Внутренней средой для всех органов и тканей сложного животного организма является кровь. Как известно, в процессе жизнедеятельности организма химический состав крови меняется очень мало; мало изменяются ее физиологические и биологические свойства. Знаменитый французский физиолог XIX в. Клод Бернар говорил, что «постоянство внутренней среды — условие свободной жизни». Он считал, что жизнь всего организма, равно как и отдельных его органов, зависит от постоянства состава крови. Целый ряд органов и физиологических систем участвует в регуляции состава крови. Кожный покров, пищеварительный тракт, дыхательный и выделительный аппараты сохраняют состав крови от неожиданных и иногда несовместимых с жизнью колебаний. Но в сложных животных организмах клетки органов не соприкасаются с кровью. Для каждого органа существует своя собственная интимная среда, так называемая тканевая или межклеточная жидкость, которую академик Л. С. Штерн называет непосредственной средой органа, а американский ученый Чирджи — его микросредой. Клетки как бы погружены в эту среду. Из нее они черпают необходимые для их жизнедеятельности питательные вещества, ей отдают продукты своего обмена.

В лекциях, прочитанных студентам Военно-медицинской академии почти сорок лет тому назад, И. П. Павлов следующим образом сформулировал свое представление о внутренней среде: «…в щелях соединительной ткани, в которых лежат специальные элементы различных органов, и берут начало лимфатические сосуды. Здесь имеется лимфатическая жидкость, окруженная этими специальными элементами, так что выходит, что жидкость, находящаяся в этих щелях, есть среда, в которой живут специальные элементы. С этой жидкостью к элементу подходят нужные ему вещества, в эту же жидкость элемент отдает те вещества, которые являются продуктами его разложения. Вы видите, что это та жидкая среда, в которой постоянно живут специальные элементы тела.

В ной они живут, от нее получают различные вещества и в нее отдают ненужные остатки. Жидкость эта называется лимфой. Здесь ее вернее назвать тканевой жидкостью, лимфой же лучше называть ту жидкость, которая идет из этих же щелей, но уже в самых лимфатических сосудах. Это потому, что, как вам понятно, в этой тканевой жидкости живут элементы различного состава, выполняющие различные функции, и если вы возьмете, например, мышечную клетку, то она берет из этой жидкости другие вещества, чем, например, печеночная клетка, и, понятно, что тканевая жидкость должна быть чрезвычайно разнообразна в различных частях тела»[10].

У сложных многоклеточных организмов обмен с окружающей средой совершается через внутреннюю среду организма. Для клеток она является как бы внешней средой, из нее отдельные ткани и органы извлекают необходимые для их существования материалы, в нее продукты выделяют свой обмен.

Благодаря постоянству внутренней среды (постоянству, конечно, не абсолютному, а в достаточной степени относительному, ибо в живом организме нет и не может быть абсолютного постоянства, как и не может быть абсолютно никогда не меняющегося равновесия), человек имеет возможность переходить из одного внешнего окружения в другое, подниматься на высокие горы и опускаться на дно моря, стоять у раскаленного горна, погружаться в холодную воду, жить в Арктике и на экваторе.

Изменение внешней среды в определенных границах почти не отражается на составе и свойствах внутренней среды организма.

На любые нарушения химического состава, физических и биологических свойств внешней среды одноклеточные животные отвечают либо движением, либо изменением формы и т. д. Раздражение, воспринятое клеткой, вызывает возбуждение, которое приводит в конечном счете к двигательной реакции. Клетка отвечает на раздражение всей своей поверхностью или отдельными точками. Воспринимающая, или рецептивная (от латинского слова recipio — принимаю, воспринимаю) поверхность ее тесно связана с реагирующим веществом клетки.

Клод Бернар

Иначе обстоит дело с многоклеточными организмами. Даже у самых простых животных существуют специальные образования, задача которых сигнализировать обо всех изменениях во внешней и внутренней среде. В процессе эволюции эти воспринимающие, чувствительные, или рецептивные клетки под непрерывным воздействием внешней среды приобрели специфические, им одним свойственные качества. Одни из них стали отвечать на световые раздражения, другие — на звуковые, третьи — на вкусовые и т. д.

Постепенно, в течение многих тысячелетий, у животных совершенствовались органы чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния). Эти органы связаны с центральной нервной системой особыми нервами (зрительными, слуховыми, обонятельными), по которым раздражения, возникающие в воспринимающих клетках, передаются в головной мозг.

В основе жизнедеятельности сложного организма лежит, как уже указывалось, рефлекторный акт.

Образования, воспринимающие раздражения из внешней и внутренней среды, носят название рецепторов.

Каждый рецептор воспринимает только определенные раздражения. Рецепторы уха возбуждаются звуковыми волнами и не реагируют на свет или запах. Специфическим раздражением для глаза является свет, для органов обоняния — запах. При раздражении теми или иными химическими веществами вкусовых сосочков языка возникает вкусовое ощущение.

Каждое из перечисленных раздражений действует на определенные рецепторы и вызывает характерное для данного рецептора ощущение. Свет для глаза, звук для уха, запах для носа принято называть адекватными раздражителями.

Ощущение света можно получить при механическом или электрическом раздражении глаза, ощущение звука при пропускании через ухо электрического тока, вкусовое ощущение при электрическом раздражении языка и т. д. Однако эти реакции резко отличаются от нормальных физиологических ощущений. Они возникают обычно лишь при очень сильных раздражениях и по своему характеру отличаются некоторой примитивностью. Вызывающие их раздражения носят название неадекватных.

Чувствительность рецепторов не всегда одинакова. В некоторых случаях она повышается, в некоторых падает. Любое воздействие на организм может изменить чувствительность рецепторного аппарата. Особый интерес представляет способность рецепторов приспособляться к силе раздражителя, т. е. адаптироваться.

В комнате свет потушен. Глаза ничего не различают в темноте, и вы ориентируетесь лишь ощупью. Но проходит несколько минут и кажется, что в комнате не так уж темно, как казалось вначале. Кое-что удается разглядеть и в беспросветной, казалось бы, темноте. Ваши глаза привыкли к отсутствию света, адаптировались. Они начали что-то различать. Чувствительность сетчатки повысилась во много тысяч раз. Вы начали видеть, несмотря на отсутствие света.

Возьмем другой случай. На кухне утекает газ. Вы входите с улицы в квартиру и сразу ощущаете характерный запах. Но те, кто находились все время на кухне, запаха не ощущают. Рецепторы обоняния приспособились к запаху, адаптировались и перестали на него реагировать.

Рецепторы имеют различное строение. На рис. 3 представлены сильно увеличенные рецепторы кожи, воспринимающие разнообразные раздражения, падающие на них из внешней среды. Наиболее распространенным видом рецепторов являются свободные нервные окончания, образующие густую сеть в поверхностных слоях кожи, в слизистых оболочках и в роговице. Они встречаются также в кровеносных сосудах и во всех внутренних органах, образуя большую группу так называемых интерорецепторов (рис. 3, 1). Эти нервные окончания, которым большинство исследователей приписывает восприятие болевого раздражения, никогда не проникают внутрь клеток, а лежат на их поверхности. Особенно богата ими роговица глаза, где боль является основным и единственным восприятием.