ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

Кровь, лимфа и межклеточная жидкость являются жидкостями внутренней среды организма. Внутренняя среда контактирует с клетками тканей организма, выполняющими разнообразные функции.

Внутренняя среда характеризуется разнообразными параметрами, среди которых - кислотно-щелочной показатель (рН), осмотическое давление, онкотическое давление (осмотическое давление, создаваемое молекулами белков), концентрация кислорода и углекислого газа, концентрация ионов, соотношение ионов между собой. В результате деятельности клеток организма или внешних влияний эти показатели стремятся изменить свои значения, но, с другой стороны, при других их значениях клетки либо погибнут, либо не смогут нормально функционировать. Поэтому возникает проблема поддержания постоянства показателей внутренней среды в условиях постоянной тенденции их смещения. Такое динамическое постоянство показателей внутренней среды организма называют гомеостазом. В организме должны существовать системы поддержания гомеостаза. Его осуществляют, главным образом, кровь, почки, легкие.

Например, если в организм поступает избыток какого-то иона, то он выходит в кровь, а затем выводится почками и другими органами выделения. Если соотношение ионов нарушается, то недостающий ион сберегается почками, а избыточный интенсивно выводится с мочой. Концентрация ионов в плазме крови формирует определенное осмотическое давление, благодаря которому раствор с более высокой концентрацией ионов вытягивает воду из менее концентрированного раствора, от которого отделен мембраной, проницаемой только для воды. Давление плазмы должно быть нормальным. Если оно уменьшается (гипоосмотическое), то вода пойдет в эритроциты, переполнит их и разрушит, разорвав мембрану. При увеличении (гиперосмотическое) вода пойдет из эритроцитов в плазму, вызвав их сморщивание.

Важно соотношение между концентрациями ионов. Например, концентрация иона калия (K⁺) должна быть выше концентрации иона натрия (Na⁺) внутри клетки, но в межклеточной жидкости, то есть снаружи клеточной мембраны, должна быть выше концентрация натрия по отношению к калию. Изменение этого соотношения приводит к нарушению процессов образования электрических потенциалов на мембранах клеток, то есть к нарушению возбуждения.

Чрезвычайно важным параметром является кислотно-щелочной показатель рН. Среда плазмы крови является слабощелочной (рН=7,35). При работе организма образуются кислые или основные продукты, сдвигающие рН. Но значительные изменения рН недопустимы, поскольку все биохимические реакции могут протекать только при определенном значении этого показателя. Поэтому рН быстро восстанавливается. В его регуляции принимают участие кровь, содержащая буферные системы, легкие, выводящие из организма углекислый газ, почки выводящие Н⁺. При уменьшении рН состояние организма называют ацидоз, а при увеличении - алкалоз.

Буферная система способна гасить резкие колебания рН. Она состоит из малодиссоциированной кислоты и щелочной соли этой же кислоты. В крови содержатся три наиболее важные системы. Бикарбонатная система состоит из угольной кислоты и бикарбоната натрия. Фосфатная система состоит из гидрофосфата и дигидрофосфата натрия. Белковая система обусловлена амфотерностью белков, то есть тем, что их свойства промежуточны между кислотой и основанием.

НЕРВНАЯ ТКАНЬ

Нервная ткань составляет нервную систему. Она состоит из двух типов клеток: нейронов (рабочие клетки) и глиальных клеток (клетки-спутники, нейроглия). Нейроны проводят нервный импульс. Глиальные клетки преобладают по численности, поддерживают и защищают нейроны, обеспечивают их питание, образуют миелиновые оболочки нервных волокон, а также участвуют в процессах памяти. Нейрон имеет тело, содержащее ядро, и отростки, среди которых - длинный аксон и несколько коротких ветвящихся дендритов. По дендритам импульс приводится к телу, а по аксону - отводится от него. По числу отростков нейроны могут быть униполярные (от тела отходит один отросток-аксон), биполярные (от тела отходят два отростка - дендрит и аксон), мультиполярные (от тела отходят множество дендритов и один аксон). По функциям различают чувствительные, вставочные и двигательные нейроны. Чувствительные (сенсорные, афферентные) принимают сигналы из внешней или внутренней среды. Вставочные (или промежуточные или ассоциативные) обеспечивают распространение импульса по центральной нервной системе. Двигательные (эффекторные) передают импульс к исполнительному или рабочему органу (мышце или железе).

Синапс - это контакт между двумя нейронами, а также между нейроном и мышечным волокном или железистой клеткой. По месту образования синапс может быть между телами нейронов, между аксоном и телом, между аксоном и дендритом и т.д. В состав синапса входят пресинаптическая мембрана клетки, от которой передается возбуждение, постсинаптическая мембрана клетки, на которую передается возбуждение. Между мембранами расположена синаптическая щель. Например, импульс передается от аксона одной клетки на тело другой. В окончании аксона накапливаются пузырьки со специальным веществом медиатором (посредником), которым чаще всего являются норадреналин и ацетилхолин. Когда по аксону приходит импульс к окончанию, пузырьки выделяют медиатор в синаптическую щель. Молекулы медиатора взаимодействуют со специальными молекулами-рецепторами на постсинаптической мембране, которые изменяют свою конфигурацию; на постсинаптической мембране возникает возбуждение и в виде импульса распространяется по мембране второй клетки. Таким образом, электрический импульс передается от первой клетки ко второй при помощи химического посредника. Многие природные и искусственные яды действуют на синапсы, изменяя проведение возбуждения через них.

Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость и проводимость. В рецепторах возникает возбуждение, которое по мембранам нейронов передается в центральную нервную систему, а оттуда к рабочим органам. Возбуждение передается в виде нервного импульса, в основе формирования которого лежат биоэлектрические процессы, изменяющие разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностью нервных клеток.

Изучая строение нервной системы, можно обнаружить, что одни ее структуры состоят из белого вещества, а другие из серого вещества. Серое вещество состоит из тел нейронов и дендритов, а белое – из пучков аксонов, одетых в миелиновые оболочки. Миелин – жироподобное вещество беловатого цвета, которое выступает фактически в роли изолятора. По миелиновым волокнам нервный импульс проводится с большей скоростью и меньшими потерями.

Нерв - анатомическое образование, представляет собой длинный тяж, составленный из пучков нервных волокон (аксонов) (миелиновых и безмиелиновых), покрытых соединительнотканными оболочками.

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ

Мышечная ткань обеспечивает движение частей организма и всего организма в пространстве. В клетках мышечной ткани (волокнах) расположены специальные нити миофибриллы, построенные из сократительных белков актина и миозина.

Существуют три вида мышц: поперечнополосатая скелетная, поперечнополосатая сердечная, гладкая. Основными свойствами мышечной ткани являются возбудимость и сократимость.

Поперечнополосатая скелетная мышца покрыта соединительнотканным футляром (фасцией), под которой проходят пучки мышечных волокон. На концах мышца переходит в сухожилия, которыми она прикрепляется к костям. Мышечное волокно представляет собой гигантскую многоядерную клетку, имеющую форму длинного цилиндра. По периферии волокна, под цитоплазматической мембраной (сарколеммой), расположены многочисленные ядра, а в центре проходят миофибриллы. Поперечная исчерченность волокна определяется регулярным чередованием в миофибриллах светлых и темных дисков. Миофибриллы состоят из пучков параллельных нитей, построенных из сократительных белков актина (тонкие нити) и миозина (толстые нити). Актиновые пучки по длине миофибриллы чередуются с миозиновыми, частично входя в них своими концами. Толстые нити находятся только в темных дисках, светлые диски их не содержат. Аксон мотонейрона подходит к мышечному волокну, образуя на его плазмолемме синапс. Сарколемма образует впячивание внутрь волокна - Т-трубочку. К ее концу прилежат расположенные в цитоплазме внутриклеточные цистерны, содержащие запасы ионов кальция. При возбуждении мотонейрона по аксону приходит импульс, передающийся через синапс. Мышечное волокно возбуждается, на его мембране возникает потенциал действия, который передается по Т-трубочке, вследствие чего из цистерн в цитоплазму волокна выходят ионы кальция. Кальций инициирует взаимодействие между актиновыми и миозиновыми нитями в миофибриллах. Актиновые пучки вдвигаются в миозиновые, что приводит к сокращению миофибрилл и всего волокна (теория скользящих нитей).

Сердечная мышечная ткань поперечнополосатая, составляет среднюю оболочку сердца - миокард. В отличие от скелетной мышцы, ядра в волокнах сердечной мышцы расположены в центре в окружении миофибрилл. В миокарде мышечные волокна контактируют друг с другом, составляя единое целое, в то время как в скелетной мышце волокна самостоятельны. Образуется сеть мышечных волокон. Поэтому сердечная мышца обладает не только свойствами возбудимости и сократимости, но и проводимости.

Гладкая мышечная ткань составляет мышечные оболочки внутренних органов и сосудов. Ее клетки имеют вытянутую форму, вклиниваясь друг в друга. Они контактируют друг с другом щелевыми контактами. В центре клетки лежит ядро. Гладкомышечные клетки не имеют поперечной исчерченности, так как нити актина и миозина не формируют миофибрилл. Гладкая мускулатура непроизвольна и сокращается медленно. Если скелетная мышца иннервируется соматической нервной системой, то гладкая – вегетативной.

Гладкомышечные клетки образуют мышечной слой, в котором веретеновидные клетки ориентированы одинаково. В результате тянущие усилия отдельных клеток объединяются. В стенке внутренних органов и в стенке сосудов мышечные слои могут располагаться вдоль продольной оси (продольный слой) или поперек (кольцевые мышцы). Поочередное сокращение этих слоев обеспечивает продвижение содержимого этих органов (например, пищи в кишечнике), его перемешивание (например, в желудке) и называется перистальтикой.