V. Физиологически активные вещества и гомеостаз

Предыдущая: Биотрансформация физиологически активных веществ в легких

Было бы неверным рассматривать гомеостаз как сумму мало-меняющихся констант. Равновесие противодействующих систем организма - это не Стойкий Оловянный Солдатик, а скорее ванька-встанька (Урываев Ю. В., 1975). При выполнении тех или иных задач меняются почти все функциональные показатели, с той лишь разницей, что диапазон изменений одних из них весьма узок (pH, концентрация электролитов, осмотическое давление плазмы), а других достаточно широк (АД, температура тела). Следует также отметить, что чем выше адаптивные возможности организма и его тренированность к факторам внешней среды, физической активности, выполнению мотивированных задач, тем больше перепад показателей функции в покое и при нагрузке. Значит, речь идет об установлении нового, более высокого гомеостатического уровня, на котором организм поддерживается с помощью регулирующих нейрогуморальных систем.

Анализ данных относительно структуры, локализации и действия различных физиологически активных веществ приводит к представлению о целостной системе регуляторных биохимических факторов, для которой можно определить некоторые общие положения.

1. Биохимическая регуляция активности осуществляется в пределах каждой группы физиологически активных веществ. Оценивая различные вещества, участвующие в выполнении регуляторных функций, мы отмечали широкий диапазон их действия. На примере калликреин-кининовой системы речь шла о регуляции кровообращения по крайней мере на трех уровнях: местном (система крови - стенка сосуда), системном (органный кровоток), генерализованном (сердечный выброс, АД). Как при наличии такого спектра действия кининов может быть обеспечено специфическое выполнение физиологической задачи? Иначе говоря, какие молекулярные и физиологические особенности кининовой системы способствуют осуществлению ее регуляторной функции? Основу такого разнообразия форм молекулярной регуляции этой системы составляют существование разных по химическому строению и специфичности типов кининогена; наличие нескольких ферментных форм плазменного калликреина (а также отличающихся от них тканевых калликреинов); функционирование разнообразных по спектру действия ингибиторов калликреина; деятельность разнообразных по локализации в структурах организма, субстратной специфичности и активности кининразрушающих ферментов. Все эти особенности нужно оценивать в качестве конкретных молекулярных механизмов регуляции скорости, места и интенсивности кининообразования.

   Вероятно, подобные особенности биохимической организации можно было бы отнести и к любой другой группе физиологически активных веществ. Говоря, например, о цАМФ, мы неизменно должны учитывать факторы, регулирующие активность аденилциклазы, фосфодиэстеразы и других ферментов, которые участвуют в метаболизме циклических нуклеотидов. Чрезвычайной сложностью строения отличается простагландин-тромбоксановая система, в пределах которой образуется несколько типов веществ различной активности и характера действия.

2. Если речь идет о регуляторной функции физиологически активного вещества, то следует выделить его роль как передатчика информации: об изменениях функции систем, органов, тканей, клеток, о повреждении структур, вызвавшем эти изменения, о несоответствии конкретного уровня функционирования условиям внешней среды и нагрузки, о мотивированном изменении уровня функционирования.

   Однако физиологически активная субстанция не только передает эту информацию, но и участвует в ее реализации, взаимодействуя с соответствующими эффекторами и вызывая мышечные сокращения (или расслабление), секреторную деятельность, сосудодвигательные реакции, передачу информации другим регуляторным звеньям. Важным физиолого-биохимическим механизмом выполнения этих задач является реактивность эффекторных органов и структур по отношению к данному веществу и в данном функциональном состоянии.

3. В осуществлении регулирующего действия участвуют физиологически активные вещества разной химической природы и строения. При этом одни и те же эффекты могут быть связаны с соединениями, весьма различающимися по химической структуре. Сравнительно-физиологический анализ показывает, что многие из таких веществ уже на ранних стадиях онто- и филогенеза участвуют в регуляции физиологических процессов, но тогда они выполняют относительно простые задачи. При последующей дифференцировке тканей и усложнении функции органов и систем они приобретают более тонкое физиологическое назначение (Сахаров Д. А., 1974).

Разбирая эволюцию медиаторной функции, X. С. Коштоянц выделял этап, когда ацетилхолин, производные тирозина, триптофана и другие соединения уже в донервный период начинают участвовать в регуляции процессов у простейших форм животного мира. На более поздних этапах филогенеза это древнее биохимическое звено вовлекается в сложный комплекс биохимических процессов, лежащих в основе разных видов функциональной активности. "Отголоском" эволюции медиаторов является уже отмечавшаяся ранее многоплановая деятельность одних и тех же физиологически активных веществ. Так, например, и серотонин, и гистамин, и субстанция Р функционируют не только в качестве классических нейротрансмиттеров, но и как тканевые гуморальные субстанции, локализованные в тромбоцитах, тучных клетках, соматических тканевых структурах. И хотя метаболизм этих веществ в эволюционном плане, по-видимому, не претерпел существенных изменений, формы их локализации в структурах организма и взаимодействия с другими физиологически активными веществами, а следовательно, и сама регуляторная деятельность у высших организмов становится несравненно сложнее. В частности, брадикинин или другие кининподобные вещества (тахикинины) встречаются в значительных количествах уже у амфибий. Однако на этом этапе эволюции активная субстанция заключена в коже и других органах в виде гранул; в крови же обнаружены лишь кининразрушающие ферменты. У млекопитающих кинины образуются в результате сложной многокаскадной биохимической системы. Т. Seki и Е. Erdos (1973) определенно показали, как усложняется "набор" компонентов калликреин-кининовой системы в процессе эволюции.

Под влиянием изложенных фактов складывается целостная картина существования в организме единого ансамбля нейрогуморальных регуляторов организма. Можно выделить биохимическую и физиологическую формы взаимосвязи действия физиологически активных регуляторных веществ. В первом случае субстанции связаны общими факторами метаболизма. Например, брадикинин активирует 9-кеторедуктазу и фосфолипазу А - ферменты, непосредственно участвующие в синтезе простагландинов; ангиотензинконвертаза или кининаза II в свою очередь осуществляют активацию ангиотензина или инактивацию брадикинина.

В основе физиологического взаимодействия регуляторных субстанций лежит их влияние на ткани, ответственные за продукцию других активных соединений, например, стимуляция выброса катехоламинов из надпочечников под влиянием кининов, торможение секреции норадреналина под воздействием ангиотензина II, изменение ферментативной "рабочей поверхности" легочного эндотелия под влиянием простагландинов, ацетилхолина, кининов и т. д.

Можно предположить, что наиболее существенным и общим принципом сбалансированной работы разнообразных регуляторных систем является принцип авторегуляции, т. е. способность корректировать собственную функцию в соответствии с первичным эффектом. Реализация конечного физиологического эффекта опосредуется и контролируется участием нескольких нейрогуморальных регуляторов, весьма разных по происхождению, локализации, действенности. Итоговым результатом влияния этих субстанций является быстрое или постепенное осуществление процесса (т. е. регуляция скорости), усиление или ослабление его (т. е. регуляция интенсивности), локальный или генерализованный характер ответа.

При оценке функции биоактивных регуляторов в целом важно подчеркнуть идею их динамического баланса. Биологический смысл этого равновесия заключается в перекрестной коррекции функции, что обеспечивает подвижность и многообразие форм деятельности организма и его широкие адаптивные возможности.

К оглавлению

Литература [показать]