Canlı organizmaların iç ortamının temelini oluşturur. İnorganik maddeler

Su - en yaygın madde. Denizler ve okyanuslar dünya yüzeyinin %71'ini kaplar. Ancak son zamanlarda tatlı su sıkıntısı yaşandı, çünkü... Tuzlu su insanlar tarafından çok az kullanılırken, tatlı su ise sulama ve sanayi için kullanılmaktadır.

Yoğunluk. Suda tüm organizmaların ağırlığı daha hafiftir ve birçok organizma dibe batmadan suda yüzer. Ancak suyun yoğunluğu hareketi zorlaştırdığından organizmaların hızlı yüzebilmeleri için iyi gelişmiş kaslara sahip olmaları gerekir. Derinlik arttıkça basınç da büyük ölçüde artar; derin deniz sakinleri baskıya katlanır.

Işık. Sığ bir derinliğe kadar nüfuz eder. Bu nedenle bitkiler yalnızca üst ufuklarda bulunur. Büyük derinliklerde hayvanlar tamamen karanlıkta yaşar.

Sıcaklık rejimi. Sudaki sıcaklık dalgalanmaları yumuşatılır; suda yaşayanlar şiddetli don ve sıcağa uyum sağlamaz.

Sınırlı miktarda oksijen. Çözünürlüğü çok yüksek değildir ve kirlenme veya ısınmayla azalır. Dolayısıyla rezervuarlarda oksijen yetersizliğinden dolayı ölümler yaşanıyor.

Tuz bileşimi.

Moleküllerin polaritesi ve hidrojen bağları oluşturma yeteneği, suyu çok sayıda inorganik ve organik madde için iyi bir çözücü haline getirir. Kimyasal reaksiyonların çoğu suda çözünebilen maddeler arasındaki etkileşimleri içerir. Enzimlerin etkisi altında su, çeşitli moleküllerin serbest değerlerine OH - ve H + suyunun eklendiği hidroliz reaksiyonlarına girer. Su, canlı organizmaların iç ortamının temelini oluşturur. Su, maddelerin hücreye girişini ve dış hücre zarından uzaklaştırılmasını (taşıma fonksiyonu) sağlar. Su bir ısı düzenleyicisidir. Suyun iyi ısı iletkenliği ve daha yüksek ısı kapasitesi nedeniyle, ortamın sıcaklığı değiştiğinde hücre içi değişmeden kalır veya dalgalanmaları çevreye göre çok daha azdır. Su, enerji metabolizmasında elektron ve protonların donörüdür. Su, biyolojik makromoleküllerin daha yüksek yapılarının oluşumuna katılır. Hücresel metabolizma serbest ve bağlı su dengesine bağlıdır. Suyun ısı kapasitesi yüksektir. Suyun özgül ısı kapasitesi, 1 kg suyun sıcaklığını 1 0 artırmak için gereken ısı miktarıdır. Su, sıvı halde katı halden daha yüksek yoğunluğa sahip olan tek maddedir. Suyun yüzeyinde yüzey gerilimi vardır.

su- Su kütlelerinin kendi kendini temizlemesini sağlayan, sürekli çoğalan ve ölen bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmaların yaşadığı karmaşık bir yaşam sistemi.

