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.

---

Опыты, проведенные в этих условиях, показали, что многие химические соединения, воздействуя на чувствительные нервные окончания, вызывают боль. Болетворным действием обладают хорошо изученные медиаторы и метаболиты, постоянно образующиеся в здоровом организме и принимающие активное участие в регуляции функций. К ним относятся такие биологически активные вещества, как ацетилхолин, адреналин, норадреналин, серотонин, соли калия, кальция и др.

Ацетилхолин, этот универсальный медиатор, постоянно присутствующий во внутренней среде, вызывает боль как при введении в кожу, так и при накапывании на слизистые оболочки. Но самая сильная боль возникает при нанесении растворов ацетилхолина на основание кантаридинового пузыря. Как правило, боль возникает при этом почти мгновенно и по своему характеру напоминает укол иглой. Длится ацетилхолиновая боль примерно от 15 до 45 с, усиливаясь или ослабевая в зависимости от концентрации раствора.

Пороговая концентрация ацетилхолина, необходимая для возникновения боли, равна 10-5—5×10-5 г/мл. Однако встречаются испытуемые, мало чувствительные к действию ацетилхолина. Приходится применять концентрации препарата 10-2—10-3 г/мл. Если на основание пузыря предварительно нанести раствор хлористого калия, чувствительность к ацетилхолину резко повышается. Объясняется это, вероятно, тем, что калий, как уже указывалось, потенцирует действие ацетилхолина и препятствует связыванию его тканями. Особенно острую боль вызывает одновременное накопление в тканях ацетилхолина и гистамина. Некоторые вещества, являющиеся антагонистами ацетилхолина (атропин, тубокурарин и др.), снимают его болетворное действие.

Выраженными болетворными свойствами обладает и серотонин. При нанесении его на дно кантаридинового пузыря в разведении 2,5×10-6 г/мл возникает отчетливое болевое ощущение, причем болетворное действие серотонина очень напоминает эффект, вызванный накапыванием сыворотки крови человека.

Роли серотонина в возникновении и снятии боли было уделено немало внимания. Оказалось, что серотонин при введении его в организм, может в одних случаях усиливать, в других ослаблять боль. Особенно велико его значение при эмоциональных реакциях, вызванных сильной болью. Однако на международном симпозиуме по боли, состоявшемся в Вашингтоне весной 1973 г., шведский ученый О. Линдал и итальянский Ф. Сикутери отрицали болетворное действие серотонина. Они утверждали, что в отличие от брадикинина серотонин вызывает боль при введении в артерию только в очень высоких, отнюдь не физиологических концентрациях.

Плазма крови не вызывает боли. Но после того, как она постоит несколько минут в стеклянной пробирке, в ней появляются вещества, обладающие выраженными болетворными свойствами. Несколько капель такой «постоявшей» плазмы, нанесенные на глубокий слой кожи, вызывают мучительную, подчас нестерпимую боль.

В дальнейшем было установлено, что боль возникает под влиянием особых веществ, содержащихся в крови и тканях, известных под общим названием кининов. Это сложные химические соединения — полипептиды, близкие к белкам. Как и белки, они состоят из связанных друг с другом аминокислот.

Наиболее подробно изучено болетворное действие брадикинина, каллидина и близкого к ним энтеротоксина — так называемой субстанции Р. Кинины принимают активное участие во всей деятельности организма. Введение их в кровь сопровождается рядом физиологических эффектов. Они расширяют сосуды, увеличивают в них скорость кровотока, снижают кровяное давление. Но особо важное значение имеет их действие на чувствительные нервные окончания. Даже в самых незначительных количествах они вызывают боль.

У здорового человека кинины обычно не обнаруживаются. Это объясняется тем, что в крови находятся их неактивные формы, так называемые кининогены, из которых под влиянием особых ферментов — калликреинов образуются кинины, но существование кининов непродолжительно. Не успели они образоваться, как другие ферменты — кининазы разбивают их на отдельные обломки, не имеющие существенного значения для деятельности организма.

Особо мощным болетворным действием обладает брадикинин — девятичленный пептид, который состоит из 5 аминокислот — серина, глицина, фенилаланина, пролина и аргинина. При введении в кровь или под кожу брадикинин вызывает острую боль. В определенных случаях содержание брадикинина в крови и тканях нарастает и, раздражая нервные окончания, он становится источником тягостной боли. Другой болетворный кинин — 10-членный пептид — каллидин. Он также может вызвать длительную боль. При этом оказывается, что оба кинина во много раз активнее гистамина.

