Материал: учебник-1-часть-2017

виде подъема АД. Более того, АД может не изменяться или, наоборот, наблюдается парадоксальная реакция в виде его снижения. С другой стороны, ацетилхолин или пилокарпин, вводимый на фоне пониженного АД, дает слабую реакцию. При среднем уровне АД — среднюю реакцию, а при повышенном — сильную реакцию в виде снижения АД.

Если на фоне гипертиреоза, когда имеет место резкое повышение обменных процессов, ввести экспериментальным животным тиреоидин, то не наблюдается существенного увеличения обменных процессов. Это можно было бы наблюдать и в ряде других примеров.

Учитывая эти факты, а также другие данные, Вильдер сформулировал правило (закон) исходного состояния, которое гласит: «Чем сильнее возбуждение системы, тем слабее ее реакция в отношении возбуждающих раздражителей и тем сильнее ее ответ в отношении угнетающих раздражителей».

Механизмы подобных явлений в полной мере не изучены. Для их объяснения имеет важное значение тот факт, что организм представляет собой саморегулирующуюся систему, обеспечение гомеостаза которого обусловлено функционированием, как правило, двух или более систем, противоположных по своему действию (А.Н. Гордиенко).

Так, мы знаем, что поддержание крови в жидком состоянии обусловлено свертывающей и противосвертывающей системами. Поддержание уровня сахара — инсулином и контринсулярными гормонами. Регуляция АД — симпатическим и парасимпатическим отделом нервной системы. Регуляция уровня фосфора и кальция — щитовидными и паращитовидными железами. Поэтому при возбуждении одной системы происходит и параллельное повышение возбудимости другой системы, что ведет к постоянству гомеостаза. В то же время понижение возбудимости одной системы ведет к преобладанию эффектов другой системы. Так, например, при повышении уровня АД, связанного с симпато-адреналовой системой, имеет место повышение возбудимости и парасимпатического отдела, ряда гуморальных регуляторных факторов. Вот почему введение ацетилхолина или пилокарпина на фоне резко повышенного АД дает наибольшую выраженность реакции на эти воздействия. Большое значение в изменении реактивности принадлежит расстройствам кислотноосновного равновесия, что может иметь место при нарушении функции дыхания, поражении печени, почек, недостаточности сердца, сахарном диабете и других заболеваниях. На этом фоне изменяется способность организма реагировать на многие факторы среди, в том числе и лекарственные средства, вводимые извне. Это наиболее наглядно можно наблюдать при проведении следующего опыта. Если у лягушки с разрушенным спинным мозгом выделить сердце, определить исходную частоту сердечных сокращений, а затем ввести адреналин, который обычно дает учащение сердечных сокращений, то мы убедимся в наличии стандартной реакции сердца на адреналин. Если в брюшную вену ввести небольшое количество молочной кислоты, изменить рН крови и на этом фоне ввести ту же дозу адреналина, которая была введена ранее этому животному, можно наблюдать изменение реакции в виде отсутствия реакции сердечной мышцы на адреналин, менее выраженного учащения сердечных сокращений или даже парадоксальную реакцию в виде замедления сердечных сокращений (табл. 4.1).

61

Механизмы изменения реактивности при расстройствах кислот- но-основного равновесия полностью не изучены. Можно полагать, что данный феномен объясняется тем, что взаимодействие раздражителей происходит с белками, обладающими амфотерными свойствами (т.е. в кислой среде — основными, а в щелочной — кислыми свойствами), которые изменяются в зависимости от рН среды. В вышеописанном примере, вероятно, речь идет о том, что адренорецепторы нарушаются при сдвигах рН в кислую сторону. Это касается и других рецепторов клеток.

Таблица 4.1

Изменение реактивности при нарушении кислотно-основного равновесия (по изменению частоты сердечных сокращений)

Механизмы реактивности

Основными механизмами реактивности являются обменные, эндокринные, нервные и иммунологические процессы. Их роль в реактивности организма можно понять, изучив это явление с эволюционных позиций. Так, например, у одноклеточных организмов и простейших живых существ приспособление организма к изменению окружающей среды происходит исключительно за счет изменения обмена веществ. В результате этого выживают только те организмы, обмен веществ у которых изменялся в соответствии с новыми условиями и в последующем наследственно закрепился. В результате устойчивость организма к действию факторов окружающей среды повышается. Классическим примером этого является появление лекарственной устойчивости у микроорганизмов, в результате чего они становятся нечувствительными к их действию. Особенно наглядно это прослеживается у стрепто- и стафилококков, при изменении вирусов, которые периодически вызывают эпидемии. По мере усложнения организмов регуляторные влияния также усложняются и совершенствуются благодаря развитию эндокринной и нервной систем. Именно у теплокровных животных и, особенно, у человека все эти механизмы (обменные, эндокринные, нервные и иммунологические) достигают своего максимального развития. В конечном итоге, нервные и эндокринные влияния реализуют свои эффекты через изменение обмена веществ.

Эндокринной системе принадлежит важная роль в приспособлении организма к окружающей среде. Особенно велика роль системы гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников, а также мозгового вещества надпочечников. Так, например, удаление гипофиза или коры надпочечников повышает чувствительность организма к действию механической травмы, электрического тока, гипоксии и к другим патогенным влияниям. При поражении β-клеток островкового аппарата подже-

62

лудочной железы происходит превалирование эффектов контринсулярных гормонов и среди них — глюкокортикоидов, что ведет к угнетению иммунитета и появлению повышенной склонности к инфекционным заболеваниям у больных сахарным диабетом. Резко изменяется реактивность организма при гипофункции половых желез, особенно в климактерическом периоде.

