2 курс / Нормальная физиология / Вегетативные_пароксизмальные_состояния_и_терморегуляция_организма

рующие выведение из организма кислот и оснований, путѐм интеграции главных метаболических путей в системе внутриорганного кровеобращения, изменяющих активность ТПС. Среди этих регуляторных механизмов главная роль принадлежит легким, почкам, желудочнокишечному тракту и ЛРК.

Благодаря буферам крови органические кислоты, образующиеся в процессе обмена, или кислоты, введенные в организм извне, не изменяют реакции крови, а лишь вытесняют СО2 из ее соединения с основаниями; избыток же СО2 выводится легкими.

Скорость диффузии любого газа обратно пропорциональна квадратному корню из его молекулярного веса, а количество диффундирующего газа пропорционально его растворимости в жидкости. Объединение этих двух законов диффузии позволяет сделать вывод, что СО2 диффундирует примерно в 20 раз интенсивнее О2:

где 0,545 и 0,023 – коэффициенты растворимости соответственно СО2 и О2 в воде при температуре +38°С.

Функции переноса кислорода из легочных капилляров в ткани и переноса углекислоты в обратном направлении обеспечиваются многими регуляторными механизмами, определяющими метаболизм углеводов, белков и липидов, взаимосвязанных с активностью КФК. Движущей силой при этом является работа левого сердца, которая обеспечивается необходимым соотношением PVT, которое возможно при соответствующей температуре, обеспечивающей нормальную диффузионную способность капиллярно-тканевой мембраны. При нарушении этих механизмов возникают изменения в доставке к митохондриям субстратов биологического окисления (такими субстратами для гидрогеназ являются аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды и другие простые вещества, а для цитохромов – кислород). Возникающие ферментные нарушения можно разделить на пять типов:

1.нарушение биологического окисления;

2.нарушение свободного использования энергии (свободного окисления);

3.нарушение окислительного фосфорилирования;

4.нарушение декарбоксилирования;

5.нарушение освобождения энергии из АТФ, приводящего к изменениям синтеза кортикостероидов и повышенному выделению

теплоты с возникновением энергетического голодания клетки. Изменения активности ферментов, возникающих при изменениях

PVT и ТПС, направлено на детоксикацию повреждающего фактора, связанного с возникновением атомарного кислорода и достигается путем преобразования химических связей элементов с образованием глобулинов. Важнейшая роль их состоит в транспорте липидов и дру-

181

гих веществ, нерастворимых в свободном состоянии. Гаммаглобулины определяют антитела, вырабатываемые иммунной системой и противостоящие бактериальным, вирусным и другим белковым антигенам, с которыми антитела соединяются. Все иммуно-глобулины построены по единой схеме: две тяжелые и две легкие полипептидные цепи скреплены между собой S=S связями. Целью этих преобразований является обратимая фиксация токсических агентов сывороточным альбумином. Фиксация токсических субстратов и продуктов реакции связана с адаптивными конформационными изменениями молекул белка, происходящих в печени и некоторых органах (кожа, почки, же- лудочно-кишечный тракт) под воздействием микросомальных монооксигеназ. Микросомальные монооксигеназы – это полуферментный комплекс, содержащий цитохром Р-450, НАДФ Н-цитохром, и НАД Н- специфический флавопротеид, связанные с клеточными мембранами, в частности, с фосфолипидным слоем.

Энергетический уровень соответствия метаболизма и кровообращения (соотношений эрго- и трофотропной функции ВНС) зависит от многих патогенетических факторов, прежде всего доставки кислорода в ткани и удаление СО2, а также азотистых газообразных соединений определяющих состояние клеточной проницаемости, адекватность соотношений PVT, ТПС, а также церебральной и центральной гемодинамики и их взаимосвязи, определяемой ходом ПОЛ и АОС, находящихся под афферентивным контролем зоны каротидного синуса, имеющего связи как с симпатическим, так и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы на уровне гипоталамуса, же- лудочно-кишечного тракта и почек. Сино-каротидный узел путем анализа качества возбуждающего характера – скорости доставки кислорода, образование СО2 и азотистых компонентов (изменяя субстраты и продукты реакций, влекущих за собой изменения активности ферментов), которые находятся в частотном характере в диапазоне от 1000 до

