Гомеостаз и сердечно-сосудистая система

Французский физиолог XIX века КлодБернар (1813-1878) первый обнаружил, что все высшие живые организмы активно и постоянно препятствуют тому, чтобы факторы внешней среды нарушили те условия, которые необходимы для жизнедея­ тельности в организме. Таким образом, температура, концентрация кислорода, рН, ионный состав, осмолярность и много других важных переменных величин, характе­ ризующих нашу внутреннюю среду, подвергаются жесткому регулированию Этот процесс поддержания постоянства* нашей внутренней среды в настоящее время опре­ деляется термином гомеостаз. Для выполнения этой роли в процессе эволюции возникла сердечно-сосудистая система — сложная транспортная сеть, занимающаяся переносом разнообразных веществ.

Различные жидкостные пространства, содержащие воду, в целом называемые тер­ мином общая вода организма, составляют около 60% массы тела. Эта вода распреде­ ляется между внутриклеточным, мнтерстшщальным и плазменным пространства­ ми, как показано на рис. 1-1 Около ² /₃всей воды нашего организма содержится внутри клеток и соединяется с интерстициальной жидкостью через плазматическую мембрану клеток. Из внеклеточной жидкости-только небольшой объем, плазменный объели, циркулирует внутри сердечно-сосудистой системы. Кровь состоит из плазмы и приблизительно равного ей объема форменных элементов (преимущественно красных клеток крови). Жидкость циркулирующей плазмы соединяется с интерстициальной жидкостью через степку тонких капилляров

Интерстициальная жидкость является непосредственной внешней средой отдель­ ных клеток. Эти клетки должны получать свои питательные вещества из интерстициальной жидкости и выделять свои продукты обмена в нее. В то же время интерстициальная жидкость не может рассматриваться как значительный резервуар, пи­ тательных веществ или как большая раковина для стока продуктов метаболизма, поскольку ее объем составляет менее половины объема тех клеток, которые она омывает. Таким образом, нормальная жизнедеятельность отдельных клеток в зна­ чительной степени зависит от гомеостатических механизмов, регулирующих со­став интерстициальной жидкости. Эта задача выполняется посредством постоян­ ного контакта интерстициальной жидкости со свежими порциями циркулирующей плазмы.

По мере того, как кровь протекает через капилляры, растворенные в ней вещества обмениваются между плазмой и интерстициальной жидкостью в процессе диффузии. Конечный результат транскапиллярной диффузии заключается в том, что интерстици-альная жидкость всегда имеет тенденцию приобрести состав поступающей кропи. На­ пример, если концентрация ионов калия в интерстициальной пространстве конкрет­ ной скелетной мышцы выше, чем в плазме, поступающей в мышечную ткань, тойоны калия будут диффундировать в кровь по ее мере протекания через капилляры мышцы. Поскольку это приводит к удалению калия из интерстициальной жидкости, то концен­ трация ионов калия в интерстициальной жидкости будет снижаться. Снижение пре­ кратится, когда результирующее движение калия в капилляры также остановится, т.е. когда концентрация вещества в интерстициальном пространстве достигнет той, кото­ рая характерна для поступающей плазмы.

Необходимы два условия, для того чтобы данный циркуляторный механизм эффективно регулировал состав интерстициальной жидкости: (1) должен осуще­ствляться адекватный кровоток через тканевые капилляры и (2)химический со­став поступающей (или артериальной) крови должен регулироваться таким обра­ зом, чтобы обеспечить оптимальный состав интерстициальной жидкости. Выполнение этих двух условий осуществляют строение и функционирование сер­ дечно-сосудистой системы.