Григорий Кассиль - Внутренняя среда организма

• Название: Внутренняя среда организма
• Автор: Григорий Кассиль
• Издательство: Наука
• Жанр: Медицина
• Год: 1983

Книга посвящена одной из важнейших и наиболее плодотворных идей современной биологии и медицины — проблеме внутренней среды организма (крови, лимфы, тканевой жидкости). В ней рассматриваются различные стороны значения внутренней среды для жизнедеятельности клеток, тканей, органов, целостного организма, процессы ее формирования, механизмы образования и роль в осуществлении физиологических и биохимических процессов. Большое внимание уделено проблеме гомеостаза (постоянства состава и свойств внутренней среды и устойчивости основных физиологических функций), нейро-гуморально-гормонально-барьерным взаимоотношениям в живых системах, стрессу, боли и т. д. Второе издание книги значительно переработано и дополнено новыми данными, полученными в ряде отечественных и зарубежных лабораторий, а также в лаборатории, руководимой автором. Широко представлены материалы о роли внутреннее среды при физических нагрузках и при напряженной спортивной деятельности, намечены пути управления ее составом и свойствами.

---

У операторов и дежурных в ночь отдыха после дневной работы экскреция всех катехоламинов не только не уменьшалась, по даже увеличивалась. Таким образом, изменение выделения катехоламинов с мочой у этой группы испытуемых проявлялось не столько во время самой работы, сколько в последующий период отдыха, т. е. происходило как бы «запоздалое» или «отставленное» увеличение экскреции катехоламинов. Подобное же явление наблюдалось у некоторых летчиков, проходивших испытания в барокамере. Как правило, они плохо переносили испытание, и выброс катехоламинов наблюдался у них через какой-то промежуток времени после испытания.

Материалы, полученные при исследовании экскреции катехоламинов при ночной нервно-эмоциональной работе, равной по интенсивности дневной, показывают, что у всех групп испытуемых содержание адреналина, норадреналина и дофамина выше, чем при работе днем. Это наблюдение представляет особый интерес, поскольку уже неоднократно указывалось, во время ночного отдыха экскреция катехоламинов снижается. При отсутствии привычки к сменному труду увеличение экскреции катехоламинов было более выражено, чем при адаптации к ночной работе. Люди так или иначе приспособляются к ночной работе, но организм их адаптируется к ней значительно труднее, чем к дневной. При всех обстоятельствах она является стрессом, и даже восстановление исходного уровня экскреции катехоламинов после ночной работы происходит не сразу, а только на 2-е сутки отдыха.

Серия исследований шведского ученого Л. Леви представляет в этом плане несомненный интерес. Его данные совпадают с нашими. Первичные изменения, возникающие в организме при стресс-реакции, сводятся к мобилизации центральных и периферических отделов симпатоадреналовой системы, что выражается в повышенном поступлении катехоламинов во внутреннюю среду организма.

Значение симпатоадреналовой системы в развитии стресс-реакции общепризнано. Ему посвящено огромное количество экспериментальных исследований, выполненных как в опытах на животных, так и в клинико-физиологической практике. Это универсальный закон, допускающий те или иные индивидуальные отклонения, связанные с вегетативно-гуморальным типом регуляции. У одних стресс вызывает активацию преимущественно гормонального звена (адреналин!), у других — медиаторного (норадреналин!). В некоторых случаях резервные возможности симпатоадреналовой системы высоки, в других они быстро истощаются. Один организм обходится меньшим количеством симпатомиметических метаболитов, другой требует больших. Все может иметь значение: реактивность организма, скорость кругооборота, кинетика синтезирующих и разрушающих ферментных реакций, чувствительность рецепторов, время выведения из организма. И, наконец, важнейшую роль играют «противосистемы», ослабляющие или подавляющие симпатоадреналовые механизмы.

При некоторых видах стресса наряду с эрготропными системами мы изучали также системы трофотропные. Обычно исследователи уделяют им меньше внимания. В первой стадии стресса эти системы затихают, уступая место эрготропным. Образно говоря, они как бы затаились, выжидают, накопляя резервы для последующей атаки. Организм защищается, ему нужны в первую очередь катехоламины и кортикостероиды. Это форпосты обороны, механизмы защиты и экспресс-адаптации. Но приходят вторая и иногда третья стадии стресса. Фаза тревоги сменяется периодом резистентности, а за ними нередко наступают фазы истощения и болезни. И уже в конце первой стадии во внутреннюю среду начинают поступать биологически активные вещества трофотропного ряда.

В нашей лаборатории значению их в развитии стресса уделяется самое пристальное внимание. У крыс мы изучали систему ацетилхолина в покое и при плавании. Плавание в этой серии экспериментов являлось стрессором. Конечно, эти опыты можно рассматривать лишь как модельные для человека, но определенная закономерность все же была выявлена.