20000 Гг (Repcouc, E. Constantinescu, P. 1964г.). В результате этих преобразований происходит регуляция гемодинамики и газового состава. Предполагается, что необходимая частота достигается изменением амплитуды пульсации жидких сред. Эти показатели находятся во взаимосвязи со структурно-кинетическими элементами крови (эритроцитами, нейтрофилами и тромбоцитами). Последние являются носителями субстратов реакций, необходимых для построения определенных ферментов. В зависимости от температуры ход биохимических окислительных и восстановительных реакций меняется. Окисление глюкозы с образованием двуокиси углерода и воды является основной реакцией энергогенеза в поддержании жизни нейронов. Эти реакции идут последовательно через: этап гликолиза, включающего одинна-

182

дцать ступеней; цикл лимонной кислоты (цикл Кребса – 10 ступеней); этап дегидрирования включает 6 ступеней. При недостатке глюкозы возникают катаболические реакции с превращением глютаминовой кислоты: образованием глютамина, т.е. удалением излишка аммониевых субстратов из нейронов. Аммиак экстрагирует альфакетаглютаровую кислоту из последовательности цикла Кребса, что приводит к образованию гамма-минобутировой кислоты, которая вызывает появление серной кислоты. Для хода этих реакций необходимые субстраты возникают из последовательного окисления свободных жирных кислот и углеводов – производителей молочной и пировиноградной кислоты.

Ход биохимических преобразований находится под контролем АПУД-системы. Последняя является эндокринной системой, объединяющей клетки, имеющиеся практически во всех органах и синтезирующая биогенные амины и многочисленные пептидные гармоны (Н.Т. Райхлин, 1997г.). Клетки АПУД-системы – это гормонально – активные нейроэндокринные клетки, обладающие универсальным свойством поглощать предшественники аминов, декарбоксилировать их и синтезировать амины необходимые для построения и функционирования регуляторных пептидов.

Многие типы апудацитов находятся в желудочно-кишечном тракте и поджелудочной железе и образуют гастроэнтеропанкриотическую эндокринную систему, которая является частью АПУД-системы.

Секреция гормонов зависит от локализации апудацитов: поджелудочная железа – инсулин, глюкагон, соматостатин, серотанин; желудок – гастрин, серотанин, АКТГ; пощая кишка – гастрин, серотанин, нейрокинин А; толстая кишка – глюкагон, серотанин, полипептид П; легкие – бомбезин, кальцитониносвязывающий полипептид, бомбезин, АКТГ; щитовидная железа – тирозин, допамин, гидролаза; гипофиз – пролактин, гормон роста, АКТГ, ТТГ, ЛГ, ФСГ; кора надпочечников - минералы и глюкокортикоиды.

Вся эта функциональная система объединена кровообращением вегетативной нервной системы (симпатической, парасимпатической, гипоталамической и лимбической системы), которые через кардиопульмональную систему осуществляют регуляцию активности ТПС и распределение минутного объема кровообращения по внутренним органам, каждый из которых имеет своѐ базальное сопротивление. Распределение минутного объема кровообращения сопровождается изменениями PVT и образованием воды, которая является растворителем как органических, так и неорганических веществ и представляет собой основу внутренней среды организма. Образовавшаяся вода делится на две фракции: способная к обмену и фракция, связанная в коллоидных системах с молекулами органических веществ. На каждый

183

грамм откладывающихся в тканях гликогена и белка задерживается соответственно 1,5 и 3 ммл воды. Количество воды связано с активностью ферментов, о степени выраженности которых можно косвенно судить по температурным показателям сонных артерий, их отношений к температуре абдоминальной области, отражающих биоритмологические аспекты взаимодействия метаболизма внутренних органов , определяемого по асимметрии температурных показателей изучаемых точек и временного параметра их стабилизации.(рис.3 - 3).

В зависимости от изменений кровотока в магистральных сосудах производили изучение динамики стабилизации температур в активных точках (в зонах каротидных синусов, подмышечных впадин, абдоминальной области), а также их отношение друг к другу, сопоставление величин левой и правой половины, их отношение к абдоминальной температуре. Существенным моментом при этом является время стабилизации температурных показателей с определением стороны асимметрии. Было обследовано 1255 человек, из них мужчин – 874; женщин – 381.

Исследуемые на основании анализа средних температурных показателей, изучаемых точек были разделены на три большие группы : первая группа –среднии суммарные значения всех пяти точек находились в интервале 1550С -1680С (30%) ; вторая группа – 1680С -1790С (45%); третья группа – ниже 1550С (25%). По ассиметрии показателей значения температур преобладали: слева – 50%, справа -30%, без четкой разницы сторон – 20%. По суммационному показателю значений сонных артерий – температурный показатель сонных артерий выше чем показатель подмышечных артерий- 7%. Температурный показатель сонных артерий ниже значений температурных показателей подмышечных артерий – 70%. Температурный показатель сонных артерий ниже показателя абдоминальной области -25%.

