastajući organizmi – svi organizmi koji žive na gustim podlogama izvan donjeg sloja vode (školjke i školjke, spužve). 6. neuston – organizmi koji žive u površinskom sloju vode. Na površini vodenog filma nalazi se epineuston (bube, muhe) ili ispod njega hiponeuston (kopepodi, mlade ribe, insekti, larve mekušaca).