Содержание свободного ацетилхолина в крови крыс несколько выше, чем у человека (примерно 1,0 мкг%). Но резервная форма, рыхло связанная с эритроцитами, у крыс отсутствует. Феномен связывания добавленного извне ацетилхолина отсутствует также. При сравнительно небольшом напряжении (2-часовое плавание) уровень свободного ацетилхолина начинает снижаться на фоне усиления инактивирующих механизмов. В крови обнаруживается связанная эритроцитами форма медиаторов и повышается активность расщепляющего фермента ацетилхолинэстеразы. Если учесть, что при этом нарастает содержание катехоламинов, то налицо первая классическая фаза стресс-реакции: активация адренергических элементов наряду с ослаблением холинергических. После более длительного стресс-воздействия (7 ч плавания) биологическая активность крови меняется в другом плане. Постепенно начинает повышаться холинергическая активность крови (компенсирующая реакция). Это выражается в значительном уменьшении активности ацетилхолинэстеразы. И хотя уровень свободного ацетилхолина обычно снижен, холинергические свойства крови нарастают. Содержание гистамина повышается только в икроножных мышцах, а серотонина — в крови и мышцах. Таким образом, во второй фазе стресса происходит усиление трофотропных систем.

Через двое суток после плавания все показатели приходят в норму. Но самое интересное в этих опытах заключается в том, что у тренированных животных после многократных повторных сеансов плавания описанные изменения отсутствуют. Значение холинергической системы в развитии фазовых реакций при стрессе подтверждено многими исследователями (А. В. Кибяков, П. Н. Денисенко, В. Кулагин, Ф. И. Фурдуй и др.), хотя, за немногими исключениями, оценка ей дается по активности ацетилхолинэстеразы.

В другом плане протекали исследования на людях. Группа испытуемых, проходивших врачебно-летную экспертизу, «поднималась» в барокамере на высоту в 5000 м (разрежение 405 мм рт. ст., экспозиция 30 мин). Оказалось, что гипоксия вызывает статистически достоверное повышение экскреции гистамина и 5-оксииндолуксусной кислоты. Постепенно выделение обоих аминов снижается. Однако суточный ритм экскреции нарушается и кривая ее с двумя пиками в физиологических условиях превращается в кривую с одним пиком (рис. 15).

При 2-дневном обездвиживании (гипокинезии) в крови увеличивается содержание гистамина и снижается активность диаминоксидазы. Одновременно уменьшается содержание серотонина. 10-дневная гипокинезия характеризуется нарастающим увеличением уровня гистамина в крови и снижением активности диаминоксидазы. Уровень серотонина падает, преимущественно в ночные часы. Это ведет к нарушению суточного ритма обмена обоих аминов. Таким образом, гипокинезия, которую можно в известной степени рассматривать как стресс «от отсутствия раздражения», протекает на фоне значительного нарушения обмена гистамина и серотонина. Эти изменения особенно четко выявляются в ночные часы и выражаются как в снижении активности расщепляющих ферментов, что, как указывалось выше, характеризует состояние гистаминемии, так и в значительном повышении соотношения гистамин/серотонин.

Рис. 15. Изменения суточного ритма экскреции гистамина и 5-оксииндолуксусной кислоты после гипоксии.

1 — до гипоксии, 2 — после гипоксии. Остальные обозначения те же, что на рис. 7.

Рис. 16. Схема стрессового состояния при напряженных спортивных соревнованиях.

Объяснения в тексте. Параллельные линии условно разграничивают эрго- (Э) и трофотропные (Т) границы гомеостаза. I — катехоламины; II — кортикостероиды; III — трофотропные метаболиты (ацетилхолин, гистамин, серотонин).

Таким образом, в конце первой фазы стресс-реакции и во время второй соотношение эрго- и трофотропных метаболитов в крови и органах как бы сбалансировано и относительное постоянство внутренней среды не нарушено. Наряду с гуморальными механизмами адаптации (катехоламинами и кортикостероидами) в действие вступают противорегулирующие факторы (в первую очередь система ацетилхолина и гистамина), которые с известной условностью можно назвать антистрессовыми. Усиление трофотропных механизмов, особенно выраженная гистаминемия как в периоде острого стресса, так и в течение длительного времени после него (например, у летчиков, спортсменов-пловцов, испытателей, велосипедистов и др.) является, вероятно, «мерой физиологической защиты», направленной на сохранение гомеостаза (рис. 16). Возможно, что способность организма более легко переносить повторные стресс-раздражения обусловлена мобилизацией антистрессовых механизмов.

В 3-й стадии активность факторов, названных нами антистрессовыми, резко усиливается. Наряду с истощением симпатоадреналовой системы и связанным с ним снижением активности системы гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой происходит усиление трофотропных механизмов. Это ведет к нарушению гомеостаза (вернее, к состояниям, названным нами «болезнями гомеостаза») и лежит в основе ряда нарушений, приводящих к болезни, коллапсу и особенно к шоку.