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.

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.

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.

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.

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.

В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания . Это водная среда, наземно воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.

Водная среда

Вода служит средой обитания для многих организмов. Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому, как бы ни были разнообразны водные организмы, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде. Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.

Гидробионты (обитатели водной среды) обитают как в пресной, так и в солёной воде и по месту обитания делятся на \(3\) группы:

• планктон - организмы, живущие на поверхности водоёмов и пассивно передвигающиеся за счёт движения воды;
• нектон - активно передвигающиеся в толще воды;
• бентос - организмы, обитающие на дне водоёмов или зарывающиеся в ил.

В толще воды постоянно парит множество мелких растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии. Способность к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов, например, многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность их тела и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость.

Плотность тела таких животных, как медузы, очень близка к плотности воды.

Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

У активных пловцов (рыб, дельфинов, тюленей и др.) веретенообразная форма тела, а конечности в виде ласт.

Их передвижение в водной среде облегчается, кроме того, благодаря особому строению внешних покровов, выделяющих специальную смазку - слизь, снижающую трение о воду.

Вода обладает очень высокой теплоёмкостью, т.е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Очень глубокие воды могут быть очень холодными, однако благодаря постоянству температуры у животных смог развиться ряд приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.

Животные могут жить на огромных океанских глубинах. Растения же выживают только в верхнем слое воды, куда попадает лучистая энергия, необходимая для фотосинтеза. Этот слой называют фотической зоной .

Так как поверхность воды отражает большую часть света, даже в наиболее прозрачных океанских водах толщина фотической зоны не превышает \(100\) м. Животные больших глубин питаются либо живыми организмами, либо останками животных и растений, постоянно опускающимися вниз из верхнего слоя.

Подобно наземным организмам водные животные и растения дышат, им требуется кислород. Количество растворённого в воде кислорода снижается с увеличением температуры. Причём в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И, наоборот, полярные воды богаты планктоном - мелкими рачками, которыми кормятся рыбы и крупные китообразные.

Очень важен для жизни солевой состав воды. Особенное значение для организмов имеют ионы \(Ca2+\). Моллюскам и ракообразным кальций необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в одном её литре содержится менее \(0,5\) г растворенных солей. Морская вода отличается постоянством солености и содержит в среднем \(35\) г солей в одном литре.

Наземно воздушная среда

Наземно воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, и её населяют более высокоорганизованные живые организмы.

Наиболее важным фактором жизни обитающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани - внутренний и наружный скелет. Формы движения очень разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полёт и др. В воздухе летают птицы и некоторые виды насекомых. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах, поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие перепады температуры или избегать их.

Наиболее замечательным из них является развитие теплокровности, возникшее именно в наземно воздушной среде.
Важное значение для жизни растений и животных имеет химический состав воздуха (\(78%\) азота, \(21%\) кислорода и \(0,03%\) диоксида углерода). Диоксид углерода, например, является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Количество водяных паров в воздухе (относительная влажность) определяет интенсивность процессов транспирации у растений и испарения с кожи некоторых животных. Организмы, живущие в условиях низкой влажности, имеют многочисленные приспособления, предотвращающие сильные потери воды. Так, например, у пустынных растений мощная корневая система, способная насасывать в растение воду с большой глубины. Кактусы запасают воду в тканях и экономно её расходуют. У многих растений для уменьшения испарения листовые пластинки превращены в колючки. Многие пустынные животные в самый жаркий период впадают в спячку, которая может длиться несколько месяцев.

Почва - это верхний слой суши, преобразованной в результате жизнедеятельности живых существ. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими её частями. Жизнь почвы необычайно богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие - часть жизни. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие организмы. Огромную роль играет почва в жизни растений.

Условия жизни в почве во многом определяются климатическими факторами, важнейшим из которых является температура. Однако по мере погружения в почву колебания температуры становятся всё менее заметными: быстро затухают суточные, а по мере увеличения глубины и сезонные изменения температур.

Даже на небольшой глубине в почве царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву падает содержание кислорода и растет содержание углекислого газа. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в обилии встречаются грибы, простейшие, круглые черви, членистоногие и даже относительно крупные животные, прокладывающие ходы и строящие убежища, например кроты, землеройки, слепыши.

Среда, образуемая самими живыми организмами

Очевидно, что условия жизни внутри другого организма характеризуются большим постоянством по сравнению с условиями внешней среды.

Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. У них не развиты органы чувств или органы движения, зато возникают приспособления (часто весьма изощрённые) для удержания в теле хозяина и эффективного размножения.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФА
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА

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).

Понятие о внутренней среде организма

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

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

Если сильно порезать палец, то потечет кровь; если порез неглубокий и сосуды не повреждены, то вместо крови на разрезе иногда проступает несколько капелек прозрачной жидкости - это и есть тканевая жидкость. Тканевая жидкость постоянно омывает клетки и служит для них средой существования. Тканевая жидкость постоянно обновляется через систему лимфатических сосудов: тканевая жидкость собирается в эти сосуды (внутри лимфатических сосудов она называется лимфой), а затем по самому крупному лимфатическому сосуду попадает в общий кровоток, где смешивается с кровью.