Su, t 4 0 C'de (1 g/cm3) en yüksek yoğunluğa sahiptir, bu nedenle kışın su kütleleri donmaz. Su molekülleri polariteye sahiptir ve zıt kutuplar tarafından birbirlerine çekilerek hidrojen bağları nedeniyle ilişkiler oluşturur. 2 hidrojen bağına sahip olan çift su molekülleri en kararlı olanlardır. Su molekülleri ısınmaya karşı dayanıklıdır; buhar yalnızca 1000 0 C'de H ve O2'ye ayrışmaya başlar. Birleştirmek doğal su. 5 madde grubu: 1. ana iyonlar (katyonlar: Na +, Ca 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, K +), 2. anyonlar (HCO 3-, SO 4 2) - , Cl - , CO 3 2- , SO 3 2- , S 2 O 3-), 3. çözünmüş gazlar (CO 2 O 2 N 2 H 2 S CH 4), 4. besinler (NH 3 - amonyak, nitritler) , nitratlar, P, Si), 5. iz elementler (I, F, Cu, Br, CO, Ni). Doğal sular, anyon içeriğine göre karbonat, hidrokarbonat, sülfat ve klorüre ayrılır. Katyon içeriğine göre: kalsiyum, magnezyum ve sodyum su. Sudaki tuz içeriği metal, beton ve taş malzemelerin korozyonunu etkiler. Nehir suyunun mineralizasyonu 200-1000 mg/l, göl suyunun mineralizasyonu 15-300 mg/l, deniz suyunun mineralizasyonu 3500 mg/l'dir. Organik maddelerin suya girişinin göstergeleri klorürler, amonyak ve nitratlardır. Organik madde ile su kirliliğine anaerobik ve aerobik bakteri ve mantarların artışı eşlik etmektedir. Amonyak (MPC – 2 mg/l) tatlı su kirliliğini gösterir. Derin yeraltı sularında, O2 yokluğunda nitratların indirgenmesi nedeniyle oluşan amonyak varlığı mümkündür. Bataklık ve turba sularında amonyak içeriği kirliliğin (bitki kaynaklı amonyak) bir göstergesi değildir. Nitritler (KNO 2, HNO 2), nitrifikasyon işlemi sırasında amonyak oksidasyonunun ürünleridir ve kirlenme yaşını gösterir. Nitratlar (MPC – 10 mg/l) mineralizasyonun son ürünüdür. Amonyak, nitrat ve nitritlerin aynı anda mevcut olması halinde su salgın hastalıklar açısından tehlikelidir. Nitratlar (Ca(NO 3) 2, NaNO 3, KNO 3), toprak tuzlarının, mineral gübrelerin ve nitratın çözünmesi nedeniyle kontrol altına alınabilir. Nitratlar kanserojen maddelerin (nitrozaminler) oluşumunun öncüleridir. Vücudun mutajenik ve kanserojen faktörlerin etkilerine karşı direncini azaltırlar. Klorürler ev kirliliğinin bir göstergesidir (MPC – 20-30 mg/l). Tuzlu toprakların olduğu yerlerde yeraltı suyunda tuz kökenli klorürler bulunur. Kuyular ve drenajlar organik maddelerle kirlenmemelidir. Kirlenmemiş yüksek alanlara, tuvaletlerden, fosseptiklerden, kanalizasyon ağlarından, hayvan bahçelerinden, mezarlıklardan, gübre ve pestisit depolama tesislerinden en az 50 m uzakta yerleştirilmelidirler.

Hidrobiyontların yaşam formları. Su sütununda (pelagial): 1. plankton – aktif hareket edemeyen ve su akıntılarına dayanamayan organizmalar (algler, protozoa, kabuklular). Kriyoplankton (kamçılı) - buz çatlaklarında ve kar boşluklarında güneş ışınlarının altında oluşan eriyik su popülasyonu. 2. nekton – motor aktivitesi su akıntılarının üstesinden gelmeye yeterli olan büyük hayvanlar (balık, kalamar, memeliler). 3. Pleiston – vücudunun bir kısmı suda ve bir kısmı yüzeyin üstünde olan organizmalar (su mercimeği, karındanbacaklılar, balıklar). 4. bentoslar (bakteriler, aktinomisetler, algler ve mantarlar, protozoalar, süngerler, mercanlar, annelidler, kabuklular, derisi dikenliler, böcek larvaları) toprağın yüzeyinde (epibentos) ve kalınlığında (endobentos) yaşarlar. Su sütununun tabanla temas ettiği bölgede pelagobentos bulunur. 5. perifiton – kirletici organizmalar – suyun alt katmanı dışındaki yoğun alt katmanlarda yaşayan tüm organizmalar (çift kabuklular ve midyeler, süngerler). 6. Neuston – suyun yüzey katmanında yaşayan organizmalar. Su filminin yüzeyinde epineuston (su böceği böcekleri, sinekler) bulunur veya altında hiponeuston (kopepodlar, yavru balıklar, böcekler, yumuşakça larvaları) bulunur.

“Vücudun iç ortamı” tabiri 19. yüzyılda yaşamış Fransız bir fizyolog sayesinde ortaya çıkmıştır. Eserlerinde bir organizmanın yaşamı için gerekli bir koşulun iç çevrede istikrarın sağlanması olduğunu vurguladı. Bu pozisyon daha sonra (1929'da) bilim adamı Walter Cannon tarafından formüle edilen homeostaz teorisinin temeli oldu.

