5.6. Реализация механизмов реактивности на различных структурно-функциональных подуровнях организма.

«Реактивность», как и понятия «болезнь», «здоровье» относятся к организму, как к целому. Тем не менее, конкретные механизмы реактивности могут реализоваться в большей степени на каком-либо из уровней организации живых систем. Различают реактивность на молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом уровнях, органную реактивность, реактивность функциональных систем организма, организменные и популяционные формы реактивности.

Молекулярный уровень реактивности. Для этого уровня наибольшее значение имеют комплементарные взаимодействия, основанные на однозначном структурном соответствии распознающих молекул. Например, рецепторная субъединица аденилатциклазы специфически узнает белковый гормон и комплементарно с ним взаимодействует по принципу «ключ-замок». Вследствие данного взаимодействия активируется каталитическая субъединица этого фермента. Комплементарность наблюдается во взаимодействиях ферментов и их субстратов, антигенов и антител, биологически активных веществ, цис–регуляторных элементов хроматина и лигандов, изменяющих экспрессию генов и др.

Субклеточный уровень реактивности характеризуется структурными и функциональными изменениями внутриклеточных ферментных систем, органелл, фрагментов мембран и др. Например, при гипоксии в клетке отмечается гипертрофия митохондрий и увеличение их количества, возрастает активность анаэробного окисления глюкозы, повышается сродство к кислороду дыхательных ферментов и др.

Клеточный уровень реактивности. В основном он определяется генетически детерминированным набором клеточных рецепторно-дискриминаторных систем, т.е. генетически обусловленной способностью клетки, с помощью различных мембранных рецепторов, дифференцированно воспринимать и реагировать на большое многообразие внешних раздражителей. Данные механизмы обеспечивают, прежде всего, их специфическую сторону реактивности. Например, тиреотропный гормон, взаимодействуя с мембранными рецепторами клеток щитовидной железы, стимулирует ими синтез тиреоидных гормонов; фибробласты, гладкомышечные клетки и макрофаги путем эндоцитоза реагируют на липопротеиды низкой и очень низкой плотности (реакция опосредована рецептором аполипротеина В, входящего в состав данных частиц). Кроме того, клетки способны и к неспецифическим механизмам реактивности. Многим клеткам (от дрозофилы до человека) в ответ на повреждение, свойственен синтез нетканеспецифических и невидоспецифических белков, «белков теплового шока». Предполагается, что они повышают неспецифическую резистентность клеток к повреждению. К неспецифическим реакциям клетки можно так же отнести фагоцитоз, микровезикуляцию цитоплазмы, образование филоподий и др.

Реактивность на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях различна для клеток и молекул, взятых:

• от индивидов различного возраста. Например, фетальный гемоглобин и гемоглобин А неодинаково связывают кислород, клетки организма новорожденных более устойчивы к гипоксии, чем взрослого.

• от различных тканей одного и того же индивида. Например, тканевой и кровяной тромбопластин различаются по составу и механизму образования; митохондрии скелетных мышц в качестве энергетического субстрата в основном используют одноуглеродные фрагменты, получаемые из глюкозы, а митохондрии кардиоцитов – фрагменты из жирных кислот.

Тканевой уровень реактивности. По мере дифференцировки, в клетках часть унаследованных свойств (генетических программ) репрессируются, остаются лишь те, которые необходимы для выполнения определенных функций группой клеток. Поэтому они отвечают на раздражитель реакциями, свойственными данной ткани. Примером тканевой реактивности может служить местный ответ тканей на повреждение в виде воспалительного процесса, формирование отека, образование новых микрососудов и др.

Органный уровень реактивности. Он проявляет по мере формирования органов из различных тканей, т.е. с развитием органогенеза и характеризуется, например, реакцией гладкомышечных органов при аллергии.

