Г)Принципы адаптации организма в изменяющихся условиях среды

В течение всей жизни организму приходится приспо­сабливаться к непрерывно меняющимся условиям среды. С этой точки зрения вся жизнь — постоянное приспособление, адаптация, а все изменения в организме—приспособительные.

Жизнь “на всех ступенях ее развития” И.М.Сеченов (1863) определял “как приспособление... к условиям существо­вания”. Приспосабливаемость, подчеркивал Н.Е.Введенский (1899), “составляет свойство, проникающее, так сказать, все яв­ления, совершающиеся в живом организме...”. “Движение рас­тений к свету и отыскивание истины путем математического анализа — не есть ли это, в сущности, явления одного и того же ряда? Не есть ли это последние звенья почти бесконечной цепи приспособлений, осуществляемых во всем живом ми­ре?”—писал И. П. Павлов (1903).

“Постоянство внутренней среды есть условие свободной жизни организма», по определению Клода Бернара (1878). Уолтер Кэннон (1932) ввел термин “гомеостаз”, что означает еще более широкое понятие — поддержание относительного дина­мического постоянства всего организма. При этом был вскрыт механизм поддержания этого постоянства — автоматическая саморегуляция — результат совершенствования приспособительной деятельности в процессе эволюции.

В одной из своих монографий под названием “Мудрость те­ла” Кэннон (Cannon W. В., 1932) пишет о том, что тайна муд­рости тела—в гомеостазе, достигаемом совершенной адапта­ционной деятельностью.

Человек живет в условиях ледяной Арктики и знойного экватора, сохраняя в весьма узких пределах одну и ту же температуру тела, один и тот же состав крови и многие другие “константы”.

Как же приспосабливается организм к действию бесчислен­ных. постоянно меняющихся факторов? Как сохраняет необхо­димое для жизни относительное постоянство внутренней сре­ды?

В основе развития приспособительных реакций целого организма лежит количественно-качественный принцип: в ответ на действие раздражителей, различных по ко­личеству, т. е. по степени своей биологической активности, раз­виваются различные по качеству стандартные адаптационные реакции организма. Развив­шиеся в процессе эволюции общие приспособительные реакции организма являются неспецифическими, а специфика, качество каждого раздражителя лишь накладывается на общий неспеци­фический фон.

Чем характеризуются общие неспецифические адаптацион­ные реакции организма и как они формируются? Эти комплекс­ные реакции характеризуются прежде всего автоматизмом. Как осуществляется такая автоматическая саморегуляция? Показа­но, что важнейшая роль в приспособлении принадлежит ЦНС— основной регулирующей системе организма. Кора головного мозга с системой анализаторов принимает информацию от внешнего мира, подкорковые образования головного мозга — от внутренней среды. Автоматическое регулирование постоянства внутренней среды осуществляется, главным образом, гипоталамической областью мозга, являющейся центром интегра­ции вегетативного отдела нервной системы и эндокринной си­стемы — основных исполнительных звеньев, реализующих влияние ЦНС на внутреннюю среду организма. В гипоталамусе сочетаются нервный и гумо­ральный путь автоматической регуляции. “В гипоталамусе в процессе эволюции осуществился принцип микроминиатюри­зации, чему с успехом подражает современная электроника” (Гращенков Н. И., 1966, с. 10). Н. И. Гращенков (1965) образно сравнивает гипоталамус с радарной установкой, включенной в систему саморегулирования и автоматизации нейро-гуморально-гормональных процессов, противостоящих динамически из­меняющимся факторам не только внутренней, но и внешней среды.

Впервые общая неспецифическая адаптационная реакция организма была открыта канадским ученым Г. Селье. Им было показано, что в ответ на действие разных по качеству, но силь­ных раздражителей стандартно развивается один и тот же комплекс изменений в организме, характеризующий эти реак­цию, названную общим адаптационным синдромом (ОАС), или реакцией напряжения—реакцией стресс (Селье Г., 1936, 1950, 1956,1960,1961).