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.

"Маленькое море", усложняясь, постепенно превратилось во внутреннюю среду животных. В связи с этим не должен вызывать удивления тот факт, что содержание солей в морской воде и во внутренней среде организма сходно.

Во внутренней среде организма, помимо солей, содержится очень много различных веществ - белки, сахар, жироподобные вещества, гормоны и т. д. Каждый орган постоянно выделяет во внутреннюю среду продукты своей деятельности и получает из нее необходимые для себя вещества. И, несмотря на такой активный обмен, состав внутренней среды остается практически неизменным.

Гомеостаз. Поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде называют гомеостазом .

Отдельные клетки и группы клеток человеческого организма чрезвычайно чувствительны к изменению окружающей их среды. Что же касается целого организма, то границы изменений внешней среды, которые он может переносить, значительно шире, чем у отдельных клеток. Клетки человека нормально функционируют лишь при температуре 36-38° С. Повышение или снижение температуры за пределы этих границ приводит к нарушению функций клеток. Человек же, как известно, может нормально существовать при значительно более широких колебаниях температуры внешней среды.

В клетках поддерживается постоянное количество воды и минеральных веществ. Многие клетки почти мгновенно гибнут при помещении их в дистиллированную воду. Организм же как целое может переносить и водное голодание, и избыточное поступление воды и солей.

Отдельные клетки чрезвычайно чувствительны к незначительным изменениям концентрации ионов водорода. Целый организм способен поддерживать постоянную концентрацию водородных ионов, даже когда в тканевую жидкость поступает много кислых или щелочных продуктов обмена веществ.

Этих примеров достаточно, для того чтобы убедиться в наличии у организмов специальных приспособлений для обеспечения постоянства среды обитания их клеток.

Очень важной особенностью внутренней среды является то, что содержание веществ в ней не абсолютно одинаково, а изменяется в определенных пределах, т. е. для содержания каждого Вещества нормой является не одна какая-то цифра, а определенный диапазон показателей . Например, в справочнике можно прочитать: содержание ионов калия в крови здорового человека - 16-20 мг% (т. е. 16-20 мг в 100 мл).

Практически содержание любого вещества во внутренней среде никогда не является абсолютно одинаковым - оно постоянно колеблется, но в строго определенных пределах.

Диапазон показателей для разных веществ различен. Некоторые показатели поддерживаются особенно точно; они получили название констант. К числу констант относится, например, реакция крови (т. е. концентрация в ней водородных ионов - рН).

В организме на относительно постоянном уровне удерживаются такие показатели, как кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков и сахара, ионов натрия, калия, кальция, хлора, водорода.

Постоянным остается не только состав внутренней среды, но и ее объем. Однако постоянство объема внутренней среды не абсолютно неизменно. Часть жидкости из внутренней среды выводится из организма через почки с мочой, через легкие с выдыхаемыми парами воды и в пищеварительный тракт с пищеварительными соками. Часть воды испаряется с поверхности тела в виде пота. Эти потери воды постоянно пополняются за счет всасывания воды из пищеварительного тракта. Происходит постоянное обновление воды при общем сохранении ее объема. В поддержании постоянства объема жидкости во внутренней среде принимают участие и клетки. Вода, находящаяся внутри клеток, составляет примерно 50% массы тела. Если по каким-либо причинам во внутренней среде уменьшается количество жидкости, то начинается движение воды из клеток в межклеточное пространство. Это способствует сохранению постоянства объема внутренней среды.

Постоянство внутренней среды - гомеостаз - поддерживается непрерывной работой органов и тканей.

Роль различных органов в поддержании гомеостаза

Роль разных органов в сохранении гомеостаза различна. Система органов пищеварения обеспечивает поступление в кровь питательных веществ в таком виде, в каком они могут быть усвоены клетками организма.

Органы кровообращения осуществляют непрерывное движение крови и доставляют кислород и питательные вещества клеткам, а продукты распада уносят от них. Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода в кровь и удаление углекислого газа.

Через легкие, почки, кожу из организма удаляются конечные продукты обмена веществ и некоторые другие вещества.

В поддержании гомеостаза важнейшая роль принадлежит нервной системе. Быстро реагируя на различные изменения внешней или внутренней среды, нервная система так изменяет деятельность органов, что выравниваются сдвиги или нарушения в организме.

Благодаря развитию приспособлений, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма, его клетки менее подвержены изменяющимся влияниям внешней среды.

Нарушение гомеостаза приводит к значительным изменениям в работе органов и к различным заболеваниям. Вот почему измерение таких показателей, как температура тела, физико-химический состав крови, артериальное давление, имеет большое значение для диагностики, т. е. распознавания болезней.

Хотите опытную гетеру, представлен огромный выбор.