Важной составляющей единицей тканевого и органного субстрата реактивности является структурно-функциональный элемент органа (ткани). Он, не смотря на различные названия (нефрон почек, печеночные дольки в печени, двигательная единица в мышце и т.д.) имеет общие черты строения. По А.М. Чернуху (1982) структурно-функциональный элемент органа (ткани) – это структурно-функциональный комплекс, представляющий собой интегральное целое, состоящий из клеток паренхимы (выполняющих специфические функции), соединительно-тканных элементов (выполняющих опорную, трофическую и защитную функцию для клеток органной паренхимы), нервных волокон с рецепторами, лимфотических микрососудов и микроциркуляторного русла. Согласно А.М. Чернуха, микроциркуляторное сосудистое русло является главной структурной единицей данного образования, так как его основное назначение - доставка клеткам кислорода, питательных веществ и удаление продуктов метаболизма. Отсюда, реактивность на уровне функционального элемента в первую очередь определяется состоянием кровотока в нем, т.е. уровнем микроциркуляции, адекватности ее регуляции метаболическим потребностям органа (ткани), проницаемостью гистогематического барьера и т.д. Такие патологические процессы, как воспаление, аллергия, артериальная и венозная гиперемия, ишемия, стаз, тромбоз развиваются именно в структурно-функциональном элементе. Именно он является первичной ареной защитно-приспособительных реакций.

Каждый орган (ткань) состоит из большого количества функциональных элементов, причем, как мы отмечали, в здоровом организме они не все работают, этим определяется надежность системы, даже если гибнет определенная ее часть и не может регенерировать. Вместо погибших, включаются, до этого времени не функционировавшие, структурно-функциональные элементы и, нередко, в целом деятельность органа не нарушается. Дублированием деятельности множеством структурно-функциональных единиц можно объяснить, например, наличие отрицательных функциональных почечных проб у больных с нефросклерозом.

Реактивность функциональных систем организма (системный уровень реактивности). Это качественно новая интеграция механизмов реактивности, она создается для решения определенных задач организма. Основу этой реактивности представляет хорошо известная концепция П.И. Анохина о функциональных системах организма. Функциональная система – это временное объединение разных уровней организации (молекулярного, субклеточного, клеточного, тканевого, органного, системного) и механизмов их регуляции, для достижения конкретного, полезного для организма в целом, результата. В основе деятельности каждой системы лежат комплементарные взаимодействия между различными уровнями организации организма. Однако, к аутокринному, паракринному и панокринному типам обмена сигнальной информацией, характерных для местного пользования, присоединяются дистантные механизмы – эндокринный, нейроэндокринный, нейромедиаторный (рис. 5.1).

По современным данным, интеграционную деятельность механизмов реактивность организма, как целого, осуществляют нервная, эндокринная и иммунная системы. Данные системы влияния на все, выше рассмотренные уровни реактивности и их деятельность тесно взаимосвязана между собой. Показано, что иммунная система, посредством цитокинов и специфических аутоантител, может направлено изменять деятельность нервной и эндокринной систем. В свою очередь, клетки иммунной системы, их функции, регулируются гормонами и нейромедиаторами. Установлена сруктурно-функциональное схожесть ряда гормонов с цитокинами, интерферонами и/или антителами. Лимфоцитам свойственны эндокринные

Паракринный Эндокринный Специализированный

паракринный

Нейромедиаторный Нейроэндокринный Панокринный

Наружный аутокринный Внутренний аутокринный Юкстакринный

Рис. 5.1 Различные виды химических взаимодействий между клетками

функции, например, они способны выделять некоторые гипофизарные гормоны и их иммунологические копии; в коре больших полушарий есть клетки, синтезирующие нейропептидные гормоны (соматостатин) и даже инсулин.

Таким образом, в настоящее время сформулировалось представление о том, что у человека и животных имеется коммуникативно-регуляторный интегративный аппарат (КРИА). Деятельность составляющих его систем (нервной, эндокринной и иммунной) тесно взаимосвязана и направлена на поддержание в организме информационного равновесия, причём, при необходимости они комбинируют и модулируют сигнальные воздействия друг друга. Функционирование КРИА осуществляется двумя путями – проводниковым (электрическая передача сигнала) и гуморальным (транспорт биорегуляторов через биологические жидкости организма).

В той или иной форме нарушения нейроиммуноэндокриных взаимоотношений наблюдаются при любой форме патологии, поэтому, изучение этих изменений является одним из перспективных направлением современной патофизиологии (Крыжановский Г.Н., 1997, 2002; Акмаев И.Г., Гриневич П.В., 2001 и др.).

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ.

1. Реактивность организма – это:

1) способность организма воспринимать воздействия окружающей среды; 2) способность организма отвечать определенным образом на воздействия факторов внешней и внутренней среды; 3) способность организма противостоять воздействию факторов внешней и внутренней среды.

