Интерстициальное пространство

- Мы подошли к очень важной теме физиологии, а потому сначала подготовимся к её рассмотрению. Возьмём блюдце и ставим его на стол. В блюдце кладём мочалку. Затем от капельницы отрезаем трубочку, по длине мочалки. Эту трубочку мы по всей длине протыкаем шилом, делаем множественные маленькие отверстия. А серединку трубочки отмечаем маркером. И кладем трубочку на мочалку.
- Что у нас получилось?
- Блюдце – это поверхность клетки. Мочалка – это интерстициальное пространство. А трубочка с отверстиями – это капилляр.
Клетка — это потребитель пищи, поступающей из капилляров, тезис и антитезис. А интерстиций – это синтезис, та третья позиция, где происходит непосредственный процесс обмена между клетками и капиллярами.
- Но почему для демонстрации интерстиция мы выбрали именно мочалку? – спросите Вы.
- Потому что интерстиций – это своеобразная коллагеновая губка, которая накапливает в себе воду и растворенные в ней вещества. В основном электролиты, и особенно натрий. Потому я и взял для примера мочалку.
Структура интерстиция – это сеть коллагеновых и эластичных волокон, заполненных гелеобразным веществом.
- Эластические волокна – это понятно, они эластичны. А что такое коллагеновые волокна?
- Коллаген – это белковые волокна, образуемые фиброцитами соединительной ткани. Их очень много в нашем теле. Общая их масса составляет 6% от всей массы нашего тела.
- Вот так, они очень важны. Как важен сам интерстиций. Ведь он есть то поле влияния, где происходит обеспечение клеток всем необходимым. А также вся регуляция их функционирования!
- А из чего состоит гелеобразное вещество интерстиция? – вот следующий логичный вопрос.
- В интерстициальном пространстве находятся, прежде всего, белки и полисахариды, также минеральные соли и конечно же – вода.
- Без воды – и ни туды, и ни сюды…
- И воды в интерстиции тоже много. Как в нашем теле 6% массы отдано коллагену, так, к примеру, у 70 килограммового человека в интерстиции находится примерно 10 л воды!
- Впечатляет?
- Ещё одно подтверждение важности интерстиция для нашего с Вами функционирования, как живых самоорганизованных систем.
Вот мы сейчас рассмотрели общую суть интерстиция, а теперь разберёмся в его двух функциональных фазах: коллоидной и водной.

Две фазы интерстиция

- Для понимания двух фаз транспорта в интерстиции представьте себе дорогу с тротуаром. По тротуару идут пешеходы, а по дороге движутся автомобили.
Тротуар – это узкий свободный канал вдоль фибриллярных волокон, по которому проходит свободный транспорт микромолекул.
- Люди передвигаются свободно, легко и без препятствий. Это и есть водная фаза интерстиция. Люди, пешеходы – это микромолекулы интерстиция. А вот для переноса больших макромолекул есть гелеобразная, коллоидная фаза.
- Дорога, где ездят автобусы, перевозящие группы людей. Группы людей – в нашем случае это макромолекулы, в основном муко- и гликопротеины.
- Что это такое?
- Муко- и гликопротеины – это комплексы, образованные из белков и полисахаридных анионов. Полисахариды синтезируются фибробластами, что обеспечивает постоянство отрицательных зарядов, анионов, в интерстиции.
И это постоянство анионов регулируется специальными веществами: инсулин – активирует синтез гликозаминогюканов, кателамины – подавляют этот синтез, а тиреоидные гормоны способствуют катаболизму этих полисахаридов. Так регулируется постоянство коллоидной фазы интерстициального пространства.
- Водная фаза – текуча, а гелевая – вязкая, имеет высокую гидрофильность, что значит способна связывать воду и набухать. А также освобождается от воды под влиянием местно действующих ферментов и биологически активных веществ.
- Для чего служит эта регуляция?
- Такой механизм чередования набухания с обезвоживанием похож на последовательную передачу воды следующим ячейкам. Подобно тому, как автобус подъехал к одной остановке, забрал людей и перевез их к следующей остановке. Такой манипуляцией с передачей воды осуществляется избирательно-замедленный транспорт молекул, поступающих в интерстиций. И чем выше масса молекул, тем медленнее их продвижение.
- Чем больше загружен автобус людьми, тем медленнее он едет. Этот механизм ограничивает транспорт крупномолекулярных белков, поступающих в интерстиций из крови, либо из клеток.
- Заметьте: и из крови, и из клеток. Два направления.

