Постоянство осмотического давления внутренней среды

Живые организмы (биосистемы) от самых простых до таких высокоорганизованных, как человек, принад­лежат к открытым неравновесным системам, обмени­вающимся с внешней средой в течение всей жизни энер­гией и веществом. Основную роль в поддержании нерав­новесного состояния играют скорости непрерывно протекающих при жизни микрохимических и микрофизи­ческих реакций, постоянное поступление вещества и энергии.

При определенных скоростях реакций, уровне их кинетики в биосистеме возникает состояние стационар­ного равновесия или определенной динамической устой­чивости, ‘когда физико-химические параметры и концен­трационные градиенты живой системы сохраняются относительно постоянными.

По определению Ф. Энгельса, жизнь как процесс есть «живое единство движения и равновесия». Нормальная жизнедеятельность организма высших животных и человека может осуществляться при сохра­нении динамической устойчивости физико-химических показателей внутренней среды (рН, ионного состава, осмотического давления, напряжения 02 и С02, биоло­гических свойств и т. д.), а также основных физиологи­ческих функций организма (кровообращения, дыхания, пищеварения, обмена веществ и т. д.).

Эта устойчивость обеспечивается сложной системой приспособительных гомеостатических реакций (адапта­ционных, компенсаторных, защитных и др.), направлен­ных на ограничение влияний отклоняющих или возму­щающих воздействий из внешней или внутренней среды, способных вызывать нарушение нормальной жизнедеятельности организма. В каждый момент жизни организма в ответ на воздействие многообразных факторов, откло­няющих равновесие в ту или иную сторону, одновременно вступают в действие гомеостатические механизмы, сгла­живающие, предотвращающие, компенсирующие возник­шие или наметившиеся сдвиги, и динамическое равнове­сие восстанавливается. Стационарное равновесие в живых системах возможно только при наличии и осу­ществлении широкого взаимообмена различных инфор­мации.

В связи с развитием кибернетики и выявлением роли различных информации, прямых и обратных связей в регулировании жизненных процессов в настоящее время в общую характеристику живой системы наряду с обме­ном веществ, энергии, самообновления белковых тел справедливо рекомендуют включать и обмен информа­цией (В. В. Парин, Р. М. Баевский, 1966).

П. К. Анохин (1962) относит осмотическое давление крови наряду с другими физико-химическими парамет­рами к жизненно важным жестким константам организ­ма, т. е. к тем, для которых даже небольшие изменения являются начальным стимулом для катастрофических реакций.

Осморегуляция как процесс поддержания суммарной концентрации ионов и молекул в жидкостях тела, сохра­нения водного и ионного равновесия составляет одну из важнейших сторон комплекса гомеостатических реакций организма.

Глубокий анализ становления механизмов обеспече­ния постоянства ионного состава жидкостей, их осмоти­ческого давления и других физико-химических свойств внутренней среды в процессе длительной эволюции жи­вотного мира в связи с условиями их существования в различные геологические эпохи, в различных экологиче­ских условиях подробно и в увлекательной форме, а у Strauss даже в поэтической дан в капитальных работах Smith (1956), Strauss (1957), А. Г. Гинецинского (1963), Goldberger (1959), Schmidt-Nielsen (1962).

По их представлениям, уже первые древнейшие, мор­ские организмы должны были обладать ионорегуляцией и системой поддержания постоянства объема жидкостей тела. Последующая миграция в пресные воды, а затем в море могли осуществиться только при становлении и совершенствовании эффективной системы осморегуля-ции. Они полагают, что осмотические реакции у низших и рефлекторная регуляция постоянства осмотического давления у высших животных являются наиболее древ­ними в эволюционном отношении механизмами поддер­жания гомеостазиса.

Эволюция осморегулирующих гомеостатических ме­ханизмов у животных шла в направлении морфо-физиологического совершенствования экскреторных органов, и прежде всего почек, которые наряду с выведением ко­нечных продуктов метаболизма обеспечивают постоян­ство биологически важных физико-химических констант жидкостей организма (осмотического давления, кислот­но-щелочного и ионного равновесия, объема жидко­стей и т. д.).

