Информационно-регуляторные системы, обеспечивающие принцип доминанты при стрессе

1.2.2.1. Нейрогенная регуляция. В понимании регуляторных ме­ханизмов общего адаптационного синдрома как ответа организма на чрезвычайные изменения внешней среды особая роль принадлежит управлению не столько общесоматическими, сколько висцеральны­ми функциями. Оно (это направление) относится к наиболее слож­ным рефлекторным актам, в которых принимают участие все отделы автономной (вегетативной) нервной системы во взаимодействии с соматической нервной системой.

Сложившееся на основе основополагающих работ Дж. Ленгли пред­ставление о вегетативной (автономной) нервной системе как о сугубо эфферентной и состоящей в основном из двух антагонистически реа­гирующих частей — симпатической и парасимпатической — постепен­но уступает место более развернутому и сложному толкованию.

Известно, что повреждение спинного мозга, сопровождающееся выпадением ряда соматических функций ниже уровня повреждения, не ведет к прекращению висцеральных процессов. В настоящее вре­мя научное познание в области нейрофизиологии и висцеральной физиологии направлено на распознавание структурно-функциональных особенностей интероцепции и висцеральной регуляции, самостоятельной роли. а также механизмов взаимодействия различна отделов вегетативной нервной системы и соматической нейрогеной регуляции, представительства интерорецепции и механизмов висцеральной регуляции в структурах головного мозга [20]. Сформировались представления о двух уровнях управления висцеральными функциями — центральном и относительно автономном перифери­ческом. Исследованиями В.Н.Черниговского, И.А.Булыгина, А.Д.Ноздрачева и других крупных отечественных физиологов устано­влена организация рефлекторного контроля деятельности внутрен­них органов в эрго- и трофотропном обеспечении взаимодействия организма с внешней средой, в защитных реакциях и поддержании гомеостаза. Вегетативная (автономная) нервная система приобретает статус сложного, глубоко интегрированного комплекса центральных и периферических нервных структур, поддерживающего определен­ный функциональный уровень внутренней “жизни” организма и обеспечивающего необходимое для адекватной реакции сопряжение всех функциональных систем.

В последние годы все большую значимость приобретает понятие о метасимпатической нервной системе. Она представляет собой третью часть автономной нервной системы, первоначально обозначенную Ленгли как энтеральная система, состоящая из межмышечного (Ауэрбахова), подслизистого (Мейсснерова) и подсерозного сплетений. Сейчас уже установлено, что интрамуральные структуры метасимпа­тической нервной системы имеются не только в кишечной стенке. Ими снабжены также сердце, матка, желчный пузырь, мочевой пузырь и мочеточник. На основании результатов прямых микроэлек­тродных и гистохимических исследований [12. 19] установлено, что метасимпатические нервные сети контролируют микроциркуляцию и достаточно широкий спектр висцеральных функций: моторную, секреторную, экскреторную, местную эндокринную и другие. Наличие собственного сенсорного звена, а также совпадающие с ЦНС прин­ципы построения, функционирования, мелиаторных механизмов обеспечивают метасимпатической нервной системе интимное вклю­чение в общую систему нейрогенных информационно-регуляторных процессов организма. В этой общей системе метасимпатическое зве­но осуществляет базовую регуляцию локальных висцеральных функ­ций, обеспечивая автономную пейсмекерную их осцилляцию. В определенном смысле метасимпатическая нервная система подоб­на микропроцессору, встроенному в стенку эффекторного висце­рального полого органа и обладающему значительной независимо­стью, не исключающей, однако, существования общего большого компьютера в виде ЦНС [21, 22]. Обоснование относительной не­зависимости. функциональной автономности метасимпатической системы заставило по иному интерпретировать взаимоотношения продолговатомозговой и крестцовой частей парасимпатической ве­гетативной нервной системы. Обе эти части рассматриваются как инструмент связи ядер продолговатого мозга и крестцового отдела спинного мозга с эффекторным нервным аппаратом. А в качестве эффекторного аппарата выступают интрамуральные структуры метасимпатической нервной системы. Структурные образования пара­симпатической нервной системы не имеют собственных исполни­тельных инструментов. У них нет своего постганглионарного звена, которое есть у симпатической нервной системы. К тому же в отли­чие от симпатической нервной системы всякий рефлекторный сиг­нал, поступающий по парасимпатическим нейронам к висцеральным органам, как бы наслаивается на их стабильную базисную осцилляцию. обеспечиваемую автономными пейсмекерными механизмами метасимпатической нервной системы.

