Однако понятие о внутренней среде не исчерпывается одной лишь кровью. Понадобилось немало лет для доказательства, что в сложных организмах клетки органов не только не соприкасаются с атмосферным воздухом, но и не омываются кровью. В нормальных условиях эта жидкая ткань не покидает пределы кровеносной системы, не выливается из капилляров в межклеточные пространства. Природа мудро поставила преграду между нею и клетками.
Несмотря на совершенную, четко организованную систему регуляции состава крови, в ней могут возникнуть и неизбежно возникают то кратковременные, то затяжные колебания, опасные для нормального существования клеток. Постоянство состава крови оказалось недостаточным для клеток внутренних органов, особенно для нервных клеток мозга, которые могут существовать лишь при очень устойчивом режиме.
Для каждого органа организовалась собственная интимная среда, так называемая тканевая или межклеточная жидкость. Она образуется из крови, но отделена от нее особыми сложными образованиями, получившими название тканевых барьеров. Любой орган, будь то мозг, печень или почки, имеет свою микросреду, нечто вроде микрорайона со своим микроклиматом. Ученые назвали ее непосредственной средой органов и тканей.
Из этой среды черпают клетки необходимые для их жизнедеятельности питательные вещества, ей отдают продукты своего обмена. В том крошечном мирке, который окружает клетку, недопустимы бури и катастрофы, неожиданные изменения, непредвиденные сдвиги. Здесь царит относительный покой, залог «свободной», т.е. в какой-то мере независимой от внешних воздействий, жизни.
Пусть меняются условия окружающего мира, пусть повышается и падает температура воздуха, колеблется атмосферное давление, нарастает влажность, усиливается радиация — во внутренней среде организма, к которой относится и микросреда органов и тканей, все остается на одном уровне.
Постоянство внутренней среды, конечно, не представляет собой какую-то абсолютную величину. Оно в достаточной степени относительно, ибо в живом организме нет и не может быть неколеблющегося равновесия. Для живой системы равновесие смертельно. Жизнь — это отрицание неподвижного, застывшего равновесия. Состав и свойства внутренней среды постепенно меняются, сдвигаются и снова приходят к некоторой средней величине. Но эта средняя сохраняется на каком-то определенном уровне, и колебания ее совершаются в наиболее благоприятных для жизни границах. Благодаря устойчивости состава своей внутренней среды, человек может переходить из одного внешнего окружения в другое. Он сохраняет эту устойчивость в Арктике и на экваторе, на дне океана и в стратосфере, на вершине Эльбруса и у берега моря. Извне и изнутри на организм постоянно действуют разнообразные «возмущающие» факторы. Прием пищи, время дня и ночи, атмосферное давление, различные внешние раздражители (например свет, звуки, запахи) неизбежно вызывают характерные сдвиги в составе и свойствах крови и тканевой жидкости. Но эти сдвиги, благодаря мощной системе регулирующих приспособлений, тут же сглаживаются, выравниваются, иногда предупреждаются.
Как указывает У. Кеннон, организм отличается необычайной стабильностью, несмотря на то что состоит из крайне неустойчивых и чувствительных к различным воздействиям элементов. Вся его жизнедеятельность протекает на определенном практически неизменном уровне. Отдельные части нашего тела устойчивы потому, что постоянна окружающая их жидкая основа (fluid matrix). Это постоянство регулируется автоматически. Поскольку состав и свойства внутренней среды организма однородны и противостоят более или менее значительным колебаниям, отпадает необходимость в бесчисленных специальных приспособлениях, поддерживающих устойчивую деятельность отдельных органов и физиологических систем. Поэтому постоянство внутренней среды следует рассматривать как чрезвычайно экономичное устройство.
Гомеостаз
Уже не один десяток лет крылатая фраза Клода Бернара — «Постоянство внутренней среды организма — залог его свободной и независимой жизни» — является источником почти необозримого числа экспериментальных исследований и теоретических обобщений. Но лишь с конца 20-х годов нашего столетия после того, как Кеннон сформулировал свое представление о гомеостазе, проблема постоянства внутренней среды организма приобрела не только общебиологическое и медицинское, но и глубокое философское звучание.