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.

---

Эти неспецифические вещества принимают непосредственное участие в гармоническом регулировании жизненных функций организма. Поступая в кровь, лимфу, тканевую жидкость, они играют важную роль в гуморальной регуляции физиологических процессов, осуществляемой через внутреннюю среду организма.

На разных этапах эволюции, когда нервная система отсутствует, взаимосвязь между отдельными клетками и даже органами осуществляется гуморальным путем. Но по мере развития нервного аппарата, по мере его совершенствования на высших ступенях физиологического развития гуморальная система все больше и больше подчиняется нервной. Образующиеся под влиянием нервных импульсов разнообразные продукты обмена веществ (метаболизма), в свою очередь, могут действовать как раздражители на клетки органов или окончания чувствительных нервов, вызывая рефлекторным путем определенные физиологические, а иногда и патологические процессы.

В течение многих лет перед исследователями возникал вопрос о том, как взаимодействуют во внутренней среде организма — крови, лимфе, тканевой жидкости — биологически активные вещества, синтезирующие и расщепляющие ферменты, связывающие и освобождающие из связанной формы механизмы. Оставался и в какой-то мере остается нерешенным вопрос, каким образом некоторые биологически активные вещества обнаруживаются в крови, несмотря на наличие в ней высокоактивных ферментов, почти мгновенно разрушающих их после того, как кровь собрана в пробирку для тех или других лабораторных исследований. Так, например, нелегко ответить, почему в крови удается обнаружить свободный ацетилхолин при наличии системы мощных холинэстераз или обнаруживается гистамин наряду с диаминоксидазой, почти мгновенно его расщепляющей.

Медиаторы нервного возбуждения (например, ацетилхолин, норадреналин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота и др.), образующиеся нервными окончаниями и передающие нервный импульс с нейрона на клетку-исполнитель (синаптическая передача), избежав ферментативного расщепления или обратного поглощения, поступают в ток крови и разносятся по всему организму. Здесь они начинают свою вторую жизнь, теперь уже в качестве биологически активных веществ, вовлекающих в сферу своего действия различные физиологические системы.

Чрезвычайно важное значение для гуморально-гормональной регуляции функций имеет взаимодействие медиатора с рецептором. Рецептор, принимающий центробежные нервные импульсы, можно рассматривать как устройство, через которое специфическая информация поступает из нервных окончаний в клетку-исполнительницу. Одни рецепторы отвечают на действие ацетилхолина (М- и Н-холинорецепторы), другие — катехоламинов (альфа- и бета-адренорецепторы), третьи — серотонина (М-, Д- и Т-рецепторы), четвертые — гистамина (H1- и Н2-рецепторы) и т. д. Работами многих исследователей, в том числе и советских, установлено, что чувствительность рецепторов, их способность приходить в состояние возбуждения или торможения под влиянием одного или нескольких медиаторов в значительной мере определяют физиологические процессы, протекающие в клетках и органах. Так, например, при экспериментальной гипертонии у животных чувствительность адренорецепторов к адреналину увеличивается в 2,3 раза, а к норадреналину — в 3,2 раза. Следовательно, одно и то же количество медиатора может вызвать у животного, страдающего гипертонией, более значительное повышение кровяного давления, чем у здорового подопытного животного.

Если вегетативная нервная система представляет «нервный интегратор», то биологически активные вещества составляют «гуморальный интегратор». Они разносятся током крови по всему организму, однако, только в определенных участках («результирующих органах» или «органах-мишенях») вызывают целенаправленные специфические реакции, вступая во взаимоотношения с рецептором или клеткой-исполнителем, клеткой-мишенью. Действие их при этом и многообразно, и разнообразно. Они возбуждают адрено- и холинорецепторы, вызывают рецепторные реакции и, образуя гуморальный отрезок рефлекторной дуги, проникают (или не проникают) через гематоэнцефалический барьер, обусловливая в одних случаях возбуждение адрен- или холинергических структур головного мозга, в других — их торможение, что приводит нередко к возникновению описанных школой Л. С. Штерн «антагонистических», «противоположных» реакций центральных и периферических нервных образований на действие одного и того же химического раздражителя. И, наконец, они вторгаются в жизнедеятельность органов и тканей, проникая через тканевые барьеры в их непосредственную питательную среду (микросреду), изменяя и регулируя функциональное состояние, обмен, деятельность клеточного аппарата. Отсюда и немедиаторное действие медиаторов, если сказать точнее — «бывших медиаторов». В литературе нередко можно встретить термины «модуляторы» или «нейромодуляторы». В своем действии они отличаются от медиаторов — веществ, передающих возбуждение с нейрона на клетку-исполнитель (межсинаптическая передача), Нейромодуляторами называют химические соединения, выделяемые нервными окончаниями и оказывающие непосредственное влияние вне синапсов, расположенных в месте их образования.