Некоторые исследователи пробовали вводить в артерию брадикинин не только животным, но и людям. В этих случаях, как правило, возникала сильнейшая боль. Достаточно было впрыснуть в сонную артерию несколько десятимиллионных долей грамма брадикинина, чтобы испытуемый почувствовал жгучую боль сначала в области щитовидной железы, а затем в челюстях, висках и ушной раковине. Введение брадикинина в вену также сопровождалось резкой болью, которая наступала через 2—3 с после инъекции.

Появление кининов в организме человека тесно связано с таким важнейшим для жизни физиологическим процессом, как свертывание крови. Брадикинин, каллидин и другие кинины начинают свое существование в тот момент, когда, предохраняя себя от кровопотери, организм мобилизует сложнейший защитный механизм — свертывающую систему крови. Однако из многочисленных компонентов этой системы так называемый фактор контакта, или по фамилии больного, у которого он был впервые обнаружен,— фактор Хагемана, способствует превращению кининогенев в кинины. Вот почему плазма, постоявшая несколько минут в стеклянной пробирке, становится болетворной. В процессе соприкосновения (контакта) со стеклом в плазме активируется фактор Хагемана, появление которого способствует образованию кининов.

Кининогены, предшественники кининов, можно выделить из крови и тканей человека, а также всех видов животных, за исключением птиц. В плазме крови они содержатся в альфа-2-глобулиновой фракции. Под влиянием калликреина кининогены превращаются в кинины. Однако активный калликреин в крови отсутствует. В плазме он находится в неактивной форме (калликреиноген), которая превращается в калликреин под влиянием фактора Хагемана.

Калликреиноген, по-видимому, образуется также в печени; во всяком случае, при некоторых заболеваниях печени содержание его в плазме значительно снижено. При контакте со стеклом или некоторыми другими веществами (например, каолином) фактор Хагемана активируется и способствует превращению калликреиногена в калликреин.

Таким образом, кинины (брадикинин, каллидин и некоторые другие полипептиды) — вещества, вызывающие боль (pain promoting substances), начинают свою жизнь в организме, когда звучит первый звонок, возвещающий мобилизацию свертывающей системы крови в сосудах или тканях, подвергшихся травме, удару, порезу, ожогу и т. д. Образование их связано не только со свертыванием крови, но и с растворением образовавшихся сгустков фибрина. Фермент, растворяющий фибрин, — плазмин также принимает участие в образовании кининов, активируя калликреиноген и превращая его в калликреин.

Как известно, при уколах, порезах, ушибах, размозжении тканей кровь, вытекая из сосудов, свертывается. Проходит какое-то время и в участках, где образовался сгусток свернувшейся крови, образуются кинины. Поступая во внутреннюю среду организма, они превращаются в источник боли, которая возникает через несколько минут, иногда через полчаса, в некоторых случаях еще позже (вторичная боль). Переход кининогенов в кинины происходит медленно. «Кининовая» боль возникает исподволь, постепенно. Это уже вторая фаза болевого процесса. Первая фаза, вызванная нарушением целостности тканей, к этому времени уже миновала. Чем больше в тканях кининов, чем более интенсивно идет их образование, тем быстрее нарастает боль, тем она сильнее и тяжелее.

Т. Люис показал, что воспаление, сопровождающееся болью, проходит в своем развитии две стадии. В первой накапливаются гистамин, серотонин, частично ацетилхолин, во второй — кинины. При этом гистамин способствует активированию кининовой системы. Гистаминовая боль как бы переходит в кининовую. Эстафета следует от одного алгогенного вещества к другому. Боль порождает боль.

Накопление кининов объясняется возникновением боли при воспалении, при инфекционных и ревматических поражениях суставов, плевритах, мигренях и т. д.

Большое значение для возникновения боли имеет открытие в 1931 г. У. Эйлером и И. Гаддумом особого химического соединения, содержащегося в кишечнике и мозге и названного веществом Р. По своему строению оно также принадлежит к полипептидам и состоит из нескольких аминокислот: лизина, аспарагиновой и глютаминовой кислот, аланина, лейцина и изолейцина. Оно близко к брадикинину, но по ряду химических свойств отличается от него.