内環境

内環境

細胞直接浸浴和生存的環境
内環境指細胞直接浸浴和生存的環境,是圍繞在多細胞動物的細胞周圍的細胞外液,包括血漿、組織液、淋巴液、腦脊液等,因深居于身體内部,故名,以區别于機體賴以生存的外環境。内環境是細胞直接進行新陳代謝的場所,是細胞直接生活的環境。細胞代謝所需要的氧氣和各種營養物質隻能從内環境中攝取,而細胞代謝産生的二氧化碳和代謝終末産物也需要直接排到細胞外液中,然後通過血液循環運輸,由呼吸和排洩器官排出體外。此外,内環境還是細胞生活與活動的地方。因次,内環境對于細胞的生存及維持細胞的正常生理功能非常重要。[1]
    中文名:内環境 外文名:internal environment 别名: 别稱:細胞外液 适用領域範圍:醫學

細胞生物

體液(body fluid)

包括細胞内液和細胞外液。正常成年人的體液量約占體重60%,其中細胞外液占總體液的

1/3,

細胞内液占總體液的2/3,細胞外液中約3/4分布于細胞間隙,稱為組織間液或組織液;其餘約1/4則在血管中不斷循環流動,即為血漿。此外,還有少量的淋巴和腦脊液。

生理學定義

人體内絕大多數細胞并不與外界相接觸,而是浸浴于機體内部的細胞外液中,因此細胞外液是細胞直接接觸和賴以生存的環境。生理學中将圍繞在多細胞生物體内細胞周圍的體液,即細胞外液,稱為機體的内環境。

生物學定義

由細胞外液構成的液體環境叫做内環境。直接與細胞進行物質交換的細胞外液,處于動态平衡。

血漿、組織液和淋巴都是細胞外液,共同構成機體内細胞生活的直接環境。血細胞所生活的液體環境是血漿,毛細血管壁的上皮細胞的内環境是指血漿和組織液。因細胞外液深居于身體内部,所以名為内環境,用來區别于機體賴以生存的外環境。

血漿(plasma)是内環境中最活躍的部分,是血液的組成成分。在循環器官作用下,在心血管系統中川流不息,并與其它細胞外液相通(組織液和淋巴),從而構成全身的體液聯系。動脈中的血漿沿動脈流入毛細血管和動脈端,其中的許多物質會透過毛細血管壁進入組織液。組織液是存在于組織細胞間隙的液體,又叫細胞間隙液。絕大多數組織的細胞都浸浴在組織液中,與組織液進行物質交換,因此,組織液是體内絕大多數細胞直接生活的環境。

組織液中包括細胞代謝産物在内的各種物質,大部分能夠被毛細血管的靜脈端重新吸收,進入血漿;小部分被毛細淋巴管吸收,成為淋巴液,也叫淋巴(lymph)。

毛細淋巴管内的淋巴彙集到淋巴管中,經過淋巴循環由左右鎖骨下靜脈彙入

血漿中,進入心髒,參與全身的血液循環。淋巴中混懸着大量的淋巴細胞和吞噬細胞等,可以協助機體抵禦疾病,對這些細胞來說,淋巴就是它們直接生活的環境。腦脊液:是腦細胞直接生存的内環境——組織液;腦脊液也屬于内環境。其實,我們可以把腦脊液理解為組織液,其組織細胞就是腦細胞。

主要成份

血漿:水約90%,蛋白質約7%~9%,無機鹽1%,以及血液運送的物質(如氧氣、二氧化碳、葡萄糖)和非蛋白質類含氮化合物(如尿素、尿酸、肌酸、肌苷、氨基酸、多肽、膽紅素和氨氣等)等。

所以說,細胞外液本質上是一種鹽溶液,類似于海水。這在一定程度上反映了生命起源于海洋。

組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近,但又不完全相同,最主要的差别在于血漿中含有較多的蛋白質,而組織液和淋巴中蛋白質含量很少。血漿和組織液的成分最相近。

理化性質

由于細胞與内環境之間、内環境與外界環境之間不斷地進行着物質交換,因此細胞的代謝活動和外界環境的不斷變化,必然會影響内環境的理化性質,如pH值、滲透壓、溫度等,但内環境通過機體的調節活動能夠維持相對的穩定。

以pH值為例作一說明:

人體在新陳代謝過程中,會産生許多酸性物質,如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些堿性物質(如碳酸鈉)。這些酸性和堿性的物質進入血液,就會使血液的pH值發生變化。但是在血液中含有許多對酸堿度起緩沖作用的物質——緩沖物質,每一對緩沖物質都是由一種弱酸和相應的一種強堿鹽組成,如:H2CO3與NaHCO3,NaH2PO4與Na2HPO4等。當機體劇烈運動時,肌肉中産生大量的乳酸、碳酸等物質,并且進入血液。乳酸進入血液後,就與血液中的NaHCO3發生作用,生成乳酸鈉和H2CO3,H2CO3是一種弱酸,而且不穩定,易分解成CO2和H2O,所以對血液的pH值影響不大。血液中增加的CO2會刺激呼吸活動的神經中樞,增強呼吸運動,增加通氣量,從而将CO2排出體外。當Na2CO3進入血液後,就與血液中的H2CO3發生作用,生成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎髒排出。這樣由于血液中緩沖物質的調節作用,可以使血液的pH值不會發生大的變化,通常穩定在7.35~7.45之間。内環境的其他理化性質,如溫度、滲透壓、各種化學物質的含量等,在神經系統和體液的調節之下,通過各個器官、系統的協調活動,也都能維持在一個相對穩定的狀态。

