第三节 人体的功能与内环境

成人液体约占身体重量的60%。体内的液体称为体液（body fluid），按其分布可分为两部分：约2/3的体液（约占体重的40%）分布在细胞内，称为细胞内液（intracellular fluid）；其余1/3的体液（约占体重的20%）分布在细胞外，称为细胞外液（extracellular flu-id）。细胞外液的1/4（约占体重的5%）分布在心血管系统的管腔内，也就是血浆；其余3/4（约占体重的15%）分布在全身的组织间隙中，称为组织液（interstitial fluid）。人体的绝大多数细胞并不直接与外界环境接触，而是浸浴在细胞外液之中，因此细胞外液是细胞直接生活的环境。法国生理学家Claude Bernard首先提出了内环境（internal environment）的概念，即细胞外液是细胞在体内直接所处的环境。以区别于整个人体所处的外环境。

细胞外液和细胞内液的成分有很大的差别（见第三章）。细胞膜的结构以及细胞膜上的特殊的蛋白质分子的功能对于维持细胞外液和细胞内液成分的差别起着重要的作用（见第二章）。细胞外液中含有较多的钠、氯、碳酸根离子以及细胞所需的养分，如氧、葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等，还含有CO2及其他细胞代谢产物。细胞通过细胞膜与细胞外液之间发生物质交换：从细胞外液摄取氧和其他营养物质，同时将CO2和其他代谢产物排入细胞外液。细胞外液在体内不断地流动。血浆与血细胞一起构成血液，在心血管系统内不停地循环；组织液则通过毛细血管壁以扩散等方式与血浆发生物质交换（见第四章）。

内环境的各种成分及其物理、化学性质是保持相对稳定的，称为内环境的稳态（homeostasis）。所谓保持相对稳定或稳态，是指在正常生理情况下内环境的各种理化性质只在很小的范围内发生变动。例如，血浆pH值维持在7.4左右，等等。临床上给病人做各种实验室检查，也就是检测有关的生理指标是否在正常变动范围之内，或者偏离正常范围有多远。在高等动物中，内环境的稳态是细胞维持正常生理功能的必要条件，也是人体维持正常生命活动的必要条件。

内环境的稳态，并不是说内环境的理化性质是静止不变的。相反，由于细胞不断进行代谢活动，就要不断地与细胞外液发生物质交换，因此也就会不断地扰乱或破坏内环境的稳态；另外，外界环境因素的改变也可影响内环境的稳态。体内各个器官、组织的功能往往都是从某个方面参与维持内环境的稳态的。例如，肺的呼吸活动可从外界环境摄取细胞代谢所需的O2，排出代谢产生的CO2，维持细胞外液中O2和CO2分压的稳态；胃肠道的消化、吸收可补充细胞代谢所消耗的各种营养物质；肾脏的排泄功能可将多种代谢产物排出体外；血液循环则能保证体内各种营养物质和代谢产物的运输。身体各个器官系统正常功能活动的综合，使内环境的各种理化性质维持相对稳定。

总之，内环境稳态的维持是各种细胞、器官的正常生理活动的结果；而反过来，内环境的稳态又是体内细胞、器官维持正常生理活动和功能的必要条件。细胞外液的各种成分在正常生理状态下都保持在一定的水平，其变动范围很小。内环境的各种理化性质的变动如果超出一定的范围，就可能引起疾病；反过来，在疾病情况下，细胞、器官的活动发生异常，内环境的稳态就会受到破坏，细胞外液的某些成分就会发生变化，超出正常的变动范围。现在，关于稳态的概念已经被用于泛指体内各个水平上的生理活动在神经、体液等因素调节下保持相对稳定和相互协调的状况。

在各种病理情况下，内环境的理化性质偏离正常，而人体一些细胞和器官的活动可发生代偿性的改变，使改变了的内环境理化性质重新恢复正常。如果器官、细胞的活动改变不能使内环境的理化性质恢复正常，甚至更加偏离正常水平，则细胞和整个人体的功能就会发生严重障碍，甚至死亡。有关在各种病理情况下人体的细胞、器官功能所发生的变化的知识，就形成为了病理生理的内容。