Г. Селье, еще будучи студентом медицинского института, обратил внимание на то, что признаки у многих совершенно различных болезней очень сходны. “Пациент чувствует себя плохо, выглядит больным, у него обложен язык, он жалуется на более или менее разлитые боли в суставах, у него отме­чаются желудочно-кишечные расстройства с потерей аппетита и веса (а также повышенное выделение азота, фосфатов и ка­лия). Менее постоянными симптомами были лихорадка, увели­чение печени или селезенки, протеинурия, ангина, сыпь и т. д.”. (Селье Г., 1972, с. 21). В дальнейшем, изучая на животных действие экстрактов из плаценты и яичников, Селье обнару­жил через 6 часов после введения у всех животных увеличе­ние коркового слоя надпочечников (с исчезновением секретор­ных гранул из корковых клеток), инволюцию тимико-лимфатического аппарата и кровоточащие язвы желудка и двенадца­типерстной кишки.

Дальнейшее изучение стресса показало, что эта реакция протекает стадийно, характеризуется определенным комплек­сом изменений в нейроэндокринной системе и оказывает влия­ние на уровень неспецифической резистентности организма, его воспалительный потенциал и обмен веществ.

Через 6 часов после стрессорного воздействия развивается первая стадия стресса—“реакция тревоги”, которая длится 24—48 часов. Эту стадию характеризует уменьшение тимуса, лейкоцитоз, определенное соотношение форменных элементов белой крови: лимфопения, анэозинофилия, нейтрофилез и раз­витие кровоизлияний и язв в слизистой желудочно-кишечного тракта. В эндокринной системе — стимуляция секреции АКТГ гипофизом, приводящая к повышению секреции глюкокортикоидных гормонов коры надпочечников. Секреция минералокортикоидных гормонов угнетена. Угнетены также деятельность щитовидной и половых желез.

После реакции тревоги наступает стадия резистентности, т.е. стадия устойчивости. Селье показал, что в этой стадии устойчивость организма к вредным воздействиям повышена. Что же касается состояния желез внутренней секреции, то та­кого подробного описания их деятельности, как в стадии тре­воги, не имеется. Отмечается, что происходит некоторая норма­лизация деятельности желез внутренней секреции и тимико-лимфатической системы, а иногда даже повышение функцио­нальной активности желез, угнетенных в первую стадию реак­ции.

Селье показал, что если раздражитель (стрессор) очень сильный или повторяется, то стадия резистентности переходит в стадию истощения. Сильное или длительное напряжение при­водит к повторному угнетению защитных систем организма. Характер деятельности эндокринных желез очень близок к то­му, что наблюдается при реакции тревоги: глюкокортикоиды преобладают над минералкортикоидами, снижена активность щитовидной железы и половых желез, угнетена тимико-лимфатическая система, система соединительной ткани, иммунные системы. Однако если при реакции тревоги отмечается резкое повышение секреции АКТГ и глюкокортикоидных гормонов, то в течение стадии истощения секреция глюкокортикоидов начинает снижаться и, наконец, тоже падает.

Как понять значение и последовательность отдельных фаз при стрессе?

В чем биологический смысл первой стадии стресса — реак­ции тревоги? Изменения в эндокринной системе в реакцию тре­воги—“alarm reaction”—представляют собой, по сути дела, не “призыв к оружию”, а “призыв к разоружению”, так как при­водят к подавлению активности защитных систем организма. Глюкокортикоиды в больших количествах угнетают тимус, лим­фатические железы, производство лимфоцитов, иммунные си­стемы, т. е. подавляют деятельность защитных систем орга­низма, а также оказывают противовоспалительное действие. Известно, что воспалительная реакция в процессе эволюции возникла как защитная реакция. Минералкортикоидные гор­моны, которые оказывают противоположное влияние на за­щитные системы и течение воспалительного процесса, напро­тив, угнетены. Эти изменения биологически целесообразны, так как защитный ответ, адекватный большой силе раздражителя (например, воспалительная реакция), мог бы привести орга­низм к гибели. Поэтому вначале организму приходится не уси­ливать, а ослаблять свой ответ. Если бы не развивалась иммунодепрессия, то при стрессе в условиях повреждения тканей в постстрессорный период могли бы возникнуть аутоиммунные заболевания (Дильман В. М., 1969). Поэтому получается па­радоксальное на первый взгляд положение: в ответ на действие сильного раздражителя активность основных защитных систем не нарастает, а, напротив, подавляется. Вместе с тем необхо­димо помнить, что реакция тревоги—это типичный пример того случая, когда защита достигается ценой повреждения.