Немедиаторное (отдаленное, дистантное) действие биологически активных веществ, по происхождению медиаторов, по своим свойствам метаболитов, гормонов, нейрогормонов, стимуляторов, ингибиторов, обладающих различным спектром действия, иногда специфическим, иногда неспецифическим, модулирующим, вспомогательным, даже патогенным, широко освещено в научной литературе.

На современном уровне знаний о нейрогуморально-гормональных взаимоотношениях в организме можно судить по уровню биологически активных веществ во внутренней среде с учетом количественных и качественных сдвигов в их соотношении. Идея эта была широко развита исследованиями автора и его сотрудников. Цепь регулирования составляет при этом совокупность жидкой материи организма, составляющей его внутреннюю среду: кровь, лимфа, тканевая (межклеточная) жидкость, в значительной степени цереброспинальная жидкость. Экраном, отражающим, хотя и с некоторым запозданием, совершающиеся в организме процессы регулирования функций, являются моча, слюна, пот и другие выделения организма, особенно если они исследуются через точно фиксированные (сжатые) промежутки времени и можно высчитать количество выделяющегося вещества в 1 мин. Это соответствует определению, принятому в технике, где под цепью регулирования понимают ту часть системы, в которой величина некоторого определенного параметра определяется регулированием.

Сопоставление клинических, физиологических и биохимических показателей позволяет сделать вывод, что для изучения состояния различных отделов вегетативной нервной системы можно пользоваться методом определения в жидких средах и выделениях организма биологически активных веществ эрго- и трофотропного ряда. Их постоянно меняющиеся количественные и качественные соотношения во внутренней среде не только отражают, но и определяют топус и реактивность (готовность к действию) как периферических, так и центральных отделов вегетативной нервной системы. Принято считать, что в крови содержатся вещества, действующие на органы и клетки так же, как действует раздражение вегетативных нервных образований (симпатических и парасимпатических). Они носят название миметических веществ — симпатомиметических и парасимпатомиметических. Но содержатся и вещества, вызывающие возбуждение самих вегетативных нервных образований. Их называют тронными (симпато- и парасимпатотропными). Деление это сугубо условное. По существу, действие биологически активных веществ осуществляется через рецепторы — нервные и гуморальные. О гуморальных рецепторах стали говорить совсем недавно. По существу, это рецепторные элементы клетки, реагирующие на действие тех или других биологически активных веществ через посредство 3'5'-аденозинмонофосфата.

Важное значение для оценки гуморальных механизмов имеют ферментные системы, определяющие образование и распад биологически активных веществ. Необходимо учитывать также скорость выведения их из организма (то, что называется очищением, клиренсом) и способность организма (его клеток, крови, тканей) связывать (и тем самым превращать в неактивную форму), метаболиты, медиаторы, гормоны.

В то время как роль химического фактора в осуществлении местных, строго ограниченных реакций, имеющих узкое целевое назначение, подробно изучена, вопрос об участии в регуляции функций многообразных химических соединений, образующихся в процессе обмена веществ (метаболитов в широком понимании), нередко требует не только глубокого анализа, по и расшифровки наподобие ребуса. За последние годы в этом отношении достигнуты значительные успехи. Из общей суммы одинаково и противоположно действующих метаболитов выделены вещества, имеющие определенную химическую структуру, обладающие специфическими физиологическими свойствами и особенностями. Можно считать установленным, что организм, и в первую очередь центральная нервная система, непрерывно информируется в каждый данный момент об уровне и изменении биологической активности крови.