Григорий Кассиль - Внутренняя среда организма

Общая внутренняя среда, быть может, вернее, ее общий отдел — кровь, это удивительнейшая по своему составу и свойствам жидкость, жидкая ткань, заполняющая многочисленные сосуды нашего тела, магистральная система, питающая его клетки, несущая им кислород, белки, углеводы, жиры, витамины, соли, т. е. все то, без чего невозможно их существование. Состав и свойства ее отличаются относительным, динамическим, но достаточно устойчивым постоянством, что позволяет организму сохранять свободу существования в изменчивых условиях окружающего его мира. «Кровь, надо знать, совсем особый сок», — говорит Мефистофель Фаусту.

Во тьме веков, быть может три-четыре миллиарда лет назад, в глубинах океана зародилась первая живая клетка. Морская вода омывала и берегла ее. Море стало ее питательной средой. Из него черпала клетка необходимые ей питательные вещества и соли, ему отдавала продукты своего обмена. Живой организм, из которого на вершине эволюции произошел человек, усвоил и заключил в себе частицу моря. И до сих пор в наших артериях и венах течет жидкость, близкая по своему составу и свойствам к соленой воде моря. «Море издавна влекло человека, — говорит Жан Пикар [8] Пикар Ж. Глубина 11 тысяч метров. М.: Мысль, 1974, с. 12. . — Биологи усматривают в этом влечении инстинктивное желание познать тайну происхождения жизни. В самом деле ведь наша кровь по составу схожа с морской водой, а утробное развитие повторяет эволюцию жизни на нашей планете. И кто знает, быть может подводный вулкан, извергая пламя, высек в море искру жизни, а колоссальное давление глубин послужило катализатором великому процессу». И, действительно, кто может знать?

Кровь переносит огромное количество химических соединений, совершенно необходимых для жизненных процессов организма. Помимо питательных веществ, кислорода и отходов жизнедеятельности клеток, она содержит самые разнообразные элементы, без которых жизнь вообще немыслима. Для того чтобы жить и существовать, каждая клетка должна не только получать продукты питания, но и освобождаться от постепенно накопляющихся в ней шлаков и отбросов. И здесь возникает проблема о возможных границах жизненного процесса, о той узкой полосе в сложном многообразии природы, в которой возможна жизнь.

Мы не знаем, каковы условия существования на других планетах. Формы бытия разнообразны. Но на земле жизнь возможна в очень ограниченных пределах и выдерживает едва заметные по сравнению с космическими масштабами колебания и сдвиги.

Если бактерия, вирус или амеба в определенных условиях еще способны вынести глубокое замораживание или сравнительно высокое нагревание, то человек неизбежно погибает, не защитив себя от них специальными, естественными или искусственными приспособлениями. Живой организм, особенно организм высших животных и человека, обладает поистине удивительными свойствами сохранять свою жизнеспособность в самых неблагоприятных условиях. Он сопротивляется натиску бушующей стихии, продолжает жить при стремительных перепадах температуры воздуха и атмосферного давления, под обжигающими лучами солнца, в условиях ледяного дыхания межпланетного пространства, при бомбардировке космическими лучами. Он живет и может жить, потому что сохраняет постоянство своей внутренней среды. Но человек погибает, если температура его тела повышается на 6—7°, если состав крови, ее осмотическое давление, кислотность или щелочность выходят за пределы какой-то очень стабильной, неизменной величины. Зона комфорта, наибольшего благоприятствования для клеток органов и тканей ограничивается столь сжатыми пределами, что в некоторых случаях переход от нормы к нарушению почти незаметен.

Мы уже знаем, что понятие о внутренней среде не исчерпывается одной кровью. В сложных организмах клетки органов не соприкасаются ни с атмосферным воздухом, ни с кровью. В нормальных условиях эта жидкая ткань не покидает пределы сосудистой системы, не выливается из капилляров в межклеточные пространства. Клетки окружены тканевой (межклеточной или интерстициальной) жидкостью.

Несмотря на совершенную, четко организованную систему регуляции состава крови, в ней могут возникнуть и неизбежно возникают то кратковременные, то затяжные колебания, способные нарушить нормальное существование клеток. Постоянство состава крови оказалось недостаточным для клеток внутренних органов, особенно для нервных клеток мозга, которые могут существовать лишь при очень устойчивом режиме. Любой орган, будь то мозг, печень или почки, имеет свою непосредственную питательную среду, микросреду, нечто вроде микрорайона со своим микроклиматом. В крошечном мирке, который окружает клетку, недопустимы бури и катастрофы, неожиданные изменения, непредвиденные сдвиги. Здесь царят относительный покой, адекватные, оптимальные условия для жизни и деятельности клеток.

Пусть меняются условия окружающего мира, пусть повышается и падает температура воздуха, колеблется атмосферное давление, нарастает влажность, усиливается радиация — в микросреде органов и тканей физиологические часы отбивают свой запрограммированный ритм.

Предложен ряд методов экспериментального и клинического исследования тканей или межклеточной жидкости, а также определения ее объема у животных и человека. Однако получить тканевую жидкость в достаточном для химического анализа количестве практически невозможно. Поэтому приходится прибегать к гистологическим и гистохимическим методам определения в ней биологически активных веществ, например катехоламинов, ферментов (холинэстеразы) и т. д. Применение электронной микроскопии значительно расширило наши представления о строении межклеточных пространств и тем самым о свойствах тканевой жидкости. Наиболее точные результаты получены при помощи радиоактивных индикаторов. Установлено, что объем тканевой жидкости равен у кролика 23—25% веса тела, у крысы 23—29%, у человека 23—29% (в среднем 26,5%). Наиболее удобным объектом для изучения является жидкость, скопляющаяся в больших межклеточных полостях, например в передней камере глаза, плевре, внутреннем ухе и т. д. В течение многих лет цереброспинальная жидкость приравнивалась к межклеточной жидкости мозга. Однако работы последних лет поколебали эту установку.

Но, формулируя представление о внутренней среде, нельзя забывать, что существует третий ее компонент, как бы связывающий воедино два первых — кровь и тканевую жидкость. Речь идет о лимфе, заполняющей специальный лимфатический аппарат с его капиллярами, протоками, сосудистой сетью и магистральными путями, впадающими в кровеносную систему. Лимфатические пути, так же как и кровеносные, подробно изучены, описаны, сфотографированы и зарисованы. В любом учебнике анатомии, в каждом анатомическом атласе можно найти рисунки, изображающие сеть лимфатических узлов и сосудов, собирающихся воедино в два больших протока — грудной и правый лимфатический.