Транскапиллярный обмен воды

- Вода постоянно движется. Из интерстиция в капилляры, из капилляров – в интерстиций. И это передвижение воды имеет свой порядок. Для объяснения этого процесса нам и понадобится трубка от капельницы с узенькими дырочками, проделанными с одинаковым интервалом по всей длине.
- Теперь условно делим эту трубку на две равные части. Одна её половина – это артериальная часть капилляра, другая половинка – это венозная часть капилляра.
- Выход и вход воды в капилляр.
- Действительно, в артериальной части капилляра гидростатическое давление крови превышает онкотическое давление белков плазмы, а также гидростатическое давление тканевой жидкости интерстиция. А потому?
- Потому вода продавливается сквозь отверстия капилляра и поступает из капилляра в интерстиций.
- До тех пор, пока давление воды в артериальной части капилляра не станет равным давлению воды в тканевой жидкости интерстиция. Это выравнивание случится примерно на середине нашей трубки.
- Там и заканчивается артериальная часть капилляра. И начинается его венозная часть.
К венозному концу капилляра гидростатическое давление крови снижается, а уровень онкотического давления поднимается выше гидростатического.
- И происходит обратное поступление воды из тканей в кровь.
- Вот так и происходит обмен водами. Так в интерстиций поступает вода, а также все необходимые питательные вещества. При помощи этого же механизма происходит и отведение из интерстиция всех отработанных веществ или секретов.
Это водная фаза интерстиция, о которой мы уже говорили. И эта фаза зависит от ряда факторов: скорости фильтрации воды из капилляров, количества воды, связываемой коллоидной фазой, а также от скорости оттока воды в лимфатические капилляры.
- Лимфатические капилляры, еще один элемент нашей конструкции.
Ведь существует ещё и лимфатическая система, выходящая из интерстиция. Но о ней разговор отдельный. Сейчас подведем итог, чтобы вам четко представилась сама суть обмена между кровью и клетками.
- Итак, городской вокзал, куда стекаются люди с разных направлений. Вокзал – это наш капилляр. Есть выходные двери из Вокзала – это артериальная часть капилляра.
Вещества выходят через этот выход на Привокзальную площадь и, кто пешком по тротуару (водная фаза), а кто садится в транспорт (коллоидная фаза), движутся к Рыночной площади.
Рыночная площадь – это микросреда клеток, где осуществляются все главные процессы обмена с клеткой.
Продав свой привезенный товар и прикупив себе необходимое (обмен), многие возвращаются обратно на Вокзал, опять-таки, кто пешком, кто на транспорте (наша водная и коллоидная фаза). Еще часть из них спускаются в Метро (лимфатическая система) и едут в город (лимфокапилляры).
Те из них, кто вернулся на Вокзал, входят внутрь Вокзала уже через Входные двери (венозная часть капилляра).
Ну как, Друзья?
Включайте воображение и смотрите мультик о Вокзале, Привокзальной площади, Рыночной площади и станции Метро…
Вокзал – это кровеносный капилляр.
Привокзальная площадь – это интерстиций.
Рыночная площадь – это микросреда клеток.
Метро – лимфатическая система.
Вообразите себе жизнь этих мест – и более понятным станет для вас и жизнь клеток в межклеточном пространстве.

КЛЕТКИ ИНТЕРСТИЦИЯ

- В прежнем ролике мы рассмотрели принцип работы интерстициального пространства. Но как в нем регулируются процессы?
- Состояние интерстиция, кровеносных и лимфатических капилляров, а также микросреды клеток, о которой разговор впереди, регулируются благодаря биологически активным веществам.
Это ферменты, гепарин, биогенные амины. А образовываются они в специальных клетках, которые находятся в интерстиции.
- Какие это клетки?
- Это ряд клеток соединительной ткани: фибробласты и фиброциты, мастоциты, макрофаги и лимфофаги. Эти клетки, прежде всего, осуществляют фагоцитоз.
- Помните пример с Вокзалом и Рынком? Клетки интерстиция – это полиция, задерживающая подозрительных людей, которые с Вокзала направляются к Рынку.
А ещё эти клетки участвуют в механизмах иммунитета, уже арестовывая социально опасных и вовремя выявленных полицией особей.
Таким образом клетки интерстиция выполняют роль как регуляторов процесса внутри интерстиция, так и защитников от опасных агентов, проникающих извне.