Понимание этих нейрофизиологических взаимоотношений исключительно важно при рассмотрении стрессорной ситуации в организме. В этой ситуации симпатическая вегетативная нервная система выполняет функции главного индуктора тревоги, напряже­ния. Она участвует в управлении процессами срочной адаптации. неизбежно нарушающими гомеостатическое равновесие. Метасимпатическая нервная система незамедлительно включается в управление стабилизацией гомеостатических констант, всячески препятствуя влиянию дестабилизирующих импульсов, поступающих через симпа­тическую нервную систему, и тщательно оберегая базисный режим осцилляции висцеральных функций.

Таким образом, можно полагать, что метасимпатическая нервная система в обеспечении общего адаптационного синдрома выполняет двойную роль. Она поддерживает сохранность режима базисной осцилляции висцеральных функций на этапе срочной адаптации и, кроме того, активно участвует в управлении механизмами (преиму­щественно метаболическими, эрго- и трофотропными) долговремен­ной адаптации после прекращения действия стрессорного фактора.

1.2.2.2. Гуморальная регуляция. Вполне очевидно, что даже сложная многоуровневая нейрогенная регуляция не способна в пол­ной мере обеспечить сопряженную полифункциональную висцераль­ную активность организма. Она обеспечивает главным образом императивное центральное или автономное регулирование эффекторными функциональными механизмами через специальную систе­му афферентно-эфферентной связи. Но существует и другая система, обеспечивающая саморегуляцию сопряженных функциональных процессов в масштабах организма, анатомо-функциональных систем и отдельных органов. Эта система основана на иных принципах. Она не имеет столь четко выраженного анатомического аппарата цент­ральной и региональной связи, как нервная система. Сигнальная и регулирующая информация в пределах этой системы осуществляется путем выделения во внутренние среды организма (главным обра­зом — в кровяное русло) особых молекулярных субстанций эндоген­ного происхождения. Свободно перемещаясь с током крови, лимфы. тканевой жидкости, эти субстанции улавливаются лишь специальны­ми органами-мишенями и клетками-мишенями, которые служат для восприятия предназначенной им специальной информации. При этом создается бесчисленное множество прямых и обратных связей между клетками, органами и функциональными системами, позволя­ющее бесконечно расширять и при необходимости усложнять информационное поле.

Речь идет о медиаторах в самом широком смысле этого понятия. То есть не только о медиаторах воспаления, иммуногенеза или вис­церальных процессов, но и о медиаторах, обеспечивающих широкий диапазон межфункциональных связей. В медицинской и биологиче­ской литературе употребляется даже иногда образное выражение об оркестре медиаторов, исполняющем симфонию жизни. И, видимо, не случайно многие медиаторы, обеспечивающие передачу информа­ции в нервных синапсах, такие как адреналин, ацетилхолин и дру­гие. являются также и агентами гуморальной информации.

В последние голы представление о факторах гуморальной регуля­ции существенно расширилось. Оно уже давно не связывается толь­ко с эндокринными органами, специально предназначенными для выработки и выделения тех или иных гормонов. Молекулярными курьерами в широком смысле являются метаболиты всех органов, от­ражающие и уровень активности, и изменение характера активности, и нарушение функций клеток.

В зависимости от внешних воздействий и от мотивационных по­требностей отдельные органы и организм в целом могут пребывать в определенных, достаточно устойчивых функциональных состояниях, различающихся уровнями физиологических и биохимических пока­зателей. а также характером внутреннего взаимодействия субструктур. Одна из ключевых ролей в формировании таких состояний при­надлежит. как сейчас известно, регуляторным пептидам [2—4, 17, 41], хотя исполнять роль медиаторов, особенно в условиях патоло­гии. могут также полисахаридные и липидные комплексы [23].

