2.2. Интерстициальное пространство и микросреда клеток


Интерстициальное пространство. Коллаген

Интерстициальное пространство представляет собой сеть коллагеновых и эластических волокон, ячейки которой заполнены гелеобразным веществом, состоящим из белков, полисахаридов типа гликозаминогликанов-гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфатов А, В и С, минеральных солей и воды. Коллаген — это белковые волокна, образуемые фиброцитами соединительной ткани. Масса коллагеновых волокон очень велика и составляет порядка 6% массы тела, а обшая поверхность волокон превышает миллион квадратных метров. Такая структура сети создает своеобразную коллагеновую «губку», способную накапливать воду и электролиты, особенно натрий. Свя­зывание воды и электролитов коллагеном увеличивается при появ­лении в интерстициальном пространстве избытка Н-ионов, напри­мер, молочной кислоты. Полисахариды типа гликозаминогликанов синтезируются фибробластами, что обеспечивает постоянство отри­цательных зарядов (анионов) в интерстиции. Активирует синтез гли­козаминогликанов инсулин, подавляют — катехоламины, а тиреоидные  гормоны  способствуют катаболизму этих полисахаридов.

Мукопротеины и Гликопротеины

Белки и полисахаридные анионы образуют в интерстиции ком­плексы, называемые мукопротеины и гликопротеины. Указанные компонен­ты формируют коллоидную или гелеподобную фазу интерстиция, которая способна связывать воду и набухать, благодаря высокой гидрофильности, или освобождаться от воды под влиянием местно действующих ферментов и биологически активных веществ (гиалуронидаза, гепарин, гистамин и др.), как бы передавая воду следу­ющим ячейкам основного вещества. Таким образом, эта фаза меж­уточного вещества осуществляет избирательно замедленный транс­порт микромолекул,  поступивших  в интерстициальное  пространство.

Эта фаза способна также замедлять продвижение молекул с увели­чением их массы, что ограничивает транспорт крупномолекулярных белков, поступивших в интерстииий из крови или клеток. Вторая фаза — водная, в виде тонких «каналов» вдоль фибриллярных во­локон, обеспечивает свободный транспорт микромолекул. В обеих фазах интерстициального пространства содержится много воды. В общем, у человека массой 70 кг в интерстициальном пространстве содержится в среднем 10,6 л жидкости. Электролитный состав тка­невой  жидкости  приведен  в  табл.2.1.

Вода интерстициального пространства постоянно обменивается с плазмой крови кровеносных капилляров. В артериальной части ка­пилляра гидростатическое давление крови превышает онкотическое давление белков плазмы, гидростатическое давление тканевой жид­кости и вода фильтруется через гистогематический барьер в интерстициальное пространство. К венозному концу капилляра гидроста­тическое давление крови снижается, из-за выхода воды в ткань несколько повышается концентрация белков в плазме и онкотичес­кое давление становится выше гидростатического, что обеспечивает обратное  поступление  воды  из тканей  в кровь  (рис.2.4.).

Рис.2.4. Роль гидростатического давления крови в транскапиллярном обмене воды. Арт. и Вен. — артериальный и венозный участки капилляра. Стрелки показывают направление и интенсивность движения воды.
Рис.2.4. Роль гидростатического давления крови в транскапиллярном обмене воды. Арт. и Вен. — артериальный и венозный участки капилляра. Стрелки показывают направление и интенсивность движения воды.

Меньшие концентрации белка в интерстициальном пространстве обуславливают и меньшие величины онкотического давления. Давление тканевой жидкости широко варьирует от -6 до +12 мм рт.ст. Вели­чина этого давления, в основном, характеризует водную фазу интерстициального пространства и зависит от ряда причин — скорости фильтрации воды из кровеносных капилляров, количества воды, свя­зываемой коллоидной фазой, скорости оттока воды в лимфатические капилляры. В свою очередь давление в интерстициальном простран­стве   определяет  интенсивность  фильтрации  воды   и  лимфооттока.

Фибробласты и Фиброциты

Интерстициальное пространство содержит ряд клеток соедини­тельной ткани — фибробласты и фиброциты, мастоциты или тучные клетки, макрофаги и лимфоциты. Эти клетки регулируют состояние интерстициального пространства, микросреды клеток, кровеносных и лимфатических капилляров, благодаря образованию биологически-активных веществ — ферментов, гепарина, биогенных аминов. Соб­ственно процессы метаболизма интерстициального пространства про­текают в микроячейке: фиброциты, фибробласты, мастоциты — ос­новное вещество — коллагеновые волокна (коллоидная фаза) — вода и электролиты (водная фаза). Клетки интерстициального простран­ства  осуществляют фагоцитоз,  участвуют в  механизмах иммунитета.

Микросреда клеток

Микросредой клеток называют часть внеклеточной внутренней среды или интерстициального пространства, непосредственно приле­гающую к поверхности клеток. Это своего рода «атмосфера» клетки, имеющая очень малую толщину (порядка 20 нм), но играющая основную роль в обмене веществ через мембрану клетки. Состав и свойства микросреды клеток во многом одинаковы с интерстициальным пространством, поскольку обмен между ними происходит путем простой диффузии. Вместе с тем, если интерстициальное пространство в большей мере связано с транспортом веществ из крови, то микросреда клеток в большей мере связана с метаболи­ческими процессами в клетках. Транспорт веществ во внутренней среде организма может осуществляться по следующим путям: кровь — интерстициальное пространство — лимфа — кровь; кровь — интерстициальное пространство — микросреда клеток — клетки; клетка — микросреда клетки — интерстициальное пространство — кровь  (или лимфа  —  кровь).

Микросреда клеток, хотя и сообщается с общим интерстициальным пространством, являясь его частью, тем не менее ее состав должен отличаться, поскольку узкие межклеточные пространства имеют более высокую концентрацию молекул, что существенно за­трудняет диффузию.

Обмен между микросредой клеток и общим интерстициальным пространством происходит, в основном, за счет «конвективного» транспорта (т.е. перемещения воды и молекул под влиянием гради­ентов сил гидростатического, онкотического и осмотического давле­ний, электростатических и электрокинетических потенциалов). Кле­точная микросреда богата продуктами метаболизма клеток и протеолиза отмерших структур. Полисахариды в этой околоклеточной мик­росреде образуют гликокалике, располагающийся на поверхности клеточной мембраны и существенно замедляющий процессы диффу­зии в клетку и из клетки. Гликокаликс участвует в трансмембран­ном обмене ионов, явлениях адгезии (прилипания) между клетками, процессах тканевой дифференцировки, функционирования базальных мембран,  иммунологических реакциях.

В микросреде клеток могут накапливаться аминокислоты и жир­ные кислоты, формируя тем самым резервный фонд, необходимый для пластических и энергетических процессов в клетке. Микросреда служит пространством переноса медиаторов и гормонов, тем самым активно участвуя в процессах регуляции клеточных функций и ме­таболизма. Изменение свойств микросреды клеток меняет концентрацию или время нахождения этих гуморальных регуляторов у рецепторов клеточной мембраны, что ведет к изменению выраженнос­ти и длительности регуляторного влияния, а следовательно, и эффективности регуляции,  как таковой.

Мембрана клеток способна фиксировать не только ферменты микросреды, но и циркулирующие во внутренней среде антигены. Поэтому микросреда клеток является важнейшим участком развер­тывания процессов иммунитета.

Иисус Христос объявил: Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь. Кто же Он на самом деле ?

Жив ли Христос? Воскрес ли Христос из мертвых? Исследователи изучают факты

РЕКЛАМА