VIII. Структурные основы гомеостаза

Предыдущая: Материальное обеспечение приспособительных колебаний функциональной активности органов

Интенсификация функций на основе включения в активную деятельность все большего числа структур, их гиперплазия, приспособительные изменения на уровне ферментных систем - это не более чем только составные элементы материальной основы гомеостаза, потенциальные возможности его обеспечения. Одного только запуска этих реакций еще недостаточно для обеспечения полноценной адаптации организма к действию того или иного агента. Необходимо, чтобы темп их развертывания соответствовал силе и частоте действия раздражителя во времени, т. е. чтобы интенсивность приспособительных реакций варьировала синхронно с изменением характера тех или иных воздействий на организм. Поэтому при равном объеме отмеченных потенциальных возможностей адаптационная способность в конечном счете определяется подвижностью, лабильностью компенсаторноприспособительных реакций, т. е. соответствующими скоростями их переключения с одного режима интенсивности на другой.

Для выявления динамики колебаний адаптационных реакций исследование необходимо проводить в условиях, когда меняется только ритм воздействия при сохранении постоянства его интенсивности. Мы, например, для изучения степени репаративной регенерации печени при различном ритме действия раздражителя использовали введение животным определенного количества четыреххлорпстого углерода (CCl₄) с различными интервалами между очередными введениями яда (одной группе животных инъекции СС1₄ делали 1 раз в неделю, другой - 2 раза в неделю). Опыт продолжался около 2 мес.

Систематическое авторадиографическое, а также электронноавторадиографическое исследование на различных этапах эксперимента показали высокую точность адаптивной реакции организма. Это следует из того, что на каждое очередное введение яда организм отвечает вполне стереотипной реакцией, выражающейся, в частности, в резком подъеме синтетической активности печеночных клеток. Заслуживает внимания строгая характеристика этой реакции во времени: как бы ни варьировала схема эксперимента, всегда число гепатоцитов, интенсивно синтезирующих ДНК, резко увеличивается на 2-е сутки после очередной инъекции CCl₄ (точнее через 24-30 ч). Увеличение синтеза ДНК происходит в сохранившихся печеночных клетках и представляет собой их компенсаторную реакцию в ответ на дистрофические и некротические изменения печеночной ткани, возникающие под влиянием CCl₄. До этого отмечается компенсаторное усиление синтеза РНК, возрастающее по мере прекращения синтеза цитоплазматических белков в гибнущих гепатоцитах (Пальцып А. А., 1975). Интенсивный синтез ДНК и РНК обеспечивает в этих условиях как деление гепатоцитов, т. е. клеточную (тканевую) регенерацию, так и их гипертрофию, т. е. внутриклеточные гиперпластические и регенераторные процессы. Следует подчеркнуть, что в ответ на действие патогенного фактора происходит упорядочение синтетической активности в различных гепатоцитах, т. е. отдельные части органа (клетки) начинают функционировать в едином ритме. В норме синтез ДНК в различных клетках протекает асинхронно. В условиях экстремального воздействия четко выступает синхронизация ритмов синтетических процессов в отдельных клетках, которую следует расценивать как мобилизацию материальных ресурсов органа для наиболее эффективного решения важнейшей в данный момент задачи - восстановления нарушенного гомеостаза.

Описанная динамика синтеза ДНК и РНК в печеночной ткани после одной инъекции CCl₄ представляет собой то элементарное звено, из чередования которых складывается сложная цепь последовательно возникающих подъемов синтетической активности гепатоцитов при любых вариантах многократного действия гепатогенного фактора, в данном случае CCl₄. Так, при введении его животным 1 раз в неделю резкие подъемы синтеза ДНК возникают 1 раз в неделю (рис. 51), при инъекции 2 раза в неделю такие подъемы отмечаются 2 раза (рис. 52). Результаты опытов показывают, что увеличение числа клеток, синтезирующих ДНК и обеспечивающих репаративную регенерацию печеночной ткани, находятся в прямой зависимости от частоты действия патогенного фактора. Подъемы синтетической активности гепатоцитов как бы повторяют и копируют частоту действия данного фактора внешней среды. В результате формируется биологический ритм, соответствующий ритму патогенного воздействия и уравновешивающий его отрицательное влияние на организм. Особенно следует подчеркнуть, что при изменении интервалов между очередными воздействиями, т. е. их ритма, соответственно изменяется и ритм подъемов биосинтетической активности. Иначе говоря, последний перестраивается, чтобы всегда "быть адекватным" меняющимся условиям среды.

Ответная реакция организма, характеризующаяся интенсификацией синтетических процессов и выработкой их определенного ритма, наблюдается не только при действии чрезвычайных факторов, т. е. при деструктивных и некротических изменениях тканей, но и в случаях, когда приспособительные процессы развертываются под влиянием различных физиологических раздражителей. В. Я. Бродский (1973) установил, что путем изменения ритма действия физиологического раздражителя на околоушную слюнную железу (разная периодичность кормления животных) или на ганглиозные клетки сетчатки (разная ритмика мелькания света) можно соответствующим образом изменить ритм синтеза белка, который в этих условиях становится адекватным частоте внешних воздействий.

Таким образом, в условиях ритмично действующего раздражителя организм быстро формирует соответствующий этому собственный ритм расходования и синтеза структур, направленный на восстановление нарушенного гомеостаза. Эта высокая лабильность процесса жизнедеятельности является универсальным механизмом, с помощью которого организму удается сохранять равновесие между распадом и синтезом веществ и поддерживать гомеостаз в постоянно меняющихся условиях окружающей среды.

Особый интерес представляет выяснение механизмов ритмичной работы внутриклеточных структур и адаптивного изменения ее скорости под влиянием физиологических и патогенных раздражителей. Логично допустить, что коль скоро элементарные процессы обновления структур развертываются внутриклеточно, то именно внутри клеток следует искать главные механизмы ритмичности этих процессов. Надо полагать, что они заключаются в особых, "импульсивных" взаимоотношениях между различными структурами клетки и прежде всего между ядром и цитоплазмой. Исходя из современных представлений о ядре как об источнике и генераторе "первичных материалов", необходимых для специфической функции цитоплазматических структур, можно полагать, что главный механизм биологических часов, т. е. цикличной работы клеток, заложен именно в ядре.

Выполненные электронно-авторадиографические исследования показали, что синтез РНК в разных ядрышках протекает, по-видимому, несинхронно. Это следует из того, что в момент исследования мы обычно застаем ядрышки в разных фазах синтеза РНК. В одном ядрышке видны признаки интенсивного синтеза, в другом - более слабого, над третьим метки могут вовсе не определяться (рис. 53). Давно уже авторы, исследовавшие ядрышко, обратили внимание на его перемещение в ядре и периодическое приближение к ядерной оболочке. Высказано предположение, что часть ядрышка или, точнее, образовавшиеся в нем вещества могут переходить при этом в цитоплазму. Электронноавторадиографическое исследование позволяет детально проанализировать эту гипотезу. На рис. 54 видно, что ядрышко за пределы ядерной оболочки не выходит. Оно лишь подходит к оболочке ядра и отдает синтезированную РНК в цитоплазму. Ядрышко как бы сбрасывает с себя синтезированную РНК и затем приступает, по-видимому, к синтезу новой ее порции.

Если мы учтем оба рассмотренных явления, а именно разновременность синтеза РНК в каждом из ядрышек и столь же разновременное "сбрасывание" синтезированной РНК в цитоплазму у ядерной оболочки, то получим следующее представление о динамике процесса в целом: ядрышки, видимо, поочередно синтезируют РНК и столь же поочередно перемещаются к ядерной оболочке, "захватывая" при этом движении некоторое количество иРНК [согласно данным Харриса (1973)]. Затем они "выбрасывают" порцию вновь синтезированной РНК в цитоплазму и снова приступают к синтезу рРНК и "сбору" иРНК.

Если приведенные рассуждения правильны, мы получаем весьма цепные материалы для решения вопроса о ритмике ядерно-цитоплазматических отношений. Поскольку мы видим попеременное перемещение ядрышек к оболочке ядра с последующим выходом РНК в цитоплазму, можно с достаточным основанием полагать, что РНК поступает в цитоплазму скорее всего не непрерывно, а периодически, отдельными порциями. Это в свою очередь свидетельствует в пользу ритмичности, а не плавности и непрерывности ядерно-цитоплазматических отношений, определяющих столь же ритмичную работу клетки в целом. Такая динамика синтеза РНК в ядрышковом аппарате и ее выхода в цитоплазму является весьма наглядной иллюстрацией упомянутого выше принципа перемежающейся активности функционирующих структур как важнейшего принципа работы биологических систем. В данном случае этот принцип находит выражение на субклеточном (внутриядерном) уровне. Каждую очередную порцию РНК, выделенную ядрышком в цитоплазму, можно рассматривать в качестве своеобразного биологического "кванта" (Крыжановский Г. Н., 1974), представляющего собой элементарную составную частицу непрерывно текущего процесса жизнедеятельности и обусловливающего первичные, внутриклеточные биоритмы организма.

Многими исследователями отмечено, что повышение функциональной активности клеток (например, длительная повышенная секреторная деятельность) сопровождается увеличением размеров, а нередко и числа ядрышек. То же самое наблюдали и мы при действии на печень CCl₄. Этот феномен, несомненно, отражает собой компенсаторное усиление как синтетической, так и транспортной функции ядрышка. Логично допустить, что при увеличении размеров и числа ядрышек должна увеличиваться как каждая очередная порция поступающей в цитоплазму РНК, так и частота этих поступлений в единицу времени, т. е. их ритм (рис. 55).

Подчеркивая высокую лабильность ритма обновления внутриклеточных структур, его способность быстро перестраиваться соответственно меняющимся частоте и силе внешних воздействий, вместе с тем отметим, что эта способность организма к перестройке интенсивности биологических процессов не безгранична: существуют некоторые минимальные сроки развертывания этой перестройки, раньше которых она ни при каких условиях произойти не может. Так, наши авторадиографические исследования показывают, что репликация ДНК, т. е. появление новых ее матриц, происходит не раньше чем через 24-30 ч после начала действия патогенного фактора, и как бы мы ни увеличивали дозу последнего или частоту его воздействия, этот срок останется неизменным (Саркисов Д. С. и др., 1975).

Что же происходит в течение этого латентного периода? Репликация ДНК обеспечивает или полиплоидию (гипертрофию) существующих, т. е. на ее основе развертываются новые "производственные мощности". Пока же это случится, клетка использует те ресурсы, которые у нее имеются в наличии к моменту действия раздражителя. В частности, происходит интенсификация синтеза РНК за счет немедленного, практически одновременно с началом действия раздражителя включения в работу структур, не участвующих в синтезе (Пальцын А. А., 1973). По своему значению для сохранения жизни поврежденной клетки усиление синтеза РНК можно рассматривать как экстренную меру, а усиление синтеза ДНК - как радикальную, долгосрочную.

Таким образом, представления биохимиков о "немедленной", "срочной" и более прочной и мощной "хронической" формах адаптации обмена (Ильин В. С., 1964) находят подтверждение и на ультраструктурном уровне организации. В плане рассматриваемой здесь проблемы структурных основ гомеостаза эти данные представляют интерес в том отношении, что они еще раз подчеркивают основной тезис: какой бы ни была форма адаптации в каждом конкретном случае, будь это даже самая "срочная", практически "немедленная" адаптация, она никогда не осуществляется на "чисто функциональной" основе и всегда имеет под собой соответствующую материальную базу.

Таким образом, одним из наиболее важных свойств приспособительных внутриклеточных реакций является лабильность ритма физиологической регенерации ультраструктур, т. е. способность клетки менять интенсивность их расходования и новообразования в зависимости от частоты и силы действия различных факторов внешней и внутренней среды. В этой подвижности молекулярных регенераторных процессов заложен один из важнейших механизмов быстрого и адекватного приспособления клетки к меняющимся условиям работы как в норме, так и при патологических состояниях. В морфологическом отношении сущность этой приспособительной перестройки биологических ритмов состоит в том, что при разнообразных изменениях частоты действия раздражителя интенсивность репаративной реакции каждый раз устанавливается на уровне, предотвращающем несовместимый с жизнью дефицит структур. Непрерывное уравновешивание ритмов различных воздействий на биологические системы с их собственными ритмами жизнедеятельности представляет собой одно из конкретных выражений принципа единства организма и среды.

Если главным механизмом сохранения постоянства внутренней среды организма являются колебания функциональной активности органов, то каким образом органы и их клетки "узнают" о необходимости изменить интенсивность функции и под влиянием каких сигналов непрерывно происходят эти изменения и ровно настолько, насколько это нужно для сохранения гомеостаза? Другими словами, как осуществляются регуляция и координация ритмов работы отдельных органов, тканей, клеток в системе целостного органа? Для ответа на эти вопросы рассмотрим принцип антагонистической регуляции функций и его структурные основы.

Сущность этого принципа заключается в том, что жизнедеятельность той или иной ткани (клетки) находится под постоянным двойным контролем ослабляющих и усиливающих ее работу влияний, соотношение которых и определяет уровень функциональной активности этой ткани в каждый данный момент (ферменты, ускоряющие синтетические процессы, и ингибиторы, затормаживающие их; гормоны, подавляющие митотическую активность и стимулирующие ее; свертывающая и противосвертывающая системы крови; антагонистическое влияние на функцию органов желез внутренней секреции; соотношение гипотензивных и гипертензивных влияний в регуляции уровня АД; "тормозные" и "возбудительные" синапсы в нервной системе; симпатическая и парасимпатическая иннервация и т. д.).

Представления о материальной основе антагонистической регуляции функций и ее источниках еще недавно ограничивались в основном ссылками на симпатическую и парасимпатическую нервную систему и некоторые железы внутренней секреции. Пути этой регуляции выглядели довольно неопределенно, особенно в конечных своих отделах. В связи с успехами современной морфологии (гистохимии, электронной, люминесцентной микроскопии, электронной авторадиографии и др.) открылись перспективы дальнейшего углубления морфологического анализа антагонистической регуляции функций организма, и теперь эта проблема постепенно приобретает все более ясные структурно-функциональные очертания.

Использование комплекса современных методов морфологического исследования позволило установить функциональное значение ряда клеточных элементов организма. Существование некоторых из них не было даже известно. К таким клеточным элементам относятся тучные, плазматические, энтерохромаффинные клетки, своеобразные, ранее неизвестные клетки многих желез внутренней секреции, слизистой оболочки разных отделов желудочно-кишечного тракта, интерстициальной ткани почек и др. Оказалось, что все эти клетки вместе с известными ранее представляют собой важное структурное звено сложной системы антагонистической регуляции функций. В качестве примера сошлемся на β-клетки островков поджелудочной железы, продуцирующие инсулин, и α-клетки тех же островков, вырабатывающие контринсулярный гормон (антагонистическая регуляция уровня сахара крови); клетки околощитовидной железы, усиление функций которых сопровождается увеличением содержания кальция в крови и С-клетки щитовидной железы, снижающие его уровень (Сорр D. et al., 1962; Bussolati G., Pearse E., 1967), "гастриновые" клетки желудка (Guigan J., 1970) и S-клетки двенадцатиперстной кишки (Polak J. et al., 1971), которые, как полагают, антагонистически влияют на выработку НСl обкладочными клетками желудочных желез (Polak J. et al., 1971); тромбоциты, с одной стороны, и тучные клетки, вырабатывающие гепарин - с другой, как антагонисты в системе свертывания крови; гипертензивный эффект деятельности гранулированных клеток юкстагломерулярного аппарата почек (Ушкалов А. Ф., 1972) и гипотензивный эффект так называемых интерстициальных клеток мозгового слоя почек; "тормозные" и "возбудительные" синаптические аппараты нервной системы; остеобласт и остеокласт в поддержании структурно-функционального гомеостаза костной ткани; клетки клубочковой зоны надпочечников (гломерулярные, "провоспалительные"), стимулирующие воспалительную реакцию, и клетки их пучковой зоны (спонгиоциты, "противовоспалительные"), угнетающие ее; базофилы гипофиза, активирующие рост и созревание фолликулов яичников, и лютеиновые клетки желтого тела, тормозящие эти процессы, и т. д. Подобного рода примеры могут быть без труда продолжены, но и приведенных вполне достаточно для иллюстрации сложной системы клеточных групп организма, оказывающих непрерывные "стимулирующие" и "тормозные" влияния на различные его функции.

Необходимо учитывать, что одно и то же вещество, вырабатываемое клеткой, может оказывать не одно, а целую гамму усиливающих или ослабляющих влияний на разные функции организма. Например, серотонин способствует повышению АД, усиливает перистальтику кишечника, тормозит моторику желудка, угнетает секрецию, HСl, а в последнее время стало известно, что он участвует и в регуляции функции щитовидной железы (Михайлов И. Г., 1972); гастрин стимулирует желудочную секрецию, секрецию поджелудочной железы, усиливает сокращение желудка, стимулирует прохождение желчи по желчным ходам, понижает АД и т. д. Известно далее, что один и тот же гормон может оказывать на ту или иную функцию в зависимости от дозы усиливающий или ослабляющий эффект. Так, серотонин в больших дозах повышает АД, а в малых дозах снижает АД; прогестерон в больших дозах тормозит выделение лютеинизирующего гормона гипофиза, в малых же дозах стимулирует этот процесс (Эскин И.А., 1951).

Сложность организации антагонистического контроля за уровнем различных показателей внутренней среды организма значительно возрастает в связи с тем, что регуляция многих из этих показателей осуществляется с помощью дублирующих аппаратов. Например, в регуляции уровня АД принимает участие большое число различных клеток - мозгового (адреналин) и коркового вещества надпочечников (кортикостероиды), почек (ренин), половых желез, энтерохромаффинных клеток слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта (серотонин), гломусных клеток артериовенозных анастомозов и, наверное, еще ряд других. Такая сложность "подстраховки" регуляции уровня АД определяется значением крови как центрального, стержневого звена внутренней среды организма, обеспечивающего все частные проявления его жизнедеятельности.

В свете приведенных данных о клетках-антагонистах, открываемых все в большем числе в различных органах и тканях, можно утверждать, что клетки, принимающие участие в регуляции гомеостаза, существуют не только в виде органов классической эндокринной системы (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и др.), но и в форме элементов, вкрапленных в ткани других внутренних органов ("паракринная система" по F. Feyerter, 1969), причем не только стационарных (энтерохромаффинные клетки слизистой оболочки тонкой кпшки), но и обладающие известной мобильностью (тучные и некоторые другие клетки рыхлой соединительной ткани). Организм, таким образом, нуждается как в сформированных эндокринных органах, находящихся в стабильной анатомической связи с нервной системой, так и в аппаратах поддержания гомеостаза, которые функционируют регионарно, обеспечивая физиологические процессы преимущественно в данной анатомической области (эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта, клетки юкстагломерулярпого аппарата, осуществляющие регуляцию внутрипочечного кровотока и т. д.), или, будучи мобильными, служат для развертывания местных защитных реакций, ликвидирующих возникающие то тут, то там очаги тканевых повреждений. Примерами последнего могут служить клеточные реакции при тромбообразовании или воспалении.

Филогенетическое развитие и совершенствование клеточных систем, продуцирующих биологически активные вещества, несомненно проходило в тесной зависимости от развития и совершенствования нервной системы как аппарата, интегрирующего функции организма и обеспечивающего его существование как единого целого. В настоящее время роль нервной системы как центрального источника антагонистической регуляции постоянства внутренней среды организма, функций различных органов, динамики компенсаторно-приспособительных реакций (пролиферации, воспаления), иммунных реакций стала вполне очевидной. Постепенно в связи с успехами современных методов морфологического исследования вырисовываются все новые и новые детали и промежуточные звенья в сложной системе регуляции гомеостаза. Эндокринные органы и клетки, вырабатывающие биологически активные вещества, в этой системе представляют собой аппараты, вставленные между центральной нервной системой и клетками-эффекторами, непосредственно обеспечивающими ту или иную функцию организма.

Возникает один из центральных вопросов проблемы гомеостаза: если главным регулятором адаптации организма к внешней среде является центральная нервная система, физиология высших отделов которой ограничивается по существу соотношением только двух основных процессов - торможения и возбуждения, то каким образом с помощью этих двух процессов регулируется деятельность сложнейшей нижестоящей системы обеспечения гомеостаза, слагающейся из разнообразных специфически работающих органов внутренней секреции и диффузно рассеянных клеток, вырабатывающих различные биологически активные вещества?

Чтобы ответить на этот вопрос, обратим внимание на то обстоятельство, что при всем структурно-функциональном разнообразии желез внутренней секреции и многочисленных других клеточных групп, контролирующих работу органов, конечное действие всех этих регуляторных аппаратов в принципе всегда сводится к одному и тому же эффекту - усилению или торможению соответствующей функции. Другими словами, налицо явное "несоответствие" между исключительной сложностью н строго специфическим характером биохимических и функциональных связей органов и, казалось бы, предельной стереотипностью и простотой конечного результата этих связей и влияний. Нельзя при этом не обратить внимания на очевидное сходство между отмеченными выше конкурентными отношениями процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе и конечным эффектом действия любой нижестоящей регулирующей системы в виде усиления (возбуждения) или угнетения (торможения) той или иной функций.

Это сходство становится еще более отчетливым в связи с новейшими исследованиями механизмов, лежащих в основе эффекта действия гормонов и биологически активных веществ на функцию клеток различных тканей и органов. Начало этим исследованиям положило открытие структуры цАМФ и его важной роли в функции клеток (Sutherland Е. et al., 1968; Robinson G. et al., 1971). В результате последующих многочисленных исследований был установлен чрезвычайно важный факт, свидетельствующий о том, что многие гормоны и биологически активные вещества влияют на функцию той или иной клетки не непосредственно, а путем реакции, ограничивающейся поверхностью клетки. Дойдя до наружной мембраны клетки-мишени, эти вещества активируют локализующуюся в клеточной мембране аденилциклазу, а уже эта последняя в свою очередь приводит к увеличению второго (интраклеточного) передатчика, который непосредственно стимулирует специфическую синтетическую деятельность клетки. В последнее время выяснилось, что существует внутриклеточный антагонист АМФ - циклический гуанозин-3',5'-монофосфат-(ГМФ), который оказывает на функцию клетки действие, противоположное действию, вызываемому АМФ (Kolata G., 1973).

Таким образом, идентифицированы два вещества-антагониста (АМФ и ГМФ), которые трансформируют все разнообразие гормональных и других влияний на клетки в два простых конечных внутриклеточных эффекта - усиление или торможение функции. Полагают, что важным звеном в этой двухступенчатой передаче гормональных влияний на функцию клеток являются простагландины - своеобразные гормоны, которые образуются не в железах внутренней секреции, а в наружных мембранах различных клеток организма и играют важную роль в регуляции (торможение - активация) цАМФ, непосредственно реализуют нервногормональные влияния на функцию различных органов (Burke G. et al., 1973).

В плане рассматриваемой здесь проблемы важно отметить, что все известные простагландины, несмотря на их некоторые биохимические различия, по своему функциональному эффекту могут быть разделены на две группы - активирующие и подавляющие возбуждение, т. е. способствующие повышению или снижению функциональной активности клеток той или иной ткани. Открытие простагландинов и того, что они вырабатываются различными клетками, интересно еще и тем, что, по-видимому, практически все клетки организма в той или иной мере принимают участие в антагонистической саморегуляции функции. Теперь трудно назвать клеточные элементы, которые так или иначе не участвуют в поддержании гомеостаза. В последнее время эта точка зрения получила дальнейшее развитие в связи с открытием кейлонов - ингибиторов пролиферативных процессов, выделяемых клетками разных органов (Кетлинский С. А., 1978).

Не являются ли антагонистические влияния, регулирующие работу внутренних органов непосредственным отражением и следствием отмеченных процессов в центральной нервной системе и не представляют ли собой клетки-антагонисты тех подстанций, которые воспринимают и передают эти центральные влияния непосредственно на исполнительные органы? И. П. Павлов (1951) указывал, что поведение животного складывается из балансирования раздражительного и тормозного процессов, приуроченных к различным агентам. В. Кеннон (1927) связывал антагонизм эмоций с антагонизмом между различными отделами нервной системы и контролируемыми этими отделами железами внутренней секреции.

Значение принципа двойного управления функциями состоит в том, что, "играя" антагонистическими влияниями как противовесами, живая система быстро восстанавливает оптимальное состояние своей внутренней среды, нарушенное в ту или иную сторону под влиянием чрезвычайных раздражителей. Следовательно, адаптация организма к действию среды осуществляется на основе соответствующих колебаний интенсивности его функций и адекватпость этих колебаний силе и частоте действия различных факторов является важнейшей биологической характеристикой практически здорового человека. Напротив, утрата способности к такому динамичному балансированию, более или менее длительное и ощутимое преобладание одного из противоположных начал жизненного процесса над другим имеют следствием "перекос" функции в ту или иную сторону с соответствующими клинико-анатомическими проявлениями в виде разнообразных симптомокомплексов и болезней (гипертония - гипотония, ахилия - гиперацидный гастрит; брадикардия - тахикардия, базедовизм - микседема; понижение свертываемости крови - тромбоэмболические ситуации; остеосклероз - остеопороз и т. д.). Установлено, что судорожный приступ при столбняке обусловлен избирательной блокадой токсином тормозных синапсов моторных нейронов и наступающей в связи с этим "бесконтрольной" активностью возбудительных (Крыжановский Г. Н., 1968). Таким же образом патогенез эссенциального кардиоспазма объясняют выпадением влияний блуждающих нервов и преобладанием вследствие этого симпатической иннервации. Эти наблюдения свидетельствуют о том, что гиперфункция может быть следствием не только усиления возбуждающих влияний, но и ослабления тормозных влияний - ситуации, типичной, например, для старческого возраста.

Примерами болезней, возникающих в результате нарушения равновесия в биологических системах на молекулярном уровне являются различные ферментопатии. В частности, при охронозе в тканях накапливаются продукты промежуточного обмена тирозина, особенно гомогентизиновая кислота, деструкции которой не происходит из-за отсутствия ее "антагониста" гомогентиназы. Клиническая картина многих болезней человека бывает обусловлена нарушением гармонии антагонистической регуляции функций, возникающим в результате избирательного усиления или, наоборот, снижения продукции того или иного биологически активного вещества на почве опухолевого роста, деструктивных, атрофических и воспалительных процессов (акромегалия, тиреотоксикоз, болезнь Иценко - Кушинга, адиссонова болезнь, паратиреоидная остеодистрофия и т. д.). Большую группу страданий человека, включая значительное число опухолевых процессов и так называемых предопухолевых изменений тканей, рассматривают в настоящее время в качестве дисгормональных, т. е. развивающихся в результате неконтролируемого усиления или ослабления функции того или иного звена в сложной цепи антагонистических влияний желез внутренней секреции на работу различных органов.

Характерно, что клиницист в своей повседневной практике чаще встречается с болезнями, являющимися результатом нарушения биологического равновесия в сторону усиления той или иной функции (гипертоническая болезнь, гиперацидный гастрит - язва, гиперхолестеринемия - атеросклероз, гиперпролиферация - опухоль и т. д.). По-видимому, это объясняется тем, что сущность всех адаптационных реакций организма в принципе состоит в усилении интенсивности биологических процессов. Поэтому, наверное, и в клинической практике, где мы имеем дело с длительным действием различных патогенных факторов, приходится сталкиваться прежде всего с патологическими отклонениями жизненных процессов в эту "привычную" для них сторону как следствием хронического напряжения и перенапряжения синтетических процессов. И лечение болезней, являющихся результатом той или иной формы патологической гиперфункции, до сих пор представляет значительно большие трудности, чем болезней, связанных с выпадением функции, особенно приобретенного характера. Это следует, например, из того, что в восстановлении нарушенного равновесия заместительная терапия при гипофункции (диабет, злокачественное малокровие, микседема, аддиссонова болезнь и др.) пока оказывается эффективнее, чем подавляющая, например при повышении сосудистого тонуса (гипертония), злокачественной пролиферации клеток и т. д. Во многих случаях задача восполнения недостающего звена оказалась для теоретической и практической медицины проще, чем притормаживание биосинтетической активности при патологическом ее усилении.

Итак, благодаря успехам современной цитологии (электронная гистохимия, электронная авторадиография, гистоэнзимология, люминесцентная микроскопия и др.) принцип антагонистической регуляции функций получает все более четкое структурное обоснование. Становится очевидным, что уровень каждого из показателей внутренней среды организма и различных проявлений его жизнедеятельности находится под контролем соответствующих "противоположно работающих" клеток. Сущность такого контроля состоит в том, что одно вещество из пары биологически активных веществ оказывает стимулирующее действие на ту или иную систему, другое - тормозящий, а непрерывная и тонкая конкурентная игра или "взаимное ограничение" (И. П. Павлов) этих эффектов позволяет организму стойко поддерживать уровень функциональной активности ткани или быстро менять его соответственно изменившимся условиям внешней среды.

Под гомеостазом следует понимать сохранение динамического постоянства внутренней среды организма. Однако изучение этой проблемы ведется фрагментарно на основе знакомства с отдельными звеньями системы. В связи с этим возникли представления о "клеточном", "тканевом" гомеостазе и т. д. В плане поддержания "внутриклеточного" гомеостаза рассматривают сейчас усиление репаративной реакции органелл, увеличение числа лизосом, обеспечивающих детоксикацию клетки, и т. д. (рис. 56). Дальнейшие усиления по решению этих важных тактических задач не должны, однако, заслонять стратегической, наиболее трудной и сложной задачи, заключающейся в выяснении общих механизмов гомеостаза, действующих на уровне целостного организма. Принцип антагонистической регуляции функций, о котором говорилось выше, - лишь один из примеров этих общих механизмов, объединяющих в единое целое бесконечные частные проявления адаптивных реакций в различных органах, тканях, в каждой из миллиардов клеток.

Продолжение: Гомеостаз и клинико-анатомические соотношения в картине болезни

К оглавлению

Литература [показать]