Но как представить себе, почему вслед за реакцией тревоги, т. е. на фоне угнетения защитных сил организма, развивается без каких-либо дополнительных воздействий стадия резистентности, т.е. происходит нормализация или даже повышение устойчивости? Известно, что в ЦНС под влиянием сильных раз­дражителей развивается резкое возбуждение, которое затем сменяется запредельным торможением — “крайней мерой защи­ты”— по И.П.Павлову. При запредельном торможении чув­ствительность центральных нервных аппаратов снижается. Можно думать, что именно благодаря этому падающие на ор­ганизм другие сильные воздействия уже воспринимаются не как сильные, и тем самым устойчивость организма повы­шается. Переход стадии тревоги в стадию резистентности объясняется развитием в ЦНС запредельного торможения.

Стадия истощения еще в большей степени, чем стадия тре­воги, пример такого состояния, когда сохранение жизни дости­гается ценой повреждения. В наиболее тяжелых случаях эта стадия может привести к гибели.

Все многочисленные исследования действия на метаболизм различных экстремальных факторов говорят о том, что эти воз­действия вызывают большие энергетические траты и преобла­дание процессов катаболизма над процессами анаболизма. По­скольку стадия резистентности может наступать только после реакции тревоги, которая протекает с большими энергетически­ми тратами, элементами повреждения и угнетением защитных систем организма, то повышение резистентности при стрессе достигается, по словам самого Г. Селье, “дорогой ценой”.

Таким образом, видно, что реакция на любой по качеству, но сильный раздражитель содержит и элементы защиты, и эле­менты повреждения. Такая реакция на сильный раздражитель биологически целесообразна, так как сильный раздражитель может угрожать жизни, защищая которую организм должен идти на любые траты и жертвы.

Вначале Селье описал острый стресс, т. е. реакцию, разви­вающуюся в ответ на действие сильного раздражителя—од­нократное или многократное, но эпизодическое. Это может быть сильное переохлаждение, перегревание, хирургическая операция и т. д.

При хронических заболеваниях действие сильного повреждающего раздражителя длится очень долго. Если при острых инфекционных заболеваниях действие болезнетворного агента длится дни и недели, то при хронических — это месяцы, иногда годы, а при опухолевой болезни — все время, пока опу­холь находится в организме. При острых инфекциях еще удает­ся четко отметить “реакцию тревоги”. При хронических забо­леваниях ее замечают не всегда, а при развитии опухолей большей частью больной обращается к врачу, когда в той или иной степени развивается истощение. Однако все это стресс, стресс, растянутый во времени — хронический стресс, причем растянут он в основном за счет длительной стадии истощения.

Учение о стрессе получило такое широкое распространение потому, что медицинская наука очень нуждается в теории, по­зволяющей объединить в единое целое множество отдельных фактов. “В руках ученых,—пишет Гёте,—часто бывают ча­сти, но очень редко—священная связующая нить”. Г. Селье нашел эту нить, и одной из важнейших заслуг Г. Селье являет­ся утверждение теории в медицине. Г. Селье (1961) со свой­ственной ему эмоциональностью пишет: “Больше всего я хочу подчеркнуть значение теории. Это особенно важно сделать, поскольку в наше время испытывают просто ужас перед аб­страктным мышлением в медицине”.