Homeostaz, iç ortamın göreceli dinamik sabitliğidir.

Bazı statik fizyolojik fonksiyonların yanı sıra. Vücudun iç ortamı, hücre içi ve hücre dışı olmak üzere iki sıvıdan oluşur. Gerçek şu ki, canlı bir organizmanın her hücresi belirli bir işlevi yerine getirir, bu nedenle sürekli bir besin ve oksijen kaynağına ihtiyaç duyar. Ayrıca atık ürünleri sürekli olarak ortadan kaldırma ihtiyacı hissediyor. Gerekli bileşenler zara yalnızca çözünmüş halde nüfuz edebilir, bu nedenle her hücre, yaşamı için gerekli olan her şeyi içeren doku sıvısı ile yıkanır. Hücre dışı sıvı olarak adlandırılan sıvıya aittir ve vücut ağırlığının yüzde 20'sini oluşturur.

Hücre dışı sıvıdan oluşan vücudun iç ortamı şunları içerir:

• lenf (doku sıvısının bileşeni) - 2 l;
• kan - 3 l;
• interstisyel sıvı - 10 l;
• hücre içi sıvı - yaklaşık 1 litre (beyin omurilik, plevra, sinovyal, göz içi sıvıları içerir).

Hepsinin farklı bileşimleri vardır ve işlevleri bakımından farklılık gösterirler.

Özellikler. Üstelik iç ortamda maddelerin tüketimi ile alımı arasında küçük bir fark olabilir. Bu nedenle konsantrasyonları sürekli dalgalanır. Örneğin bir yetişkinin kanındaki şeker miktarı 0,8 ila 1,2 g/l arasında değişebilir. Kanda belirli bileşenlerin gereğinden fazla veya az bulunması bir hastalığın varlığına işaret eder.

Daha önce de belirtildiği gibi, vücudun iç ortamı, bileşenlerinden biri olarak kanı içerir. Plazma, su, proteinler, yağlar, glikoz, üre ve mineral tuzlarından oluşur. Ana konumu (kılcal damarlar, damarlar, arterler). Kan, proteinlerin, karbonhidratların, yağların ve suyun emilmesi nedeniyle oluşur. Ana işlevi, organların dış çevre ile ilişkisi, gerekli maddelerin organlara iletilmesi ve çürüme ürünlerinin vücuttan uzaklaştırılmasıdır. Aynı zamanda koruyucu ve humoral işlevleri de yerine getirir.

Doku sıvısı su ve içinde çözünmüş besinlerden, CO2, O2'nin yanı sıra disimilasyon ürünlerinden oluşur. Doku hücreleri arasındaki boşluklarda bulunur ve Doku sıvısının kan ile hücreler arasında ara madde olması nedeniyle oluşur. O2, mineral tuzlarını transfer eder,

Lenf sudan oluşur ve içinde çözünmüş halde, iki kanal halinde birleşen ve vena kavaya akan damarlardan oluşan lenfatik sistemde bulunur. Lenfatik kılcal damarların uçlarında bulunan keseciklerdeki doku sıvısından oluşur. Lenflerin ana işlevi doku sıvısını kan dolaşımına geri döndürmektir. Ayrıca doku sıvısını filtreler ve dezenfekte eder.

Gördüğümüz gibi, vücudun iç ortamı, bir canlının yaşayabilirliğini etkileyen bir dizi fizyolojik, fiziko-kimyasal ve genetik koşullardır.

Canlı organizmaların inorganik bileşikleri arasında su özel bir rol oynar. Su, metabolik süreçlerin ve enerji dönüşümünün gerçekleştiği ana ortamdır.

Çoğu canlı organizmadaki su içeriği %60-70'tir. Su, canlı organizmaların iç ortamının (kan, lenf, hücreler arası sıvı) temelini oluşturur. Suyun benzersiz özellikleri moleküllerinin yapısı tarafından belirlenir. Bir su molekülünde bir oksijen atomu iki hidrojen atomuna kovalent bağla bağlıdır. Su molekülü polardır (dipol). Oksijen hidrojenden daha elektronegatif olduğundan pozitif yük hidrojen atomları üzerinde yoğunlaşmıştır. Bir su molekülünün negatif yüklü oksijen atomu, başka bir molekülün pozitif yüklü hidrojen atomuna çekilir, böylece kovalent bağdan 15-20 kat daha zayıf olan bir hidrojen bağı oluşur. Bu nedenle, örneğin suyun buharlaşması sırasında gözlenen hidrojen bağları kolayca kırılır. Sudaki moleküllerin termal hareketi nedeniyle bazı hidrojen bağları kırılır, bazıları oluşur.

