Кров як компонент внутрішнього середовища організму

Життя будь-якого організму можливе тільки за умови безперервного контакту з навколишнім середовищем, із якого він бере необхідні для себе речовини і куди виділяє продукти своєї життєдіяльності. Для одноклітинних організмів характерний повний контакт з оточуючим середовищем. У багатоклітинних організмів у безпосередній контакт з оточуючим середовищем вступають тільки клітини, розташовані на зовнішній поверхні організму. Тому в процесі еволюції виникла спеціалізована система, яка виконує функцію внутрішнього середовища організму.

Внутрішнім середовищем для клітин і органів людини є кров, лімфа і тканинна (міжклітинна) рідина.

Організм людини в цілому може переносити досить великі зміни параметрів навколишнього середовища. Однак окремі клітини і групи клітин людського організму надзвичайно чутливі до змін навколишнього середовища. Тому в організмі є спеціальні пристосування для забезпечення сталості середовища перебування їхніх клітин. Підтримання сталості внутрішнього середовищі називають гомеостазом. В організмі на відносно постійному рівні підтримуються артеріальний тиск, температура тіла, осмотичний тиск крові і тканинної рідини, вміст у них білків і цукру, іонів натрію, калію, кальцію, хлору та ін.

Найважливіша роль у підтриманні гомеостазу належить нервовій та ендокринній системам. Доведено участь у реакціях підтримання гомеостазу автономної нервової системи, системи гіпофіз — надниркові залози, підзгір'я та інших утворень. Крім того сталість внутрішнього середовища підтримується безперервною роботою органів дихання, кровообігу, травлення, виділення.

Розглянемо на прикладі. У вищих тварин і людини величина активної реакції крові (рН) не виходить за межі 7,32...7,35, хоч в організмі утворюються молочна, фосфорна, піровиноградна та інші кислоти, які можуть змінити величину рН. Як же регулюється величина активної реакції крові? При надмірному надходженні в кров кислих продуктів обміну насамперед включаються буферні системи крові. Суміші речовин, які підтримують сталість величини рН, називають буферними системами (карбонатна, білки крові, фосфатна). Найважливіша з них карбонатна система (гідрогенокарбонатна), яка складається із вугільної кислоти (карбонатної Н₂СО₃) і гідрогенокарбонату (NaНСО₃ і КНСО₃). Молочна кислота (СН₃СН(ОН)СООН), яка утворюється у значній кількості при м'язовій роботі, надходить із клітин у кров, витісняє іони натрію і калію із гідрокарбонатів, в результаті утворюються солі молочної кислоти та вільна вугільна кислота, яка під впливом вугільної ангідрази розщеплюється на СО₂ і Н₂О  і виводиться через легені назовні.

Буферна система білків пов’язана з амфотерними властивостями їхніх амінокислот. Залежно від реакції плазми крові вони дисоціюють як луги або як кислоти, нейтралізуючи таким чином речовини, які можуть змінювати рН крові.

Фосфатна буферна система представлені первинним NaH₂PO₄ і вторинним Na₂HPO₄ фосфатом натрію. Перший є слабкою кислотою, другий – слабкою основою. Під час дії речовин з активною реакцією відбуваються взаємні переходи між цими солями і виведення Н⁺ через нирки у вигляді Na₂HPO_4.

Одночасно з роботою буферних систем крові під впливом імпульсів що надходять з хеморецепторів змінюються діяльність дихальної системи, органів виділення, швидкість течії крові тощо. В результаті надлишок кислих продуктів обміну виводиться з організму і величина рН практично залишається  сталою.

Гомеостатичні реакції, проте, мають певні межі. При значних відхиленнях від них можуть розвиватися тяжкі захворювання, а інколи настає загибель організму.

Значення крові

Функції складових внутрішнього середовища спрямовані на забезпечення життєдіяльності клітин, груп клітин і організму в цілому. Кров і лімфа виконують транспортну функцію: кров транспортує поживні речовини й кисень до тканин, кінцеві продукти обміну речовин до органів виділення, а лімфа переносить ліпіди (від кишок) та білки (від печінки) у кров. Тканинна рідина, здійснюючи безпосередній контакт з усіма клітинами тіла, забезпечує обмін речовин між клітинами, кров'ю і лімфою. Розглядаючи детальніше, серед функцій крові можна виділити такі: дихальну, поживну, видільну, захисну, регуляторну, гомеостатичну, терморегуляторну.

Дихальна функція крові полягає в перенесенні кисню та вуглекислого газу між органами дихання і тканинами тіла.

Поживна функція. Кров забезпечує надходження до клітин тіла поживних речовин від травного каналу або депонуючих органів — печінки, підшкірної жирової тканини (в разі ендогенного живлення під час голодування).

Видільна функція крові полягає у перенесенні від тканин тіла до органів виділення — нирок, легень, печінки, шкіри — непотрібних і шкідливих речовин, надлишку води, мінеральних солей тощо. Ці речовини утворюються в клітинах тіла як кінцевий продукт обміну речовин чи результат їх діяльності або потрапляють до організму разом з їжею і питною водою.

Захисна функція крові здійснюється в кількох напрямках. По-перше, це захист організму від інфекційних захворювань — імунітет, який забезпечується фагоцитозом і виробленням антитіл. По-друге, знищення всіх мутантних клітин власного організму, які можуть утворитись під час поділу клітин. Це також функція імунітету. По-третє, захист від крововтрати при пораненнях судин підтримується системою згортання (коагуляції) крові.

Регуляторна функція крові полягає в перенесенні гормонів та інших фізіологічно активних речовин від місця їх утворення (залози внутрішньої секреції, деякі тканини) до клітин усіх органів і тканин організму, на мембрані яких є відповідні рецептори до певних фізіологічно активних речовин.

Гомеостатична функція. Як уже зазначалось, у процесі життєдіяльності організму кров, лімфа і тканинна рідина зазнають певних змін, і гомеостатична функція полягає в тому, щоб коригувати ці зміни, не допускати небезпечних для життя відхилень показників внутрішнього середовища. Тобто кров забезпечує сталість внутрішнього середовища організму (гомеостаз), необхідну для нормального функціонування його клітин і тканин, шляхом вмикання певних стабілізувальних систем.

Терморегуляторна функція, по суті, також належить до гомеостатичної функції, проте через особливості процесу терморегуляції та виняткової ролі в ньому крові розглядається окремо. Терморегуляторна функція крові полягає в тому, що кров як водний розчин має виключно високу теплоємність і завдяки цьому мало змінює свою температуру в разі її нагрівання чи охолодження. Крім того, кров переносить тепло між органами, запобігаючи перегріванню теплопродукуючих органів і надмірному охолодженню органів, що віддають тепло назовні.