Освобождение и выделение во внутреннюю среду определенного пептида вызывает запуск каскадного процесса выброса одних соеди­нений и, напротив, ингибирования освобождения других. В свою очередь каждый из вновь освобожденных агентов гуморальной ин­формации оказывает влияние на скорость выброса в кровь не толь­ко новых регуляторных пептидов, но и тех, которые принадлежат к предыдущим ступеням каскада. В итоге создается обширное и слож­ное информационное поле с большим числом обратных связей, несущих стабилизирующую, дестабилизирующую и взаимно угнета­ющую информацию. Это поле создает относительно устойчивое функциональное состояние организма, от которого зависит реакция на внешнее воздействие. В зависимости от функционального состо­яния. определяемого, в частности, и соотношением регуляторных пептидов, организм может учесть информацию о каком-то внешнем воздействии, ответить на него определенной реакцией на фоне су­ществующего состояния или же изменить свое состояние. Причем лаже изменение состояния осуществляется достаточно быстро благо­даря наличию дестабилизирующих обратных связей [3. 38]. С другой стороны, и синапсы становятся ареной сложного взаимодействия классических нейромедиаторов с регуляторными пептидами. Это со­здает эффект частичного разрушения граней между разными форма­ми межклеточной сигнализации — паракринной, эндокринной, нейроэндокринной и нервной [3. 4].

В последние десятилетия постоянно появляются сообщения о новых регуляторных пептидах, обладающих полифункциональной активностью. Таковы миелопептиды [24. 25. 36], простагландины и их метаболиты (15), интерлейкины и многие другие, изучение кото­рых еще не завершено, а перспективы использования в лечебном процессе при различных патологических состояниях уточняются.

В связи с проблемой экстремального состояния особое значение приобретают механизмы регуляции энергетических преобразований в организме. Здесь можно выделить несколько подходов [13]. Один из них вытекает из исследований Г.Селье и теоретических положе­ний синдрома общей неспецифической адаптационной реакции. Этот подход фиксирует внимание на регуляторной активности центральных нейроэндокринных структур — гипоталамуса, гипофиза, коры надпочечников, которые воздействуют на депо углеводов и липидов, а через них — на эффекторные органы-мишени. Хотя последние и способны оказывать влияние на центральные нейроэндокринные структуры путем изменения содержания глюкозы в периферической крови, но в целом данный подход основан на од­нонаправленном представлении о регуляторном процессе, подобном нейрокринной регуляции и выделяющем руководящие центральные органы и периферические органы-исполнители.

Другой подход, напротив, исходит из того, что метаболизм пери­ферических органов является главным фактором воспроизводства регуляторов энергетического обмена. При этом основным звеном регуляторного воздействия являются полиферментные реакции, в которых множество внутриклеточных и межклеточных регуляторов дублирует действие одной реципрокно влияющей пары регуляторов. При этом значительно увеличивается диапазон устойчивости систе­мы и стабилизируется присущее ей гистерезисное поведение.

В организме кинетические реакции управляются центральным нейроэндокринным воздействием, а непосредственная регуляция энерге­тическим обменом осуществляется в органах. Благодаря этому клеточ­ная энергетика органов в значительной мере предохраняется от выхо­да на критические режимы, а колебательная гистерезисная кинетика полиферментативных реакций остается универсальным механизмом регуляции энергетического обмена. Это положение было сформулиро­вано как принцип эквивалентности регуляции на разных уровнях организации организма. Выведенный Е.Е.Сельковым |34] принцип позволяет ориентироваться в возрастающей сложности регуляторных связей при переходе от внутриклеточного уровня к организменному.

По мнению Е.Е.Селькова, весь энергетический метаболизм можно сравнить с качелями, действующими партнерами на которых являют­ся два депо — гликогенное и липидное: взлет одного из партнеров сопровождается снижением другого и наоборот. Такие риципрокные колебания двух резервных источников энергии и строительного мате­риала являются единственно возможной формой длительного функ­ционирования механизмов клеточного энергетического обмена, пред­ставленных циклами последовательных биохимических реакций. При отсутствии реципрокной колебательной регуляции эти реакции были бы подвержены постепенному угасанию в связи с рассеиванием и потерями энергии химических связей в энергию тепла. Поэтому энергетический метаболизм работает в колебательном режиме с су­точным периодом, в котором смена функциональной осцилляции между двумя партнерами на качелях определяется индивидуальной хронобиологической программой. В метаболических колебаниях клеток, помимо гликогена и липидов, участвуют и другие вещества, связанные регуляторными узами с энергетическим обменом. Так, например, известно, что гликолитическая фаза в клеточном обмене сопряжена с синтезом аминокислот, тогда как фаза глюконеогенеза — с их распадом. Отсюда, как считает автор, можно ожидать, что пул аминокислот должен изменять свою суммарную концентрацию синхронно с пулом триглицеридов.