Böylece moleküller, metabolik süreçler için çok önemli olan sıvı halde hareketlidir. Su molekülleri hücre zarlarından kolayca nüfuz eder. Moleküllerinin yüksek polaritesi nedeniyle su, diğer polar bileşikler için bir çözücüdür. Bazı bileşiklerin suda çözünme kabiliyetine bağlı olarak, geleneksel olarak hidrofilik veya polar ve hidrofobik veya polar olmayan olarak ayrılırlar. Tuzların çoğu suda çözünebilen hidrofilik bileşiklerdir. Hidrofobik bileşikler (hemen hemen tüm yağlar, bazı proteinler) polar olmayan gruplar içerir ve hidrojen bağları oluşturmaz, dolayısıyla bu bileşikler suda çözünmez. Yüksek ısı kapasitesine ve aynı zamanda sıvılar için yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Bu özellikler suyu vücuttaki termal dengeyi korumak için ideal kılar.

Bireysel hücrelerin ve bir bütün olarak vücudun hayati süreçlerini sürdürmek için mineral tuzları önemlidir. Canlı organizmalar hem çözünmüş tuzları (iyon formunda) hem de katı haldeki tuzları içerir. İyonlar pozitif (K +, Na +, Ca2 +, M2 + vb. metal elementlerin katyonları) ve negatif (hidroklorik asitlerin anyonları - Cl -, sülfürik asitler - HSO4 -, SO42 -, karbonat asitleri - HCO3 - olarak ayrılır. , fosfat asitleri - H2PO4 - , HPO42 - vb.). Hücre ve hücreler arası sıvıdaki farklı K + ve Na + katyon konsantrasyonları, hücre zarı üzerinde potansiyel bir farklılığa neden olur; Tahriş etkisi altında membran geçirgenliğinin K + ve Na + 'ya değişmesi, sinir ve kas uyarımının oluşmasını sağlar. Fosforik asit anyonları hücre içi ortamın nötr reaksiyonunu (pH = 6,9), karboksilik asit anyonları ise kan plazmasının hafif alkali reaksiyonunu (pH = 7,4) destekler. Kalsiyum bileşikleri (CaCO3), yumuşakçaların ve protozoaların kabuklarının ve kerevitlerin kabuklarının bir parçasıdır. Hidroklorik asit, omurgalıların ve insanların midesinde asidik bir ortam oluşturarak mide suyu enzimlerinin aktivitesini sağlar. Sülfürik asit kalıntıları suda çözünmeyen bileşiklere katılarak çözünürlüklerini sağlar, bu da bu bileşiklerin hücrelerden ve vücuttan uzaklaştırılmasına katkıda bulunur.

HÜCRE BİYOLOJİSİ

İnorganik maddeler

Canlı organizmaların inorganik bileşikleri arasında su özel bir rol oynar. Su, metabolik süreçlerin ve enerji dönüşümünün gerçekleştiği ana ortamdır. Çoğu canlı organizmadaki su içeriği %60-70'tir. Su, canlı organizmaların iç ortamının (kan, lenf, hücreler arası sıvı) temelini oluşturur. Suyun benzersiz özellikleri moleküllerinin yapısı tarafından belirlenir. Bir su molekülünde bir Oksijen atomu, iki Hidrojen atomuna kovalent olarak bağlanır. Su molekülü polardır (dipol). Oksijen Hidrojenden daha elektronegatif olduğundan pozitif yük Hidrojen atomları üzerinde yoğunlaşmıştır. Bir su molekülünün negatif yüklü Oksijen atomu, başka bir molekülün pozitif yüklü Hidrojen atomuna çekilir, böylece kovalent bağdan 15-20 kat daha zayıf olan bir hidrojen bağı oluşur. Bu nedenle, örneğin suyun buharlaşması sırasında gözlenen hidrojen bağları kolayca kırılır. Sudaki moleküllerin termal hareketi nedeniyle bazı hidrojen bağları kırılır, bazıları oluşur. Böylece moleküller, metabolik süreçler için çok önemli olan sıvı halde hareketlidir. Su molekülleri hücre zarlarından kolayca nüfuz eder. Moleküllerinin yüksek polaritesi nedeniyle su, diğer polar bileşikler için bir çözücüdür. Bazı bileşiklerin suda çözünme kabiliyetine bağlı olarak, geleneksel olarak hidrofilik veya polar ve hidrofobik veya polar olmayan olarak ayrılırlar. Tuzların çoğu suda çözünebilen hidrofilik bileşiklerdir. Hidrofobik bileşikler (hemen hemen tüm yağlar, bazı proteinler), hidrojen bağları oluşturmayan polar olmayan gruplar içerir, dolayısıyla bu bileşikler suda çözünmez. Yüksek ısı kapasitesine ve aynı zamanda sıvılar için yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Bu özellikler suyu vücuttaki termal dengeyi korumak için ideal kılar.

