Внутренняя среда организма и иммунитет

Внутренняя среда организма — это совокупность жидкостей (кровь, лимфа и тканевая жидкость), омывающих все клетки и ткани. Она обеспечивает обмен веществ и поддерживает относительное постоянство своего состава, необходимое для нормальной жизнедеятельности (гомеостаз).

Кровь, тканевая жидкость и лимфа являются основой внутренней среды организма.

• Кровь находится исключительно внутри кровеносных сосудов и полостей сердца. Она, забирая углекислый газ и отходы, доставляет кислород и питательные вещества.
• Межклеточная (тканевая) жидкость образуется из жидкой части крови, которая просачивается через тонкие стенки капилляров. Она заполняет пространство между клетками, доставляет им питательные вещества и кислород, а также забирает продукты обмена.
• Лимфа перемещается по лимфатическим сосудам. Избыток межклеточной жидкости всасывается в слепо замкнутые лимфатические капилляры, образуя лимфу. Она проходит через лимфатические узлы, где очищается от инфекций, и возвращается обратно в кровеносное русло.

Кровь состоит из жидкой части — плазмы и форменных элементов. Плазма содержит около 90% воды, а также белки, жиры, углеводы и минеральные соли. Белки плазмы удерживают воду и участвуют в свёртывании.

Форменные элементы делятся на три главные группы:

1. Эритроциты (красные кровяные тельца). Форма двояковогнутого диска увеличивает площадь поверхности для газообмена. Зрелые эритроциты человека не имеют ядра. Они заполнены белком гемоглобином, который связывает кислород и углекислый газ. Основная функция — дыхание клеток.
2. Лейкоциты (белые кровяные тельца). Способны к самостоятельному амёбоидному движению, имеют ядро. Могут выходить из кровеносных сосудов в ткани. Их главная задача — обеспечение иммунитета и защита от инфекций.
3. Тромбоциты (кровяные пластинки). Являются безъядерными фрагментами крупных клеток костного мозга. Участвуют в процессе свёртывания крови. При повреждении сосуда они разрушаются, запуская каскад химических реакций, в результате которых из фибриногена образуется нерастворимый фибрин.

Функции крови:

• Транспортная функция — доставка газов, питательных веществ и гормонов.
• Регуляторная функция поддерживает температуру тела и переносит сигнальные молекулы.
• Защитная функция заключается в иммунном ответе и свёртывании при кровотечениях.

На поверхности мембран эритроцитов находятся особые белки — антигены. В плазме крови присутствуют антитела. Если антиген встретится с одноимённым антителом, произойдёт склеивание эритроцитов.

В системе AB0 выделяют четыре группы крови.

По классическим правилам переливания (трансфузии), которые часто проверяют в заданиях ЕГЭ, люди с первой группой считаются универсальными донорами, так как их эритроциты не склеиваются в чужой крови из-за отсутствия антигенов. Люди с четвёртой группой называются универсальными реципиентами, поскольку в их плазме нет антител. В современной медицине пациенту переливают строго одноимённую группу крови, но для решения экзаменационных задач нужно помнить школьную схему универсального донорства.

Помимо системы AB0, на поверхности эритроцитов может находиться ещё один белок-антиген — резус-фактор. Если этот белок есть, кровь является резус-положительной (Rh+). Если белка нет, кровь резус-отрицательная (Rh−).

Опасность возникает при смешивании резус-отрицательной и резус-положительной крови: иммунная система начинает вырабатывать антитела против чужого белка. Из-за чего также может возникнуть резус-конфликт при беременности, когда мать имеет отрицательный резус-фактор, а плод — положительный.

Лимфатическая система — это «дренаж» и «фильтр». Она возвращает жидкость из тканей в кровь и защищает организм от инфекций.

Основные функции:

• Дренажная: собирает избыток жидкости из межклеточного пространства и возвращает его в кровеносное русло.
• Защитная (иммунная): в лимфоузлах вырабатываются лимфоциты и фильтруются бактерии, вирусы и токсины.
• Транспортная: переносит жиры, всосавшиеся в кишечнике, в кровь.
• Гомеостатическая: поддерживает постоянство состава и объёма межклеточной жидкости.

В отличие от крови, у лимфы нет центрального «насоса», поэтому её движение медленное и зависит от внешних сил. Её продвижение по сосудам обеспечивается несколькими внешними факторами:

• Сокращением скелетных мышц: при движении мышцы сдавливают лимфатические сосуды, проталкивая жидкость.
• Дыханием («присасывающее» действие): при вдохе давление в грудной клетке падает, что затягивает лимфу из брюшной полости вверх.
• Пульсацией артерий: артерии часто проходят рядом с лимфатическими сосудами, их ритмичное расширение передаётся на стенки лимфатических сосудов.

Различают несколько видов иммунитета.

Естественный иммунитет появляется без вмешательства медицины:

• Врождённый (видовой). Передаётся по наследству от родителей. Например, люди не болеют чумой крупного рогатого скота.
• Приобретённый. Возникает после перенесённого заболевания. Память о вирусе или бактерии сохраняется в специальных клетках.

