MEDIUL INTERN SI HOMEOSTAZIA

MEDIUL INTERN SI HOMEOSTAZIA

Organismul uman contine, aproximativ, 100 trilioane sau 100 de mii de miliarde de celule. Celula este unitatea vie a organismului. Fiecare organ si sistem reprezinta un agregat de celule numeroase si variate care sunt mentinute, impreuna, prin structuri intercelulare.

Desi sunt diferite, celulele au si caractere asemanatoare:

■ se divid, pentru refacerea tesuturilor, din care fac parte;

■ metabolismul prin care se asigura energia, este bazat pe 'arderile' glucidelor, lipidelor si proteinelor, pe baza oxigenului. Din totalul, de 100 trilioane de celule, 25% sunt eritrocite care asigura transportul oxigenului si hematoza, la nivelul alveolelor pulmonare si tesuturilor;

■ produsii finali rezultati din reactiile chimice ale celulei (lichidul extracelular).   Aproximativ, 66% din greutatea corpului este lichida. Lichidul acesta este repartizat:  

■ intracelular, cea mai mare parte (66%) ;

■ extracelular (tisular), o treime (33%) ;

■ lichidul extracelular (L. E. C.) este intr- o miscare continua. El cuprinde ioni si substante nutritive, necesare vietii celulei. Lichidul extracelular se mai numeste "mediul intern"al organismului. El asigura schimburile dintre celule si sange, prin intermediul capilarelor sangvine si limfatice.  

Compozitia lichidului extracelular difera de compozitia lichidului intracelular. Astfel, lichidul extracelular contine cantitati importante de ioni de sodiu, clor, bicarbonat de Na, oxigen, glucoza, aminoacizi, acizi grasi si CO₂.

Se mai adauga, substantele rezultate din "arderile " celulare (metabolism) si care trebuie sa fie transportate, pentru eliminare din corp, la plamani (CO₂) si la rinichi (uree, creatinina, saruri).  

Lichidul intracelular difera de lichidul extracelular. El contine cantitati importante de ioni de potasiu, magneziu si fosfati

Aceste compozitii diferite sunt mentinute de functia membranei celulare, prin presiunea osmotica.

Mentinerea constanta (stabila) a condtiilor fiziologice din "mediul intern" se numeste homeostazie

La homeostazie, contribuie toate organele si tesuturile din corpul omului:  

plamanii asigura oxigenul si elimina CO

rinichii asigura cantitatea de apa si electroliti eliminand produsii toxici, rezultati din metabolism;

aparatul digestiv asigura nevoile de substante nutritive si recicleaza o serie de produsi (bila, fierul, etc.)

sangele transporta aceste substante; in repaus, intregul circuit este parcurs, intr- un minut; in efort, acelasi globul rosu se reintoarce, impreuna cu plasma, la tesuturi, in numai 10 secunde. In acest timp scurt, la nivelul capilarelor, se fac schimburile, necesare, dintre sange si lichidul extracelular (mediul intern).  

Celulele se afla la o distanta, de 20- 30 microni de un capilar. In organism, sunt circa 10 miliarde de capilare care insumeaza o suprafata totala de 500- 700 mp. Capilarele au o structura fina si sunt permeabile avand un perete format dintr-un singur strat de celule endoteliale, cu o grosime de 0, 5 microni.

Diametrul unui capilar este de 4- 9 microni. Intre celulele care formeaza endoteliul capilar se afla pori sau fante prin care trec moleculele de apa si substante care asigura transferul dintre plasma si lichidul extracelular.  

Oxigenul trece in acelasi mod. Oxigenul este transportat de hematii (eritrocite), in proportie de 97%, combinat cu hemoglobina (oxihemoglobina si 3% dizolvat in apa din plasma si din protoplasma celulelor din sange. La nivelul tesuturilor, in locul oxigenului predate, se incarca cu CO₂ rezultat din metabolismul celular (carboxihemoglobulina):

Pe langa sistemul capilar sangvin, exista si sistemul limfatic.

Sistemul limfatic are un rol important, in determinarea presiunii lichidului extracelular. El asigura drenajul excesului de lichide, al resturilor celulare si altor substante. Aceasta este "pompa limfatica".  

Diferenta dintre presiunea coloidosmotica a plasmei sangelui si presiunea coloidosmatica, a celor 12-20 l de lichid extracelular, este determinata de proteine. Atunci, cand presiunea capilara creste, se produc edemele (traumatice, inflamatorii sau cardio-vasculare). Invers, cand presiunea sangvina cade, se produce o reabsorbtie de lichide si volumul sangvin se reface, pe seama lichidului extracelular. Asa se intampla in hemoragii, in faza de hemodilutie. Lichidele interstitiale (extracelulare) pot sa ajunga, in vasele sangvine si prin intermediul sistemului limfatic.  

Limfa transporta proteine, lipide si particule mari care nu au putut fi absorbite prin capilarele sangvine. Capilarele limfatice sunt colectate, in trunchiurile (vasele) linfatice care se varsa in ductul (canalul) limfatic toracic. Canalul limfatic toracic comunica cu sistemul venos, la nivelul jonctiunii venei jugulare cu vena subclavie, la baza gatului, de ambele parti. In repaus, prin canalul toracic curg, cam 100 ml de limfa, pe ora din care circa 20 ml intra in circulatia venoasa.  

In vasele limfatice exista valve care asigura sensul scurgerii limfei impinsa de contractia musculaturii netede, din peretii vaselor. La aceasta "pompa limfatica se mai adauga:  

■contractiile muschilor striati;

■miscarile si modificarile de pozitie, ale corpului;

■pulsatiile arterelor, din vecinatate; 

■comprimarea tesuturilor, prin imbracaminte si pozitia corpului (sezand, culcat, etc.).

Limfa are o concentratie mai mai mare, in proteine si grasimi, mai ales, in intestine si ficat.

Sistemul limfatic functioneaza ca un mecanism de "prea plin" sau de "inundatie" care redistribuie excesul de lichide sau de proteine, dintre spatiul extracelular si sange, dupa nevoi.

Asigurarea principiilor nutritive se realizeaza, prin:  

■ tractul gastro- intestinal unde alimentele si apa sunt digerate si absorbite si, de unde sangele si limfa le preia; 

■ ficatul scimba compozitia acestor substante absorbite, in forme mai usor utilizabile sau le stocheaza, in celule adipoase (grase);

■ plamanul asigura, prin hematoza alveolara, cantitatea de oxigen.  

Indepartarea catabolitilor

Catabolitul cel mai important este CO₂.

El se elimina prin plamani, odata cu preluarea oxigenului (hematoza- pulmonara). Rinichii extrag, din plasma, majoritatea substantelor rezultate din catabolismul celular, excesul de apa si de ioni.

Dar, la nivelul tibilor renali, se reabsorb substante, care mai sunt utile, ca: glucoza, aminoacizii, apa si ionii necesari.

Celelalte (uree, creatinina), ajung in urina si sunt eliminate.

O mai mica parte, se elimina prin transpiratie, prin respiratie si prin materiile fecale.  

Reglarea armonioasa a functiilor organismului o asigura sistemul neuro- endocrin. Sistemul nervos este alcatuit, din trei parti, majore:

1. partea senzitiva care detecteaza starea organismului si a mediului exterior inconjurator, prin organele de simt: ochi, urechi, tegumente, etc.

2. partea integrativa (SNC) alcatuita din creier si maduva spinarii; creierul stocheaza, informeaza, analizeaza si elaboreaza, reactiile corespunzatoare, ca raspuns la senzatiile primite.

3. portiunea motorie transmite semnalele necesare, pentru inplinirea nevoilor si dorintelor organismului.

Sistemul autonom neurovegetativ opereaza, la nivel subconstient si controleaza functiile onganelor interne: inima, aparatul digestive, plamaniisi glandele secretorii. Reglarea endocrina o asigura hormonii celor 8 glande cu secretie interna. Acestia ajung, la celule, prin intermediul lichidului extracelular. Astfel, hormonii tiroidinei cresc ritmul reactiilor chimice de la nivelul tuturor celulelor. Insulina controleaza metabolismul glucozei, hormonii suprarenalelor controleaza metabolismul proteimelor si ionilor, hormonii paratiroidieni controleaza metabolismul mineralelor osului etc.

Sistemul nervos controleaza, mai ales, activitatea musculara si activitatea secretorie, sistemul hormonal, mai ales, functiile metabolice celulare.

Sistemele de control, ale organismului, cuprinde mii de sisteme. Astfel:

■ sistemul respirator, in asociere cu sistemul nervos si sistemul vascular, regleaza concentratia de O₂ si CO₂ din mediul intern (lichidul extracelular) ;

■ ficatul si pancreasul regleaza concentratia de glucoza; 

■ rinichiul regleaza concentratia in ioni de H₂, Na, K, fosfati si apa, etc. ;

■ sistemul baroreceptorilor, din peretii arterelor mari, din partea superioara a capului, mai ales bifurcatia carotidei si arcul aortic, regleaza presiunea arteriala.

De la acest nivel, pornesc stimuli catre bulbul rahidian (centrul vasomotor) care, prin intermediul sistemului simpatic, scade sau creste tonusul inimii si vaselor;

■ reglarea concentratiei de oxigen si CO₂ este bazata pe proprietatile hemoglobinei din eritrocite.

Hemoglobina se combina cu oxigenul, la plamani (alveole) dar nu-l elibereaza uniform, la tesuturi.

Daca, in lichidul extracelular, gaseste oxigen in exces, nu-l mai elibereaza.   Elibereaza, atat cat este necesar, pentru celula. Aceasta, este functia heoglobinei de tamponare a oxigenului. Dioxidul  de carbon este un excitant al centrului resirator, producand respiratii mai ample sau mai frecvente menite sa indeparteze excesul de CO₂ din sange, lichidul extracelular si celule.  

Au fost cateva exemple, care arata modul in care se asigura homeostazia sau limitele constantelor din lichidul extracelular, cu alte cuvinte, starea de sanatate.

Aceste limite sunt:

■Ph-ul, de 7, 4, nu suporta variatiuni, mai mari, de 0,5;  ■scaderea potasiului, cu 30%, duce la paralizie, prin blocarea transmisiilor impulsurilor nervoase; dublarea cantitatii, duce la depresia inimiisi chiar la stop cardiac; 

■scaderea calciului produce contractii tetanice, prin modificarea cronaxiei muschilor; 

■scaderea glucozei, la jumatate, produce iritabilitate si convulsii; ■cresterea temperaturii, cu 6- 7 grade, intensifica metabolismul pana la distrugerea celulelor;

■scaderea temperaturii (degeraturi) poate duce la cristalizareaapei, din tesuturi si cellule.  

Mecanismele de feed- back negativ stau la baza, majoritatii mecanismelor de control.

De exemplu: cresterea cantitatii de CO2 duce la cresterea ventilatiei pulmonare care duce la scaderea cantitatii de CO₂.   Adica, daca un factor devine excesiv deficitar, sistemele initiaza un feed- back negative care il readuce, la normal.

Fiecare celula beneficiaza de homeostazie si contribuie la mentinerea acesteia.  

Atunci, cand un sistem cedeaza, automatismul se defecteaza homeostazia se strica si apare boala (in cazurile moderate) sau moartea (in cazurile extreme).

Principalele substante, din care isi extrag energia celulele, sunt glucidele, lipidele, proteinele, sarurile minerale si vitaminele.

Practic mai inainte de a ajunge la nivelul celulelor, aceste substante sunt convertite, tn molecule mai mici. Glucidele in glucoza, proteinele in aminoacizi si lipidele in acizi grasi. In iteriorul celulelor, acestea reactioneaza chimic cu oxigenul, sub influenta unor enzime care controleaza aceste reactii si canalizeaza energia rezultata, in directiile corespunzatoare. Majoritatea reactiilor de oxidare au loc in mitocondrii. Mitocondriile, din citoplasma celulelor, sunt denumite "uzinele energetice ale celulei". Energia eliberata prin oxidare este folosita pentru formarea ATP (adenozintrifosfat) care este un nucleotid compus din adenina (substanta azotata), pentoza (substanta glucida), riboza si 3 radicali fosfati.

Acest ATP, se afla la baza celor trei functii majore ale celulei:  

1. transportul de membrana al ionilor de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, fosfat, clor, hidrogen, urati etc.; 

2. biosinteza unor substante care necesita energia, pe care o furnizeaza ATP; aceste substante sunt proteine, fosfolipide, colesterol, purine etc. ; 

3. furnizeaza energia necesara contractiei musculare (activitatea mecanica a celulei).  

ATP- ul este, permanent disponibil, pentru a elibera energia, aproape exploziv, atunci cand celula are nevoie. Peste 95%, din ATP, este produs in mitocondrii, locul in care sunt descompuse substantele alimentare ajunse in celula.  

Genele asigura transmiterea caracterelor de la parinti la copii. Dar, genele controleaza si inmultirea precum si activitatea zilnica a fiecarei celule. Ele comanda sintezele enzimelor celulare si a celorlalte substante ca si formarea de elemente structurale. Fiecare gena este un acid nucleic, numit ADN (acid dezoxiribonucleic) care controleaza sinteza altui acid nucleic care este ARN (acid ribonucleic) care este prezent in citoplasma.  

Pentru sinteza, unei singure proteine celulare, exista o anumita pereche de gene iar o celula umana poseda peste 100.000 de perechi de astfel de gene.