Bireysel hücrelerin ve bir bütün olarak vücudun hayati süreçlerini sürdürmek için mineral tuzları önemlidir. Canlı organizmalar çözünmüş tuzlar (iyonlar halinde) ve katı haldeki tuzları içerir. İyonlar pozitif olarak ayrılır (metal elementlerin katyonları K +, N a +, Ca 2+, M 2+, vb.) ve negatif (hidroklorik asit anyonları - C) l -, sülfat - H SO 4 -, S 042-, karbonat - HCO3-, fosfat - H2P04-, NPO42-, vb.). Farklı K + ve katyon konsantrasyonları N hücre ve hücreler arası sıvıdaki bir +, hücre zarı üzerinde potansiyel bir farka neden olur; K + 'ya membran geçirgenliğinde değişiklik ve N tahrişin etkisi altındaki a +, sinir ve kas uyarımının oluşmasını sağlar. Fosfat asit anyonları hücre içi ortamın nötr reaksiyonunu (pH = 6,9), karboksilik asit anyonları ise kan plazmasının hafif alkali reaksiyonunu (pH = 7,4) destekler. Kalsiyum bileşikleri (CaCÇ 3 ) yumuşakçaların ve protozoaların kabuklarının ve kerevitlerin kabuklarının bir parçasıdır. Klorür asit midede asidik bir ortam yaratıromurgalılar ve insanlar, böylece mide suyu enzimlerinin aktivitesini sağlar. Sülfürik asit kalıntıları suda çözünmeyen bileşiklere katılarak çözünürlüklerini sağlar, bu da bu bileşiklerin hücrelerden ve vücuttan uzaklaştırılmasına katkıda bulunur.

Çevre, canlıların yaşam koşullarının bütünüdür. Dış ortam ayırt edilir, yani. vücudun dışında bulunan ancak yaşamı ve iç ortamı için gerekli olan bir faktörler kompleksi.

Vücudun iç ortamı, hücreleri ve doku yapılarını yıkayan ve metabolik süreçlerde yer alan biyolojik sıvıların (kan, lenf, doku sıvısı) toplamıdır. Claude Bernard, 19. yüzyılda “iç çevre” kavramını öne sürerek, canlı bir organizmanın içinde bulunduğu değişen dış ortamın aksine, hücrelerin yaşam süreçlerinin sabitliğinin, çevrelerinin de buna karşılık gelen bir sabitliğe ihtiyaç duyduğunu vurguladı. iç ortam.

Canlı bir organizma açık bir sistemdir. Açık sistem, varlığı dış çevre ile sürekli madde, enerji ve bilgi alışverişi gerektiren bir sistemdir. Vücut ile dış çevre arasındaki ilişki, iç çevreye oksijen, su ve besin maddelerinin sağlanmasını ve karbondioksit ile gereksiz ve bazen zararlı metabolitlerin buradan uzaklaştırılmasını sağlar. Dış çevre, vücuda sinir sisteminin çok sayıda hassas oluşumu tarafından algılanan büyük miktarda bilgi sağlar.

Dış çevrenin vücudun yaşamı üzerinde sadece yararlı değil aynı zamanda zararlı etkileri de vardır. Ancak sağlıklı bir vücut, çevresel etkiler kabul edilebilir sınırları aşmıyorsa normal şekilde çalışır. Bir yandan organizmanın yaşam aktivitesinin dış çevreye bağımlılığı, diğer yandan yaşam süreçlerinin çevredeki değişikliklerden göreceli istikrarı ve bağımsızlığı, organizmanın homeostazis adı verilen özelliği ile sağlanır. (homeostaz). Vücut, çeşitli fonksiyon parametrelerini fizyolojik ("normal") dalgalanmaların sınırları içinde tutarak kendisi de en istikrarlı ve optimal durumu arayan son derece kararlı bir sistemdir.

Homeostaz, iç ortamın göreceli dinamik sabitliği ve fizyolojik fonksiyonların stabilitesidir. Bu kesinlikle dinamik ve statik bir sabitliktir, çünkü vücudun optimal yaşamsal aktivite seviyesine ulaşmak için fizyolojik sınırlar içindeki iç ortamın bileşimindeki ve fonksiyonel parametrelerdeki dalgalanmaların yalnızca olasılığını değil aynı zamanda gerekliliğini de ima eder. .

Hücrelerin aktivitesi, onlara oksijen sağlamak ve karbondioksiti ve diğer atık maddeleri veya metabolitleri etkili bir şekilde dışarı atmak gibi yeterli bir işlev gerektirir. Çürüyen protein yapılarını eski haline getirmek ve enerjiyi elde etmek için hücrelerin, vücuda gıdayla giren plastik ve enerji malzemelerini alması gerekir. Hücreler tüm bunları çevrelerindeki mikro ortamdan doku sıvısı yoluyla alırlar. İkincisinin sabitliği, gazların, iyonların ve moleküllerin kanla değişimi nedeniyle korunur. Sonuç olarak, kan bileşiminin sabitliği ve histohematik bariyerler olarak adlandırılan kan ve doku sıvısı arasındaki bariyerlerin durumu, hücre mikro ortamının homeostazisi için koşullardır. Bu bariyerlerin seçici geçirgenliği, işlevleri için gerekli olan hücre mikro ortamının bileşiminde belirli bir özgüllük sağlar.

Öte yandan doku sıvısı, lenf oluşumuna katılır ve doku boşluklarını boşaltan lenfatik kılcal damarlarla değiş tokuş yapar, bu da histohematik bariyerlerden kana nüfuz edemeyen büyük moleküllerin hücresel mikro ortamdan etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını mümkün kılar. Buna karşılık dokulardan akan lenf, torasik lenfatik kanal yoluyla kana girerek sabit bir bileşimin korunmasını sağlar. Sonuç olarak vücutta homeostazisin ön koşulu olan iç ortamdaki sıvılar arasında sürekli bir değişim vardır.

İç çevre bileşenlerinin birbirleriyle, dış çevre ile ilişkileri ve ana fizyolojik sistemlerin iç ve dış çevre etkileşiminin uygulanmasındaki rolü Şekil 2.1'de sunulmaktadır. Dış çevre, sinir sisteminin hassas aparatları (reseptörler, duyu organları), gaz değişiminin gerçekleştiği akciğerler ve su ve gıda bileşenlerinin emildiği gastrointestinal sistem aracılığıyla özelliklerinin algılanması yoluyla vücudu etkiler. Sinir sistemi, hücrelerin mikro ortamından hücre zarlarının özel yapısal oluşumlarına - reseptörlere giren özel aracıların - aracıların sinir iletkenlerinin uçlarındaki salınması nedeniyle hücreler üzerinde düzenleyici etkisini uygular. Sinir sistemi tarafından algılanan dış ortamın etkisine, özel humoral düzenleyicileri (hormonlar) kana salgılayan endokrin sistemi aracılığıyla da aracılık edilebilir. Buna karşılık, kanda ve doku sıvısında bulunan maddeler, az ya da çok, interstisyel boşluk ve kan dolaşımındaki reseptörleri tahriş eder, böylece sinir sistemine iç ortamın bileşimi hakkında bilgi sağlar. Metabolitlerin ve yabancı maddelerin iç ortamdan uzaklaştırılması, başta böbrekler olmak üzere boşaltım organlarının yanı sıra akciğerler ve sindirim sistemi yoluyla gerçekleştirilir.

İç ortamın sabitliği, bir organizmanın yaşamı için en önemli koşuldur. Bu nedenle, iç ortamdaki sıvıların bileşimindeki sapmalar çok sayıda reseptör tarafından algılanır Şekil 2.1. Vücudun iç ortamı arasındaki ilişkilerin şeması.

yapılar ve hücresel elementler ile biyokimyasal, biyofiziksel ve fizyolojik düzenleyici reaksiyonların sonradan dahil edilmesiyle sapmanın ortadan kaldırılması amaçlanmaktadır. Aynı zamanda, düzenleyici reaksiyonların kendileri, organizmanın yeni varoluş koşullarına uygun hale getirmek için iç ortamda değişikliklere neden olur. Bu nedenle iç ortamın düzenlenmesi her zaman onun bileşimini ve vücuttaki fizyolojik süreçleri optimize etmeyi amaçlar.

İç ortamın sabitliğinin homeostatik düzenlemesinin sınırları, bazı parametreler için katı, diğerleri için ise esnek olabilir. Buna göre, sapma aralığı çok küçükse (pH, kandaki iyon konsantrasyonu) veya plastik sabitler (glikoz seviyesi, lipitler, artık nitrojen, interstisyel sıvı basıncı vb.) ise iç ortamın parametrelerine katı sabitler denir. ), yani. nispeten büyük dalgalanmalara maruz kalır. Sabitler yaşa, sosyal ve mesleki koşullara, yılın ve günün zamanına, coğrafi ve doğal koşullara bağlı olarak değişiklik gösterdiği gibi cinsiyet ve bireysel özelliklere de sahiptir. Dış çevre koşulları, belirli bir bölgede yaşayan ve aynı sosyal ve yaş grubuna ait olan daha fazla veya daha az sayıda insan için genellikle aynıdır, ancak iç çevrenin sabitleri, farklı sağlıklı insanlar arasında farklılık gösterebilir. Bu nedenle, iç ortamın sabitliğinin homeostatik düzenlenmesi, farklı bireylerde kompozisyonunun tam olarak aynı olduğu anlamına gelmez. Ancak bireysel ve grup özelliklerine rağmen homeostazis vücudun iç ortamının normal parametrelerinin korunmasını sağlar.

Tipik olarak norm, sağlıklı bireylerin hayati fonksiyonlarının parametrelerinin ve özelliklerinin ortalama istatistiksel değerlerini ve ayrıca bu değerlerdeki dalgalanmaların homeostaziye karşılık geldiği aralıkları ifade eder; vücudu optimum işleyiş seviyesinde tutabilmek.

Buna göre, vücudun iç ortamının genel bir açıklaması için, genellikle çeşitli göstergelerin dalgalanma aralıkları, örneğin sağlıklı insanların kanındaki çeşitli maddelerin niceliksel içeriği verilir. Aynı zamanda iç ortamın özellikleri birbiriyle ilişkili ve birbirine bağımlı niceliklerdir. Bu nedenle, bunlardan birindeki değişiklikler genellikle diğerleri tarafından telafi edilir ve bu, optimal işleyiş düzeyini ve insan sağlığını mutlaka etkilemez.

İç çevre, farklı hücrelerin, dokuların, organların ve sistemlerin yaşam aktivitesinin dış çevrenin etkileriyle karmaşık entegrasyonunun bir yansımasıdır.

Bu, iç ortamın her bir kişiyi farklı kılan bireysel özelliklerinin özel önemini belirler. İç ortamın bireyselliği, genetik bireyselliğin yanı sıra belirli çevresel koşullara uzun süreli maruz kalmaya dayanmaktadır. Buna göre fizyolojik norm, yaşam aktivitesinin bireysel optimumudur; tüm yaşam süreçlerinin gerçek çevre koşullarında en koordineli ve etkili birleşimi.

2.1. Kan vücudun iç ortamıdır.

Şekil 2.2. Kanın ana bileşenleri.

Kan, plazma ve süspansiyon halindeki hücrelerden (oluşmuş elementler) - eritrositler, lökositler ve trombositlerden oluşur (Şekil 2.2.). Plazma ve hücresel elementler ayrı rejenerasyon kaynaklarına sahip olduğundan, kan genellikle bağımsız bir doku tipine izole edilir.

Kanın görevleri çok çeşitlidir. Bu öncelikle genelleştirilmiş haliyle hücrelerin yaşamı için gerekli olan veya vücuttan atılması gereken gazların ve maddelerin taşınması veya aktarılması işlevidir. Bunlar şunları içerir: solunum, beslenme, bütünleştirici-düzenleyici ve boşaltım işlevleri (bkz. Bölüm 6).