Искусственный иммунитет создаётся при помощи медицинских процедур:

• Активный. Возникает после введения вакцины. Вакцина содержит ослабленные или убитые микроорганизмы. Организм самостоятельно вырабатывает антитела, на что уходит время, но защита сохраняется годами.
• Пассивный. Появляется после введения лечебной сыворотки. Сыворотка содержит уже готовые антитела против конкретной болезни. Действует быстро, но временно.

Типичные ошибки на экзамене связаны с путаницей между вакциной и сывороткой. Для запоминания можно использовать чёткое правило: вакцина тренирует организм заранее, а сыворотка спасает, когда болезнь уже наступила.

Эти знания помогут уверенно справляться с блоком анатомии человека. Тема регулярно встречается в разных форматах:

• В задании 14 (соответствие) нужно сопоставить функции эритроцитов и лейкоцитов.
• В задании 15 (множественный выбор) предстоит выбрать компоненты внутренней среды.
• В заданиях 20 и 21 (работа с таблицами и графиками) часто приводят данные по анализам крови или количеству макрофагов.
• В заданиях 23 и 24 (эксперимент и рисунок) требуется объяснить осмотическое давление в эритроцитах или распознать клетки на микрофотографиях.
• В задании 25 (развёрнутый ответ) просят обосновать значение свёртывания или механизмы работы вакцин.

Задание 1

Выберите три верных ответа из шести. Какие характеристики и функции характерны для эритроцитов человека?

1. Имеют форму двояковогнутого диска.
2. Участвуют в свёртывании крови, образуя тромб.
3. Содержат белок гемоглобин.
4. Обеспечивают иммунную защиту организма.
5. Зрелые клетки не имеют ядра.
6. Способны активно передвигаться с помощью ложноножек.

Решение

• Форма двояковогнутого диска (пункт 1) — подходит. Такая форма увеличивает площадь поверхности клетки для более эффективного газообмена.
• Свёртывание крови (пункт 2) — не подходит. Это функция тромбоцитов.
• Наличие гемоглобина (пункт 3) — подходит. Гемоглобин — это железосодержащий белок, который связывает и переносит кислород и углекислый газ.
• Иммунная защита (пункт 4) — не подходит. Это основная задача лейкоцитов.
• Отсутствие ядра (пункт 5) — подходит. У млекопитающих (включая человека) эритроциты в процессе созревания теряют ядро, чтобы освободить больше места для гемоглобина.
• Активное передвижение (пункт 6) — не подходит. Эритроциты пассивно движутся с током крови. Ложноножки (амёбоидное движение) характерны для лейкоцитов.

Ответ: 135.

Задание 2

В эксперименте проводилось исследование изменений, происходящих с эритроцитами, в растворах с различной концентрацией хлорида натрия (NaCl). В первой пробирке эритроцит сморщился, во второй пробирке — раздулся и лопнул. Раствор какой концентрации NaCl был добавлен в пробирки? Объясните физиологический процесс.

Решение

Нормальная (физиологическая) концентрация солей в плазме крови составляет 0,9%. В таких условиях эритроцит сохраняет свою форму диска.

Если клетка сморщилась (пробирка 1), вода вышла из неё наружу. По закону осмоса вода движется туда, где концентрация солей выше. Следовательно, раствор снаружи был гипертоническим (концентрация NaCl больше 0,9%).

Если клетка раздулась и лопнула (пробирка 2), вода зашла внутрь. Соль внутри клетки была более концентрированной, чем снаружи. Экспериментатор добавил гипотонический раствор (например, раствор NaCl с концентрацией ниже 0,9% или дистиллированную воду).

При решении задач на эту тему обращай внимание на использование терминов «осмос», «гипертонический раствор» и явно указывай направление движения воды.

Попробуй применить полученные знания и выполнить задания.

Задание 1

Установите соответствие между характеристиками и компонентами крови, обозначенными цифрами 1 (плазма) и 2 (форменные элементы):
А) Содержит фибриноген.
Б) Регулирует газообмен.
В) Вырабатывает антитела.
Г) Имеет гемоглобин.
Д) Представляет собой жидкое межклеточное вещество.

Задание 2

Человек поранил ногу ржавым гвоздём. В больнице ему немедленно сделали укол препарата, предотвращающего развитие столбняка. Какой препарат (вакцину или сыворотку) ввели студенту и какой тип иммунитета при этом формируется?

После изучения этого материала можно уверенно приступать к решению заданий блока анатомии. Теперь ты понимаешь состав жидких сред организма, знаешь функции клеток крови и механизмы формирования иммунитета. Для успешной сдачи экзамена важно чётко разделять процессы, происходящие с эритроцитами и лейкоцитами, отличать действие вакцины от сыворотки и применять законы осмоса в задачах экспериментальной линии. Чтобы закрепить тему, рекомендуем решить несколько типовых заданий № 15 и 23 из открытого банка ЕГЭ.