МИКРОСРЕДА КЛЕТОК

- Микросреда клеток – это прилегающий к мембране клетки слой толщиной примерно 20 нм. И этот слой служит для обеспечения метаболических процессов в клетке, а также для примыкания к соседним клеткам.
- Это тоже часть интерстиция. Это непосредственно Рыночная площадь, на которую из клеток-домиков выходят агенты, чтобы вынести из дома все отходы и закупить новые необходимые вещества.
- А доставляется все на нашу Рыночную площадь из интерстиция… А в интерстиций — из крови…
Главной задачей интерстиция есть транспортировка веществ. Но направлений этого транспорта несколько. Внимательно слушайте.
Направление первое: кровь – интерстиций – лимфа – кровь.
А значит: не доходя до Рыночной площади, до микросреды.
- Если на пути к Рынку полиция поймала преступника, зачем он на Рынке? Его арестовывают и отправляют в лимфу, чтобы обезопасить кровь от вредных элементов. А то, что прошло контроль и признано неопасным, отправляется по следующему направлению: кровь – микросреда клеток – интерстиций – кровь. Это в том случае, если из домов не вынесли на Рынок вредные и опасные вещества.
- А если такие вещества вынесли из клеток?
- Тогда они должны быть направлены в лимфу, и тогда будет ещё одно направление транспорта: клетка – микросреда клеток – интерстиций – лимфа – кровь.
- Все понятно? Но пока нам не ясна сама микросреда клеток. Как она функционирует?
- Прежде всего в этом тонком слое – более высокая концентрация молекул, чем в интерстиции. А потому, естественно, диффузия здесь затрудняется: непросто протиснуться в плотной массе.
Как и бывает на Рынке в базарный день…
- Да, рынок и есть место обмена товарами и деньгами. А в микросреде клеток этот обмен осуществляется за счет перемешивания воды и молекул под влиянием градиентов сил гидростатического, осмотического и онкотического давлений, а также электропотенциалов.
Движение жидкостей и токов…
- Точно так, как на Рыночной площади. Есть люди-агенты покупающие товар, есть столики с продавцами и есть ящики с различными товарами. Ящики с товарами – это продукты метаболизма клеток, все нужное и уже ненужное для них. Покупатели и продавцы – это транспортные вещества.
А столики – это гликокаликс, слой, располагающийся на поверхности клеточной мембраны и замедляющий процессы диффузии в клетку и из неё…
- Из чего состоит этот слой?
- Гликокаликс – это полисахариды, которые имеют важное значение для процессов обеспечения жизнедеятельности клетки. Это, как одежда для человека, которая многофункциональна.
- Какие функции выполняет этот слой полисахаридов?
- Прежде всего – участие в трансмембранном обмене ионов. Также – участие в явлениях адгезии. Адгезия – это явление склеивания между клетками, чтобы они держались друг друга. Также гликокаликс участвует в процессах тканевой дифференцировки.
В узкой специализации клеток, я бы сказал. В их специфических видоизменениях. Также в функционировании базальных мембран, о которых поговорим позже. А в скором времени рассмотрим его участие в иммунологических реакциях… Вот я и рассказал о важности гликокаликса как части микросреды.
- А ещё важно знать о продуктах метаболизма, накапливающихся в микросреде клеток.
Создается своеобразный «резервный фонд», состоящий из накапливаемых в микросреде аминокислот и жирных кислот.
Также микросреда – это пространство переноса медиаторов и гормонов, которые участвуют в процессах регуляции клеточных функций и метаболизма.
- Соответственно, изменение свойств микросреды может влиять на эффективность этой регуляции.
Потому важно поддерживать постоянную чистоту всего интерстиция, чтобы все процессы проходили так, как нужно для организма. В первую очередь для здорового функционирования клеток и составленных из них тканей. Эту тему мы с Вами скоро изучим глубже. А сейчас к сказанному добавлю еще одну важную деталь: в микросреде разворачиваются важные процесса иммунитета! А мембраны клеток фиксируют снаружи не только элементы микросреды, но и антитела, циркулирующие в интерстиции.
Уже не далеко на очереди и тема иммунитета. Потому старайтесь освоить этот материал и ожидайте новых интересных и важных для практического использования тем.