Однако, “ухватившись” за теорию стресса, многие иссле­дователи тут же перестали придавать значение тому, что стресс — это реакция на стрессор, чрезвычайный раздражитель, а не на любой раздражитель вообще, что Г. Селье пришел к мысли о стрессе отчасти и потому, что заметил общие при­знаки при самых различных заболеваниях, т. е. чрезвычайных обстоятельствах для организма. Кроме того, многие исследова­тели даже не изучают, развивается ли после воздействия ком­плекс изменений, характерный для стресса, заведомо считая, что любой раздражитель вызывает стресс. Если же при этом обнаруживается хоть какое-либо изменение деятельности си­стемы гипофиз—кора надпочечников, то исчезают и послед­ние сомнения (если они были) — стресс это или не стресс. Между тем система гипофиз—кора надпочечников является одним из важных звеньев регуляции организма. Неужели эта система работает только в чрезвычайных условиях, а в обыч­ных физиологических полностью бездействует? Ясно, что ре­гулирующие системы работают всегда, но по-разному, в за­висимости от условий.

Селье в большинстве своих работ говорит о том, что стресс—это реакция на сильный раздражитель, но вместе с тем четкого разделения раздражителей по силе Селье не про­водит. Это приводит к путанице, к представлению, что стресс—общая неспецифическая адаптационная реакция на любой раз­дражитель.

Трудно представить себе, чтобы для приспособления не к чрезвычайным, а слабым и средней силы раздражителям бы­ло бы биологически целесообразно подавление естественного защитного ответа, к тому же ценой повреждения. Нельзя забывать, что реакция стресс—это общая, неспецифическая адаптационная реакция на сильный раздражитель.

Хотя представляется невозможным наличие множества различных приспособительных реакций организма в ответ на действие многочисленных разных по качеству раздражителей, в такой же степени маловероятным представляется наличие лишь одной реакции на действие раздражителей разной силы. Особый интерес в связи с этим имеют исследования Н, В. Ла­зарева (1962, 1963) и его последователей по изучению состоя­ния неспецифически повышенной сопротивляемости организ­ма (СНПС). Это состояние развивается под влиянием особой группы веществ (элеутерококка колючего, женьшеня, диба­зола и т. д.), объединенных Н. В. Лазаревым под названием “адаптогены”. Сравнение ОАС и СНПС показало, что при раз­витии СНПС отсутствуют признаки полома, отсутствуют за­метные изменения в системе гипофиз—надпочечники и в щи­товидной железе, нет существенных изменений тимуса, отме­чается лишь активация половых желез и гонадотропной функ­ции гипофиза (Кириллов О. А., 1964; Розин М. А., 1966). Н. В. Лазарев считает это состояние качественно отличным от ОАС, полагает, что СНПС достигается физиологическим путем. Многочисленные исследования показали, что адаптогены в применяемых дозах повышают неспецифическую резистентность и защищают организм от действия стрессоров (Брех-ман И. И., 1957, 1968; Кириллов О. А., 1964; Розин М. А., 1966; Дардымов И. В., 1976; и др.). Большой заслугой Н. В. Лазарева является то, что он первый сказал о возможности существо­вания качественно другого, чем стресс, состояния организма, также приводящего к повышению неспецифической резистентности, но достигаемого физиологическим путем.

Особенно удачным был выбор Н. В. Лазаревым и его по­следователями веществ, являющихся биостимуляторами широкого спектра действия, с отсутствием выраженного специфиче­ского и, особенно, токсического влияния. Однако нельзя согла­ситься с тем, что такое неспецифическое состояние, как СНПС, может быть достигнуто только действием определенной группы в этом смысле специфических веществ — адаптогенов. Те же адаптогены в зависимости от дозы могут вызывать и СНПС, и стресс. Так, применение больших доз дибазола и женьшеня приводило к изменениям в эндрокринной системе, характерным для стресса (Розин М. А., 1966; Петков В., 1974; Дардымов И. В., 1976; и др.). И, напротив, как будет показано, самые разнообразные раздражители, не относящиеся к адаптогенам, способны вызывать физиологическим путем реакции организ­ма, отличные от стресса, и повышать его неспецифическую резистентность.