Исследуемые на основании температурных показателей были разделены на 9 групп. Среднее значение суммарного показателя температур в выделенных группах этих точек представлены в виде табли-

цы 3-3.

Таблица 3-3

Среднее значение суммы температур

184

I группа, где ΣΤлев преобладала над ΣTправ, и находилась в интер-

вале 155 - 168ºС

II группа, где ΣΤлев преобладала над ΣTправ, и находилась в интер-

вале 168-179ºС

III группа, где ΣΤлев преобладала над ΣTправ, и находилась в интервале ниже 155ºС

В зависимости от средних значений изучаемых температурных показателей и средних значений газового состава атмосферы, атмосферного давления, а также периферического состава крови происходят реакции, охватывающие метаболизм углеводов, метаболизм липидов с включением азотистых небелковых компонентов (мочевина, полипептиды, креатин и креатинин с образованием воды и СО2, которые происходят на уроане клеток внутренних органов, крови (см рис.2)

Рис.2. - Регуляторные механизмы регуляции вегетативного гомеостаза.

185

Изучение особенностей приспособительных конформационных реакций организма в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды показывает, что одним из наиболее важных свойств этих реакций является лабильность, гибкость процесса изменения клеточного состава крови и взаимосвязанных с этим ходом биохимических реакций, обусловленных изменениями значений PVT и ТПС, приводящих к изменениям образования и перераспределения воды по секторам (см таблицу 3-4)

Средние показатели водного обмена представлены в табл. 3-4 Средние значения распределения воды в организме человека в

% от массы тела и в абсолютных величинах (по Bland,1959; по Малыхину А.В.,2003г)

Таблица 3-4

Способность организма менять интенсивность их расходования и новообразования в зависимости от частоты и силы действия различных факторов окружающей и внутренней среды с последующим синтезом и распадом веществ, возникающих в ходе конформационных преобразований белка. При разнообразных изменениях частоты и силы действия раздражителя интенсивность новообразования СКЭ непрерывно меняется, устанавливаясь в каждый данный момент на уровне, предотвращающем возникновение несовместимого с жизнью клеточного дефицита. В ответ на действие патогенного фактора организм не только вырабатывает ритм регенераторной реакции, заключающейся в распаде и синтезе веществ, адекватных частоте действия повреждающего агента, но и соответствующим образом быстро и точно меняет, перестраивает этот ритм при каждом изменении частоты и силы влияний окружающей среды (физических, химических, психических). В таких случаях намечается тесный контакт между проблемой адаптации и проблемой биологических ритмов, причем последняя проблема, будучи во многом отвлеченно биологической, в данном конкретном случае приобретает значение практически важной в медицинском отношении. По сути дела в центре внимания оказываются не биологические ритмы организма, взятые обособленно, а их соотношениями с ритмами воздействия окружающей среды, реализованными организмом в виде новых структурно-кинетических образований. Если ритм

186

действия патогенного фактора совпадает с ритмом обновления структур организма, последний оказывается адаптированным к данному фактору, он его «не чувствует», поскольку к каждому очередному вредному воздействию успевает восстановить свою структуру, поврежденную после предшествующей атаки. Если оба ритма не совпадают, особенно когда ритм действия патогенного агента чаще ритма обновления структур, последний перестраивается: учащается настолько, чтобы прийти в соответствие с ритмом действия раздражителя и тем самым погасить его отрицательное влияние на тот или иной орган. Таким образом, приспособительные колебания функциональной активности органов материально обеспечиваются не просто изменениями числа активно функционирующих СКЭ (интенсивно обновляющихся) структур, но изменениями, происходящими в строгом временном соответствии между частотой и силой воздействия раздражителя с последующим изменением хода биохимических реакций, сопровождающихся изменениями временных параметров обмена информацией между внешней средой и организмом, между внутренними органами организма, которые происходят на уровне микроциркуляторного русла кровообращения с изменениями времени стабилизации температурных показателей. Существенным моментом при этом являются изменения биофизической основы внутренних органов.

Подчеркивая высокую лабильность ритма обновления внутриклеточных структур, его способность быстро перестраиваться соответственно меняющимся частоте и силе внешних воздействий, следует отметить, что эта способность организма к адаптационной перестройке интенсивности биологических процессов не безгранична. Существуют некоторые минимальные, более уже «несжимаемые» сроки развертывания этой перестройки и, в частности, гиперплазии ультраструктур и расширения материальной базы клетки, раньше которых они произойти не могут. Прежде всего это касается образования воды и ее выделение. Вся вода организма обновляется примерно за четыре недели. При обмене воды гомеостатические механизмы обеспечивают как сохранение постоянства общего объема жидкости, так и соотношение в распределении жидкости между пространствами с активным участием многоферментной и многоуровневой регуляции тромбинплазминовой системы, воздействующей на лиз-аргиновые связи пептидов с образованием протеолитических продуктов распада фибрина

(ПРФ).

Следовательно, существует некоторый латентный период между моментом действия раздражителя и временем мобилизации организмом материальных ресурсов для его нейтрализации, в течение которого могут возникнуть серьезные, а может быть, и необратимые повреж-

187

дения органов и тканей, обусловленных биохимическими и биологическими свойствами ПРФ.

В плане проблемы структурных основ компенсаторноприспособительных реакций изложенное еще раз свидетельствует о том, что какой бы ни была форма адаптации в каждом конкретном случае, будь это даже самая срочная, практически немедленная адаптация, она никогда не осуществляется на чисто функциональной основе, всегда имея под собой соответствующую материальную базу: ПРФ, адгезинность тромбоцитов, хемотаксис лейкоцитов и гранулоцитов переферической крови.

Разработанное программное обеспечение (155 - 157), позволяет производить перерасчет цифровых показателей температур в математические символы биохимических показателей, основанное на двух составных частей кинетики: формальной, дающей математические зависимости скорости реакций от концентрации субстратов, а также молекулярный, рассматривающей возможные механизмы реакций на основе активных столкновений. Для каждой такой реакции составляется кинетическое уравнение двух типов.

Дифференциальные уравнения: дает зависимость скоростей реакций от молекулярной массы реагентов (150, 151, 153, 155, 157, 165, 167, 182, 191, 201, 222, 247, 262).

V=f(c1..., cn) (3.6.)

Интегральные уравнения получаются путем решения дифференциальных уравнений и дают зависимость концентрации реагентов или продуктов реакции в зависимости от времени.

Ci=φ(t) (3.7.)

Обобщенным дифференцированным уравнением скорости для простых реакций

v=k(CA)γa(CB)γb (3.8.)

Суть этого уравнения состоит в том, что скорость реакции пропорционально произведению концентрации всех реагентов. При этом каждая концентрация берется в соответствующей степени и обозначает порядок реакции по данному реагенту (или способности молекул взаимодействовать одновременно в реакциях). Скорость реакции зависит от величины К, называемой константой скорости. Последняя зависит от температуры периодом полупревращения Т½. Это такое вре-

188

мя, за которое концентрация какого-либо из реагентов снижается до уровня между начальным и конечным значениями.

с(Т1 / 2 ) 12 (с0 с ) (3.9.)

Последовательное решение этих задач позволяет определять механизмы биохимических показателей (табл. 3-4). Для этого используются корреляционные отношения между температурными показателями и газокинетическими диаметрами частиц (табл 3-2) стандартными энтальпиями связей, выраженные кДжмоль с-1. Соответствующие

стандартные энтальпии равны С=О – 743 кДжмоль с-1; СН – 412 кДжмоль с-1; С-О – 310 кДжмоль с-1; С-С – 348 кДжмоль с-1; Н-О – 463

кДжмоль с-1. Энергетическое обеспечение любых функций живых систем осуществляется за счет высвобождения потенциальной энергии химических связей, входящих в состав любой клетки живого организма. Нейрон головного мозга, мышечное волокно, кардиальный саркомер, клетка печени, клетка крови обладают специфическими биохимическими особенностями, обусловленными процессами биологического окисления. При этом освобождение скрытой энергии химических связей происходит путем донорноакцепторного взаимодействия, при котором донорами электронов являются многие вещества, в то время, как в роли акцептора выступает только кислород. Согласно закону Генри количество газа, растворенного в жидкости при определенной температуре прямопропорционально парциальному давлению газа в газовой фазе и коэффициенту его растворимости (а). Общепринятым медициной понятием считается объем газа в сантиметрах кубических, который при нормальной температуре растворяется в 100 см3 растворителя (плазма, кровь, вода). Для кислорода, азота и углекислого газа коэффициенты растворимости (а) при температуре 40оС составляют 2,3; 1,2; 53 см3/100мм. Скорости реакций взаимосвязаны с температурой и концентрацией, причем молярной. Последняя величина взаимосвязана с относительной молекулярной массой вещества.

Скорости, определенные по разным участкам реакции, совпадают только после деления на стехиометрические коэффициенты.

189