Kan ayrıca vücuda giren toksik maddeleri bağlayarak ve nötralize ederek, yabancı protein moleküllerini ve bulaşıcı kökenli olanlar da dahil olmak üzere yabancı hücreleri bağlayıp yok ederek vücutta koruyucu bir işlev görür. Kan, vücudun yabancı molekül ve hücrelere karşı spesifik savunma mekanizmalarının yürütüldüğü ana ortamlardan biridir. bağışıklık.

Kan, her türlü metabolizmanın ve sıcaklık homeostazisinin düzenlenmesinde rol oynar ve vücudun tüm sıvılarının, salgılarının ve dışkılarının kaynağıdır. Kanın bileşimi ve özellikleri diğer iç sıvılarda ve hücrelerde meydana gelen değişiklikleri yansıtır ve bu nedenle kan testleri en önemli tanı yöntemidir.

Sağlıklı bir insandaki kan miktarı veya hacmi vücut ağırlığının %68'i (4-6 litre) arasındadır. Bu duruma normovolemi denir. Aşırı su alımından sonra kan hacmi artabilir (hipervolemi), sıcak atölyelerde ağır fiziksel çalışma ve aşırı terleme sırasında ise düşebilir (hipovolemi).

Şekil 2.3. Hematokritin belirlenmesi.

Kan, hücreler ve plazmadan oluştuğu için kanın toplam hacmi aynı zamanda plazma hacmi ve hücresel elementlerin hacminden de oluşur. Kan hacminin kanın hücresel kısmına ait olan kısmına hematokrit denir (Şekil 2.3.). Sağlıklı erkeklerde hematokrit %4448, kadınlarda ise %4145'tir. Kan hacmini ve plazma hacmini düzenleyen çok sayıda mekanizmanın varlığı nedeniyle (hacim alıcı refleksleri, susuzluk, su ve tuzların emilimini ve atılımını değiştiren sinir ve humoral mekanizmalar, kanın protein bileşiminin düzenlenmesi, eritropoezin düzenlenmesi vb.) ), hematokrit nispeten katı bir homeostatik sabittir ve uzun vadeli ve kalıcı bir değişiklik yalnızca yüksek rakım koşullarında mümkündür; düşük kısmi oksijen basıncına adaptasyon eritropoezi güçlendirdiğinde ve buna bağlı olarak hücresel kan hacminin oranını arttırdığında mümkündür. unsurlar. Hematokritin normal değerlerine ve buna bağlı olarak hücresel elementlerin hacmine normositemi denir. Kan hücrelerinin kapladığı hacimdeki artışa polisitemi, azalmaya ise oligositemi denir.

Kan ve plazmanın fizikokimyasal özellikleri. Kanın işlevleri büyük ölçüde fizikokimyasal özellikleriyle belirlenir; bunların arasında en önemlileri ozmotik basınç, onkotik basınç ve koloidal stabilite, süspansiyon stabilitesi, özgül ağırlık ve viskozitedir.

Kanın ozmotik basıncı, içinde çözünmüş madde moleküllerinin (elektrolitler ve elektrolit olmayanlar) kan plazmasındaki konsantrasyonuna bağlıdır ve içinde bulunan bileşenlerin ozmotik basınçlarının toplamıdır. Bu durumda ozmotik basıncın %60'ından fazlası sodyum klorür tarafından oluşturulur ve toplamda inorganik elektrolitler toplam ozmotik basıncın %96'sına kadarını oluşturur. Ozmotik basınç katı homeostatik sabitlerden biridir ve sağlıklı bir insanda ortalama 7,6 atm olup olası dalgalanma aralığı 7,38,0 atm'dir. İç sıvı veya yapay olarak hazırlanmış çözelti, normal kan plazmasıyla aynı ozmotik basınca sahipse, bu tür bir sıvı ortam veya çözeltiye izotonik denir. Buna göre ozmotik basıncı daha yüksek olan bir sıvıya hipertonik, daha düşük olan bir sıvıya ise hipotonik denir.

Ozmotik basınç, çözücünün yarı geçirgen bir zar yoluyla daha az konsantre bir çözeltiden daha konsantre bir çözeltiye geçişini sağlar, dolayısıyla suyun iç ortam ile vücut hücreleri arasındaki dağılımında önemli bir rol oynar. Yani, doku sıvısı hipertonikse, su ona iki taraftan - kandan ve hücrelerden girer; aksine, hücre dışı ortam hipotonik olduğunda, su hücrelere ve kana geçer.