2. Неравнозначность реактивности мужского и женского организмов объясняется:

1) разнонаправленным действием половых гормонов; 2) генетическими особенностями Х-хромосомы; 3) генетическими особенностями У-хромосомы; 4) различиями по соматическим хромосомам.

3.Выделяют реактивность на:

1) молекулярном уровне; 2) субмолекулярном уровне; 3) субклеточном уровне; 4) клеточном уровне.

4.Основными теоретическими положениями реактивности являются:

1) реактивность - это расширенная форма возбудимости; 2) реактивность - одна из основных форм связи и взаимодействия организма как единой системы с факторами внешней и внутренней среды; 3) реактивность – одна из многих форм связи организма как единой системы с факторами внешней и внутренней среды.

5. Мужская реактивность (в сравнении с женской) характеризуется следующим:

1) более широким индивидуальным разнообразием; 2) большей устойчивостью к действию эндогенных факторов; 3) в большей степени направлена на повышение устойчивости к антропогенным влияниям; 4) более совершенными стереотипами консервативных адаптивных механизмов.

6. К «переносимости» по И.А.Аршавскому можно отнести:

1) снижение ответа организма на механическую травму при шоке; 2) снижение ответа организма на патогенные микроорганизмы при хронической гипоксии; 3) повышение процента выживания подопытных животных в условиях острой гипоксии и радиального ускорения.

7.Групповая реактивность включает в себя:

1) специфическую реактивность; 2) конституциональную реактивность; 3) половую реактивность; 4) неспецифическую реактивность.

8. Положение возрастной реактивности – чем ближе к началу онтогенеза, тем у имеющихся программ реагирования меньше диапазон ответа на патоген – означает:

1) бластула более ограничена в ответе, чем эмбрион; 2) эмбрион дает более дифференцированные ответы, чем плод; 3) для эмбрионального периода характерны в основном ответы в виде гибели или развитие пороков органов; 4)плод дает более дифференцированные ответы, чем бластула.

9. Активная резистентность, в отличие от пассивной, предусматривает:

1) наличие y-глобулинов в крови и слизистых оболочках; 2) наличие натуральных киллеров; 3) повышение количества эритроцитов в крови при гипоксии; 4) эмиграцию лейкоцитов в очаг воспаления.

10. К основным формам реактивности, основанных на специфичности ответа организма, относят:

1) неспецифическая реактивность; 2) неадекватная реактивность; 3) специфическая реактивность; 4) органоспецифическая реактивность.

11. Молекулярные механизмы теории «изнашивания», объясняющей старческую инволюцию, следующие:

1) повышение с возрастом активности антиоксидантной системы клеток; 2) повышение с возрастом активности оксидантной системы клеток; 3) снижение с возрастом активности антиоксидантной системы клеток; 4) снижение с возрастом активности оксидантной системы.

12. Выберите примеры, характеризующие анергическую реактивность:

1) бактерионосительство; 2) иммунологическая толерантность; 3) приобретенный иммунитет; 4) аллергия.

13. Перечислите виды реактивности , которые можно выявить у индивида после искусственной тренировки к гипоксии:

1) вторичная; 2) специфическая; 3) общая; 4) пассивная.

14. Механизмы резистентности являются одним из основных следствий и выражений:

1) чувствительности; 2) раздражительности; 3) реактивности; 4) переносимости.

15. Чем объясняется абсолютная первичная резистентность:

1) эффектом комплементарности между патогеном и реагирующими структурами организма; 2) эффектом некомплементарности между патогеном и реагирующими структурами организма; 3) отсутствием в организме инградиентов, необходимых для существования патогена; 4) наличием в организме АТ к патогену.

16. Какие утверждения являются верными:

1) гиперэргической форме реактивности всегда соответствует высокая резистентность; 2) гиперэргическая форма реактивности не во всех случаях сопровождается высокой реактивностью; 3) гиперэргическая форма реактивности не во всех случаях выгодна и иногда даже опасна

17. Резистентность организма, в отличие от реактивности, характеризуется:

1) она носит качественных характер; 2) она носит количественный характер; 3) набором всего спектра реакций, свойственных организму как целому; 4) набором определенных защитных реакций, обеспечивающих адаптацию к конкретному патогену.

18. Индивидуальная реактивность включает в себя:

1) наследственную составляющую; 2) конституциональную составляющую; 3) фенотип; 4) приобретенные свойства в процессе жизнедеятельности.