血漿理化性質

酸堿度pH7.35~7.45

溫度37℃左右

滲透壓:溫度為37℃左右時,滲透壓為770kPa(相當于7個大氣壓左右,5330mmHg毫米汞柱,并且相當于生理鹽水)

物質交換

人體的絕大部分細胞是不與血漿直接接觸的,因此,這些細胞與毛細血管中的血漿不直接進行物質交換。但是,人體的絕大部分細胞浸浴在組織液中,細胞内液與組織液之間隻隔着一層細胞膜,于是水分和一切可以通過細胞膜的物質,就在這兩部分體液之間進行交換;細胞所需要的氧氣等營養物質進入細胞;細胞産生的二氧化碳等廢物進入組織液。由于組織液不斷地形成,以及組織液不斷地回流入血液,因此為細胞不斷地提供所需要的營養物質并運走代謝廢物。細胞與内環境之間就是這樣進行物質交換的。血液在血管裡不停地循環流動,一方面與人體各個部分的組織液交換;另一方面與肺、腎髒、和胃、腸等器官有着密切的關系。這樣才能使人體細胞通過内環境不斷地與外界進行物質交換。所以,内環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。從物質在體内的運輸和交換過程可以看出,血液循環正常地進行,就可以避免内環境中物質因不斷地被細胞利用而耗竭,有助于維持内環境成分的相對恒定,内環境的穩态是細胞進行正常生命活動所必需的。血液循環一發生障礙,就會影響細胞正常的生命活動,嚴重時可能危及生命。體内細胞是通過内環境與外界環境發生物質交換的。我們所吃食物中的各種營養物質,經過消化系統的消化和吸收,進入小腸絨毛内的毛細血管,吸收進入循環系統。這些營養物質溶解于血漿中,随血液循環運輸到身體各部分的組織器官中,被組織細胞利用。外界空氣随着吸氣,通過呼吸道進入肺泡。肺泡壁很薄,它們都隻由一層扁平的上皮細胞構成。此時,肺泡裡的氧氣,可以透過肺泡壁和毛細血管壁,進入血液,與血液中的血紅蛋白結合,然後随血液循環運輸到身體的各個組織器官,被組織細胞利用。外界環境中的氧氣和各種營養物質就是這樣被組織細胞吸收的。組織細胞在新陳代謝過程中産生的廢物,如人體内多餘的水、無機鹽以及尿素、尿酸、二氧化碳等對人體細胞有害的物質,通過細胞膜進入組織間隙的組織液中,然後擴散進入組織裡的毛細血管或毛細淋巴管,進入循環系統。當血液流經肺泡壁外的毛細血管時,血液中的二氧化碳通過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡,此時,肺泡縮小,通過呼氣将二氧化碳排出體外。當血液流經腎髒時,血液中多餘的水分、無機鹽和尿素、尿酸等形成尿液,通過排尿排出體外。一部分代謝廢物也可通過皮膚排汗排出體外從。以上可以看出,消化系統所吸收的各種營養物質、呼吸系統所交換的氧,都要經過循環系統才能運輸給體内的所有細胞;而體細胞代謝産生的廢物也要通過循環系統運到排洩系統,排出體外。由此可見,循環系統、消化系統、呼吸系統和排洩系統,這四個系統都與人體細胞的代謝有直接關系。通過這四個系統的密切協作,人體的每一個組織細胞就可以與外界環境發生物質交換了。而這四個系統的密切協作,是由内分泌系統和神經系統的調節作用完成的。

緩沖作用

血漿中的重要緩沖物質包括[HCO3]-(碳酸氫根離子)和[HPO4]2-(磷酸氫根離子)、[H2PO4]-(磷酸二氫根離子)、NaHCO3等。

當我們進行大量運動時,大量的乳酸進入血漿中,會造成pH降低(即酸性增強)。但為什麼我們血漿的酸堿度仍能維持在7.35~7.45間呢?主要是因為碳酸氫根離子。它與乳酸反應後生成乳酸鈉和碳酸。碳酸分解産生二氧化碳。二氧化碳濃度增加,刺激呼吸神經中樞,使二氧化碳排出。

内環境在正常狀态下是動态平衡的。

(要注意“動态平衡”與“相對穩定”含義相似,但與“穩定(在某一個值)”、“一定”等有區别!)

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