Кроме того, в процессе эволюции постепенно услож­нялись и совершенствовались нервно-гуморальные меха­низмы регуляции органов обеспечения гомеостазиса в целом и осморегуляции в частности.

Многочисленными исследованиями было выявлено, что осмотические факторы наряду с гидродинамически­ми играют решающую роль в осуществлении целого ряда важнейших физиологических процессов — всасывания, выделения, лимфообразования и лимфотока, секреции пищеварительных соков, тургора тканей, гидроэлектро­литной циркуляции и т. д. Обмен воды и растворенных веществ между клетками и интерстициальной жид­костью, между последней и кровью во многом обуслов­лен разностью их осмотического давления. Большая часть внутриклеточной воды удерживается осмотически­ми силами (Г. Шаде, 1928; В. Бладергрен, 1951, и др.).

Природа жажды связывается многими исследовате­лями с повышением осмолярности крови и интерстици­альной жидкости (Adolph, 1943; И. Н. Журавлев, 1949; А. Ю. Юнусов, 1960, и др.).

Сдвиги осмотической концентрации жидкостей орга­низма значительно отражаются на функциональном со­стоянии жизненно важных органов. В частности, Л. С. Штерн (1935) опытами на кроликах и кошках показала, что значительные изменения осмотического давления крови (увеличение ее депрессии до — 0,8° и уменьшение до — 0,43°) вызывают снижение сопротив­ляемости гемато-энцефалического барьера по отношению к антителам, коллоидам и кристаллоидам, нарушение его функционального состояния, сохраняющееся еще длительное время после восстановления нормального давления.

А. Г. Гинецинский (1942) выявил изменения сродства гемоглобина к кислороду при гипо- и гипертонических условиях.

Согласно данным Hamburger (1902), Л. А. Линник (1963), нарушение тоничиости внеклеточных жидкостей вызывает изменения иммуно-биологических свойств организма. Так, по Hamburger, фагоцитарная активность лейкоцитов в 20 — 40 раз снижается при гипотонических состояниях крови; по результатам Л. А. Линника, вну­тривенное введение гипертонических растворов хлори­стого натрия (10 — 20%) приводит к лейкоцитозу, повы­шению фагоцитарной способности лейкоцитов, увеличе­нию биологической активности крови, наиболее выраженным через 1 — 3 часа после инъекции растворов.

Патология обмена веществ в целом, и особенно водно-солевого, неизбежно приводит к нарушениям гидро-ионных соотношений между вне- и внутриклеточными пространствами, которые вызывают в конечном итоге изменения функционального состояния ряда вегетатив­ных систем организма — сердечно-сосудистой системы, почек, печени и т. д.

Описаны значительные отклонения осмотической кон­центрации крови при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, пневмониях, почечных заболеваниях. В патоге­незе местных и общих отеков различной этиологии из­менения тканевого осмотического давления в целом и коллоидно-осмотического давления крови в особенности занимают одно из ведущих мест (Г. Шаде, 1928; А. А. Богомолец, 1928; М. Рапопорт, 1942; И. А. Ойвин, 1961, и др.).

Особенности физиологии и патологии раннего детско­го возраста ряд исследователей связывают с несовершен­ством механизмов осморегуляции в раннем постнатальном периоде; в основном это касается функции почек.

И. А. Аршавский (1967) справедливо возражает против признания несовершенства функции детской поч­ки, считая, что низкий концентрационный индекс мочи не является выражением несовершенства, а, напротив, выражением исключительно совершенной формы приспособления почечной деятельности к тем неспецифическим возрастным особенностям, которыми характеризуется обмен веществ на ранних стадиях постнатального онтогенеза. Наконец, внедрение в практическую медицину так называемой осмотерапии при лечении ряда патологических процессов (воспаление, отек мозга, отек легких, глаукома и др.) красноречиво говорит о той роли, которая придается осмотическому фактору в генезе ряда патологических состояний.

Все вышесказанное свидетельствует о значительной роли осмотического фактора для многих биологических процессов, значении его постоянства для нормальной жизнедеятельности организма и о необходимости выявления механизмов осморегуляции не только для познания физиологических закономерностей, но и для выяснения многих сторон патологии.

Поделитесь в социальных сетях:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *