VIII. Структурные основы гомеостаза

Предыдущая: Роль биоритмов в поддержании постоянства внутренней среды организма, их структурные основы и регуляция

Одно нз важнейших практических значений современного учения о гомеостазе, строящегося теперь на структурно-функциональной основе, заключается в том, что можно дать правильную патогенетическую оценку как общей динамике развития болезни, так и отдельным ее периодам и осложнениям. И эта оценка будет во многом и существенно отличаться от общепринятой. В самом деле, согласно последней, болезнь начинается с "чисто функциональных" изменений, еще не сопровождающихся морфологическими, которые развиваются только впоследствии и свидетельствуют о том, что патологический процесс уже далеко зашел в своем развитии. Представление о "первичных функциональных изменениях и вторичных морфологических", т. е. о несовпадении во времени тех и других, широко распространено еще и сейчас. Между тем результаты исследований, которые были изложены выше, уже теперь с достаточной очевидностью свидетельствуют, что никакие даже самые ничтожные изменения функции не могут произойти без соответствующих структурных изменений.

На основании многочисленных современных исследований становится все более очевидным, что действие патогенного фактора выражается прежде всего в молекулярных (биохимических) изменениях, пока невидимых морфологом. Речь при этом идет об изменениях на уровне мембран и ядерного аппарата клетки как главного внутреннего регулятора ее жизнедеятельности. Далее эти изменения начинают проявляться на следующем, внутриорганоидном, уровне, сегодня уже доступном морфологу, вооруженному электронным микроскопом. Нарастая, структурные изменения охватывают органоидный и клеточный уровень, проявляясь в различных видах дистрофии. Синхронно с этими структурными изменениями развиваются и усиливаются функциональные изменения.

Следовательно, функциональные изменения идут не впереди морфологических, а рядом с ними. Более того, хотя оба эти вида изменений на самом деле развиваются синхронно, каждая фаза патологического процесса проявляется в виде соответствующих клинико-функциональных признаков не по мере своего развития и завершения, а позже и нередко значительно позже, т. е. когда процесс в целом уже уходит вперед, проделывая следующие фазы и периоды. Клинический опыт легко убеждает нас в этом. Действительно, симптомы атеросклероза (коронарная недостаточность, неврологические симптомы, перемежающаяся хромота и др.) появляются лишь на определенной фазе развития морфологических изменений сосудов; признаки порока сердца возникают вслед за анатомическими изменениями его клапанного аппарата; первые клинические симптомы так называемого истинного цирроза печени часто появляются лишь в финале заболевания в виде асцита; все еще большой процент неоперабельных опухолей объясняется главным образом тем, что больной предъявляет впервые жалобы уже тогда, когда опухоль достигает значительного развития; диагноз "калькулезный холецистит" часто ставится тогда, когда общий желчный проток оказывается закупоренным давно уже сформировавшимся камнем; даже острые инфекционные болезни имеют свой, хотя и короткий, инкубационный период, т. е. фазу процесса, когда структурно-функциональные изменения органов и систем еще совсем или почти совсем не проявляются клинически.

Подобного рода примеры можно приводить бесконечно. Все они свидетельствуют о том, что отставание клинических проявлений болезни от ее действительного хода, их "запоздалость" по сравнению с развертыванием морфологических изменений представляют собой не случайность, а одну из важнейших общих закономерностей развития патологических процессов и в связи с этим как это ни парадоксально и как ни противоречит общепринятому мнению, клиницист обычно имеет дело не с традиционными "первичными функциональными изменениями и вторичными морфологическими", а наоборот, со "вторичными" функциональными изменениями. Отмеченным отставанием клинических проявлений болезни от развития структурных изменений и обусловливается тот "доклинический" период, которому сейчас по праву уделяют большое внимание. Его нередко называют "предболезнью", "предпатологией", "донозологическим" периодом. Все эти термины неудачны: речь здесь идет именно о болезни, о патологии и нозологии, но только о доклиническом, т. е. пока еще о бессимптомном этапе развития процесса. В представленной на рис. 57 общей схеме течения болезни этот период занимает крайнее левое положение.

Сказанное объясняется тем, что между морфологическими изменениями органов и их функциональными (клиническими) проявлениями как бы вставлена мощная система компенсаторно-приспособительных реакций, направленных на купирование возникших изменений и тем самым на сохранение гомеостаза. Организм "не знает", что есть врач, нередко обладающий даже более эффективными средствами борьбы с болезнью, чем его собственные защитные силы, и ведет борьбу в одиночку, "выпуская" болезнь наружу только тогда, когда врач может уже не столько лечить, сколько лишь облегчать страдание. Купируя развертывающиеся в глубине органов изменения с помощью системы компенсаторно-приспособительных реакций, сохраняя гомеостаз и именно этим резко обедняя и затушевывая клиническую картину страдания, организм "сам того не ведая", встает главным препятствием на пути ранней диагностики болезней - основного принципа, на котором строится вся система современной клинической медицины. И если история лечения болезней человека - это история однонаправленных, синергических действий защитных сил организма и врача, то история клинической диагностики представляет собой многовековую "конкуренцию" диагностических методов с компенсаторно-приспособительными реакциями организма, непрерывное стремление врача сделать диагностические методы более совершенными, чтобы "сквозь" эти реакции разглядеть самые ранние стадии развития патологических процессов.

Из сказанного следует, что нужно решительно отказаться от имеющего до сих пор хождения деления болезней на функциональные и органические, как не только от несостоятельного, но и вреднего, опасного для больного. Во-первых, в основе функциональных изменений, не сопровождающихся грубыми анатомическими изменениями органов, могут лежать тяжелые и грубые структурные изменения на молекулярном и ультраструктурном уровне, а во-вторых, за еще совсем слабыми, "начальными" функциональными проявлениями болезни очень часто скрываются уже тяжелые, далеко зашедшие и подчас необратимые анатомические изменения внутренних органов. Отсюда ясно, что деление болезней на органические и функциональные может только притупить бдительность врача и способствовать неконтролируемому беспрепятственному прогрессированию патологического процесса. С подобным категорическим утверждением автора вряд ли можно полностью согласиться, так как под термином "функциональная патология" обычно понимают болезни или синдромы, которые протекают без необратимых органических (структурных) и функциональных нарушений. К тому же надо иметь в виду, что не всякие морфологические изменения, особенно субклеточных структур, носят патологический характер. Они могут быть выражением адаптивных реакций.- Примеч. ред.

Столь же решительно следует подчеркнуть недопустимость деления структурных изменений на "анатомические", "органические", "внутриклеточные", "молекулярные" и т. п. в смысле их разной значимости для судьбы больного в сознании врача. Попытки некоторых авторов пользоваться этими определениями не как синонимами, а как отражающими разные по выраженности явления приводят в конце концов к тому, что движение к истине подменяется наукообразным жонглированием терминами. На каком бы уровне мы ни обнаружили изменения - на молекулярном, ультраструктурном, тканевом, органном, все они будут и "органическими", и "структурными". И если мы говорим, например, что серповидная анемия характеризуется изменениями свойств кровяного пигмента, его растворимости, подвижности в электрическом поле и т. д., то это вовсе не исключает того, что эти функциональные изменения гемоглобина сопряжены со столь же четкими структурными (морфологическими, органическими), заключающимися в изменении строения его молекулы.

Попытки положить в основу классификации структурных изменений различную степень их выраженности несостоятельны и вследствие преходящего характера такого критерия. Те морфологические изменения, которые еще вчера нам казались "тончайшими", сегодня, когда особенно быстро совершенствуются методы исследования, становятся все более "грубыми", значимыми, "органическими". Отметим далее, что так называемые тончайшие, молекулярные изменения могут давать самую "грубую" клиническую картину, как это, например, бывает при хромосомных болезнях или при поражении синаптического аппарата нервной системы. Наконец, нужно учитывать, что, как отмечалось выше, патологический процесс всегда начинается на молекулярном уровне, а потому именно к этому уровню должно быть приковано основное внимание исследователя при разработке ранней диагностики болезней, и в этих условиях тенденция рассматривать "биохимические", "молекулярные" изменения не как "органические", а как пока еще только "тончайшие" вредна тем, что она является традиционной питательной средой для формирования все новых и новых контингентов тяжелых инкурабельных больных.

В этой связи отметим следующее. Не вызывает сомнений, что всегда важно и целесообразно разобраться, на каком преимущественно уровне - молекулярном, внутриорганоидном, органоидиом, клеточном или тканевом развертываются структурные изменения в данном конкретном случае, как они взаимосвязаны друг с другом и т. д. Но при этом нельзя упускать из виду и того, что четкое выделение так называемых уровней организации, становящееся сейчас все более модным и временами уже граничащим с персонификацией некоторых из них, например молекулярного или системного, весьма условно. Всех этих уровней, на которые нам легко удается расчленить мертвый организм, не существует в живом, работающем теле, они полностью сливаются в одно неделимое целое. Именно поэтому так н случается, что в одних случаях грубейшие, видимые невооруженным глазом изменения органов клинически протекают почти бессимптомно, а в других случаях "тончайшие", "молекулярные" структурные сдвиги оказываются несовместимыми с жизнью.

Следовательно, не только к анатомическим изменениям органов, но в равной мере и к деструктивным изменениям клеток, и к повреждению митохондрий, и к выпадению отдельных аминокислот из полипептидной цепи и, наконец, к только конформационным, т. е. пространственным изменениям молекул ферментов, - ко всем этим качественно различным изменениям следует вместе с тем относиться как к изменениям "органическим", "структурным". Да и могут ли вообще органические изменения локализоваться исключительно на том или ином уровне, не иррадиируя на все другие и оставляя их нетронутыми, как бы "сквозь" них выходить непосредственно в ту или иную клиническую картину?

В результате того, что мощные гомеостатические механизмы могут надолго затушевать симптомы развивающейся болезни, появление даже самых первых субъективных и объективных признаков ее часто означает не начало патологического процесса, а по существу стадию декомпенсации, т. е. известную несостоятельность компенсаторно-приспособительных реакций, которые уже не могут полностью скрыть болезнь ни от врача, ни от самого больного.

В период развернутой клинико-анатомической картины болезни, как и в начале ее, функциональные нарушения могут быть менее выражены, чем структурные, вследствие того же стремления организма сохранить гомеостаз. Клиническая картина является производным не непосредственно от дистрофических и некротических изменений органов, а от соотношения между этими изменениями и компенсаторными (регенераторно-гиперпластическими). Поэтому чем эффективнее последние, тем беднее и смазаннее симптоматика страдания. В клинике хорошо известна способность организма больного удивительно прочно поддерживать нормальный уровень некоторых физиологических констант, особенно относящихся к составу крови, практически "до самого конца", т. е. при уже резких анатомических изменениях органов. Этим же объясняются и нередкие случаи тяжелых послеоперационных осложнений, возникающих как бы вдруг, внезапно, совершенно необъяснимо клинически.

После того как в ходе болезни наступает перелом в благоприятную сторону, "функциональное" выздоровление происходит быстрее "морфологического": больной начинает чувствовать себя удовлетворительно раньше, чем исчезают морфологические изменения органов и нормализуется их структура. Это объясняется тем, что восстановление функций обеспечивается на основе быстро развертывающихся внутриклеточных регенераторных процессов как в больном органе, так и во всей функционально родственной ему системе, в то время как для рассасывания экссудата, а тем более для "обратного развития" склеротических изменений требуется значительно большее время. Поэтому и случается, что больного пневмонией нередко начинают считать выздоровевшим раньше, чем легкие полностью очистятся от экссудата и последний начинает подвергаться организации, а болезнь принимает склонность к затяжному течению. Это тоже бессимптомный период, но уже не "доклинический", а "послеклинический", предшествующий полному, "морфологическому" выздоровлению (см. рис. 57, крайняя правая часть схемы).

Вопрос об обратимости патологических изменений органов после перенесенных заболеваний представляет собой важную составную часть проблемы материального (структурного) обеспечения постоянства внутренней среды организма. Особенно это касается хронических изменений, поскольку принципиальная обратимость атрофии, белковой, жировой и других видов дистрофии и т. д. хорошо известна.

В теории и практике медицины понятие "склероз" прочно ассоциируется с понятием "необратимость". Между тем в литературе уже давно появлялись отдельные сообщения, противоречащие такой точке зрения. Еще в 1889 г. И. П. Павлов и Г. А. Смирнов обратили внимание на возможность обратимости склероза поджелудочной железы, a Л. В. Соболев (1901) подтвердил это наблюдение. И. Ф. Пожариский (1923) подчеркивал возможность исчезновения со временем рубцовых изменений скелетных мышц. Fr. Mann и соавт. (1931), а несколько позже G. Camerone и A. Karunaratne (1936) обнаружили, что при определенных условиях может подвергнуться резорбции избыточно разросшаяся фиброзная ткань в печени. Было установлено, что даже далеко зашедшие склеротические изменения печеночной ткани, сопровождающиеся ее структурной перестройкой, могут подвергаться обратному развитию после устранения вызвавшей их причины (Рубецкой Л. С., 1960; Саркисов Д. С., Рубецкой Л. С., 1965). Стимулируя регенерацию печени, можно значительно ускорить резорбцию избыточно развившейся в ней фиброзной ткани. Б. П. Солопаеву (1962) и сотр. удалось добиться этого, резецируя участок цирротически измененной печени. J. Сеrnу (1963) показал, что при перевязке части желчных протоков доля печени с ненарушенным оттоком желчи гипертрофируется и при этом в ней ускоряется регрессия цирроза.

Результаты этих экспериментальных исследований нашли известный выход в клинику. На основании большого числа наблюдений, выполненных с помощью пункционной биопсии, установлена возможность резорбции фиброзной ткани печени у человека. Ряд хирургов с определенным успехом использовали отмеченные выше приемы для стимуляции регенерации печени и тем самым для ускорения обратимости цирроза у человека (Королев Б. А., Гагушин В. А., 1973).

Какие механизмы лежат в основе резорбции избыточно разросшейся фиброзной ткани? Распространена точка зрения, что резорбция фиброзной ткани объясняется коллагенолитическим действием пролиферирующей печеночной ткани (Целлариус Ю. Г., 1964; Журавлева М. В., Рубецкой Л. С., 1970). В последнее время получены данные о роли макрофагов, обладающих лизосомальными ферментами, или даже самих фибробластов, которые, как известно, способны продуцировать коллагенолитический фермент. Ряд вопросов проблемы обратимости цирротических изменений органов остается еще открытым. Главное внимание исследователей сейчас все более сосредоточивается на изучении интимных взаимоотношений между клетками паренхимы и стромы, а также на анализе процессов, развертывающихся "внутри" соединительной ткани, между ее клеточными элементами (фибробласт, макрофаг) и волокнистыми структурами в процессе нарастания и регрессии склероза.

Проблема обратимости хронических изменений органов не ограничивается изучением закономерностей резорбции избыточно разросшейся фиброзной ткани. Не менее важное значение имеют вопросы обратимости и других хронических изменений, например гипертрофии органов. Особое значение приобрел этот вопрос в отношении миокарда в связи с появившейся возможностью хирургической коррекции приобретенных и врожденных изменений клапанного аппарата сердца, которые сопровождаются развитием гипертрофии тех или иных отделов последнего. Теперь уже весьма многочисленные клинико-анатомические и клинические наблюдения свидетельствуют о том, что при нормализации гемодинамики (устранение пороков клапанов, аневризмы крупных периферических сосудов, гипертензии и т. д.) гипертрофия миокарда подвергается полному или почти полному обратному развитию с восстановлением исходной массы и размеров органа (Саркисов Д. С. и др., 1966; Долабчян 3. Л., 1973). В мышечных клетках при этом уменьшается число митохондрий, миофибрилл, рибосом, т. е. постепенно исчезают те структурные изменения, которые развились как адаптационные по ходу патологического процесса или длительной гинерфункцпп и необходимость в которых отпала после ликвидации последних.

В последнее время высказывают мысль о том, что функциональной характеристике гомеостаза, т. е. стабильности параметров физиологических отправлений организма, соответствует такая же устойчивость структур, обеспечивающих эти отправления. Другими словами, ставится вопрос о своеобразном "морфологическом гомеостазе", о стремлении организма поддерживать постоянство не только функций, но и организации своих частей. Эта точка зрения верна лишь отчасти. При нормальных условиях жизнедеятельности мы, действительно, видим известную стабильность организации, например клетки, устойчивость взаимоотношения ее ультраструктур и т. д., да и то только в состоянии относительного покоя. Как только меняется уровень функциональной активности, тотчас начинает меняться и структура системы. Особенно отчетливо это выступает в условиях патологии, когда сохранение нормального уровня жизнедеятельности очень часто сопряжено с резкими изменениями строения клеток, ткани, органа, обусловленными сложным переплетением воспалительных, дистрофически-некротических и регенераторных процессов. Примером в этом отношении является подробно рассмотренный выше доклинический период болезни.

Из всего сказанного следует, что глубокое понимание существа клинических проявлений патологического процесса и правильная оценка их значимости для судьбы больного невозможны без знания основных положений современного учения о гомеостазе, без четкого представления о том, что мощная система компенсаторно-приспособительных реакций как бы обрубает болезнь с двух сторон, делает невидимыми ее начало и конец, а середину представляет нередко в более благоприятном виде, чем это есть на самом деле. В целом видимая клиницисту часть болезни и ее действительный объем могут быть сравнимы с расположенной над водой верхушкой айсберга и скрытой в глубине основной его массой. Не случайность, а закономерно развивающиеся защитные, гомеостатические реакции организма делают сферу клинической диагностики значительно более узкой, чем действительная протяженность патологического процесса.

Отсюда ясно, что бурное развитие современных инструментальных и других методов исследования направлено на проникновение именно в эти скрытые для клинициста зоны. И, действительно, "центр тяжести" клинической диагностики все отчетливее перемещается в направлении использования биохимических и морфологических методов исследования с целью выявления наиболее ранних стадий патологических процессов. Другими словами, диагностика все больше приближается к тем уровням организации - молекулярному (биохимическому) и ультраструктурному, на которых "завязывается" патологический процесс и где он проходит ранние, еще ничем внешне (клинически) не проявляющиеся фазы своего развития. Широкая сеть энзимологических диагностических лабораторий, все большая роль, которую играет биопсия кусочка ткани в ранней диагностике болезней, многочисленные радиоизотопные методы исследования больных, профилактические осмотры населения, позволяющие выявить опухоль, когда больной еще ни на что не жалуется и считается "практически здоровым", - все это свидетельствует о неуклонном стремлении врача к диагностике болезней в их "немой", "доклинической" стадии развития.

После рассмотрения структурных изменений, сопровождающих и обеспечивающих сохранение гомеостаза в непрерывно меняющихся условиях среды, остановимся на некоторых основных положениях. Первое заключается в следующем: на всех уровнях организации (субклеточном, клеточном, органном, системном, организменном) колебания функциональной активности и нормализация нарушенных функций обеспечиваются на основе принципиально единых, стереотипных структурных изменений. Усиление активности заключается в увеличении числа активно функционирующих структур и их гиперплазии. На внутриклеточном уровне речь идет о митохондриях, рибосомах и других органеллах, на тканевом - о клетках, на органном - о дольках, долях, сегментах и т. д.

В основе всех этих изменений лежит непрерывное обновление клеток и внутриклеточных структур. Следует подчеркнуть далее, что эти структурные изменения не имеют какой-либо специфики в зависимости от анатомо-функциональных особенностей различных органов или характера патологического процесса. Следовательно, они представляют собой наиболее общие принципы материального обеспечения гомеостаза.

В качестве следующего общего положения обратим внимание на первостепенное значение временной характеристики адаптивных реакций: для непрерывного поддержания постоянства внутренней среды необходимо, чтобы скорость (интенсивность) адаптивных структурных перестроек в каждый данный момент точно соответствовала силе и частоте действия физиологического раздражителя или патогенного фактора. Только в этом случае может быть обеспечено сохранение относительного равновесия между двумя противоположными началами процесса жизнедеятельности - распадом и синтезом веществ (структур).

Наконец, нельзя не отметить, что развитие современной молекулярной биологии свидетельствует о несостоятельности представлений о "первичных функциональных изменениях и вторичных морфологических", и "большей изменчивости, лабильности функции, чем структуры" и т. п. Стало вполне очевидным, что никакие даже ничтожнейшие изменения функции не происходят без соответствующих морфологических изменений, развертывающихся в этих случаях на ультраструктурном уровне. В свете этих данных тезис о "структурированности" физиологических процессов все более утрачивает характер теоретической предпосылки и становится научным фактом. Речь при этом идет о реальной возможности наблюдать и изучать структурную основу практически всего диапазона колебаний функциональной активности органов как в условиях нормальной жизнедеятельности, так и при различных патологических процессах. Поскольку эти колебания функциональной активности в конечном счете всегда являются приспособительными или компенсаторными, т. е. направленными на сохранение постоянства внутренней среды организма, можно говорить о том, что становится зримой материальная основа гомеостаза.

К оглавлению

Литература [показать]