При удалении щитовидной железы и ее гипофункции чувствительность к недостатку кислорода понижается, а при гиперфункции — повышается. Таким образом, эндокринной системе принадлежит исключительно важная роль в формировании реактивности организма.

Нервная система, выполняя интегрирующую и регулирующую функции, безусловно, является важным механизмом в формировании реактивности организма. Эти наблюдения восходят к глубокой древности и наглядно показаны также Российской школой ученых.

Так, еще в 17-м столетии Амбруаз Паре, наблюдая за ранеными, считал, что выживает только тот, кто хочет жить. Наиболее отчетливое описание роли нервной системы в реактивности мы обнаруживаем у великого русского ученого Н.И. Пирогова, который считал, что «всем военным врачам хорошо известно, как сильно действует душевное состояние на ход ран, какие различные цифры смертности между ранеными у побежденных и победителей».

Всостоянии зимней спячки у животных имеет место торможение функций нервной системы, снижение обменных процессов, уменьшение активности эндокринных желез, и поэтому у них слабо заживают раны, вяло протекает инфекционный процесс.

Вэксперименте роль нервной системы наиболее наглядно можно наблюдать в следующем опыте. Если взять трех крыс, одной ввести кофеин и, таким образом, вызвать возбуждение нервной системы, другой дать наркоз, а третью оставить интактной, поместить их в герметически закрывающиеся банки и проследить за чувствительностью к недостатку кислорода по их поведению и скорости гибели, то обычно первым погибает животное, у которого вызвано возбуждение центральной нервной системы, вторым — интактное, третьим — находящееся под наркозом, что наглядно показывает роль функционального состояния нервной системы в реакциях на гипоксию.

Вклинике роль нервной системы в реактивности четко прослеживается при даче наркоза, который резко изменяет реакцию организма на повреждающее действие.

Весьма важны иммунологические механизмы. Иммунитет обеспечивает резистентность организма к действию, прежде всего, инфекционных факторов. При снижении интенсивности иммунитета и развитии иммунодефицита, врожденного или приобретенного, резистентность организма к действию микробов и вирусов понижается.

При накоплении в крови иммуноглобулинов IgE, IgG, IgM резко повышается чувствительность организма и развиваются аллергические реакции.

Наоборот, при вакцинации повышается резистентность к действию соответствующих инфекционных раздражителей.

Таким образом, изменение реактивности и резистентности организма человека связано с изменениями функций нервной, эндокринной, иммунологической систем, а также обмена веществ.

63

ГЛАВА 5. ПАТОЛОГИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Заболевания, развивающиеся как результат патологических изменений генотипа, называются наследственными.

Материальной основой наследственности является хромосомный и геномный аппарат клетки. Точное количество хромосом у человека (23 пары) было установлено только в середине 50-х годов 20-го столетия.

Важнейшей особенностью генов является способность их передаваться неизменными из поколения в поколение. Однако в результате действия факторов среды возможны их случайные изменения, получившие название мутаций. М у т а ц и я — это внезапное и стойкое изменение генетической информации. Мутации классифицируются по изменениям фено- и генотипа, по типам клеток, где эта мутация произошла (половые, соматические), и по характеру возникновения (спонтанные и индуцированные).

Фенотип означает совокупность проявлений, возникающих как результат взаимодействия генотипа с факторами среды, и поэтому мутация может проявляться на биохимическом, иммунологическом, функциональном и морфологическом уровнях.

Появление мутаций имеет двоякое значение — положительное и отрицательное. Положительные мутации широко используются человеком в животноводстве и растениеводстве. В человеческой практике мутации нежелательны, ибо ведут к формированию наследственных болезней.

По уровню поражения различают геномные, хромосомные и генные мутации.

Геномные мутации представляют изменение числа хромосом. Кратное увеличение хромосом (например, 46 пар) получило название полиплоидии, увеличение (например, 47, 48, 49 хромосом) или уменьшение (например, 45) называется анеуплоидией. Изменение количества хромосом сильно влияет на фенотип и на организменном уровне ведет к морфологической или психической инвалидизации.

Хромосомные мутации представляют изменения со стороны отдельных хромосом при нормальном их количестве и проявляются в виде транслокации, инверсии, делеции, дупликации. Такого типа мутации сильно влияют на фенотип, а потери больших участков хромосом приводят к гибели организма еще во внутриутробном периоде.

Генные мутации или точковые характерны для изменения отдельных генов. Они не выявляются на микроскопическом уровне и обнаруживаются только путем генетического анализа фенотипических изменений.

Мутационные изменения могут касаться как соматических, так и половых хромосом, выявляемых как в ходе митоза, так и при редукционном делении (мейозе), т.е. мутации происходят в соматических и половых клетках.

Мутации в половых клетках передаются индивидуумам следующего поколения и обнаруживаются во всех клетках потомков.

64

Соматические мутации обнаруживают в потомстве мутантной клетки, что ведет к мозаичности особи. Они не передаются следующим поколениям. Если мутация ведет к гибели, то она называется летальной мутацией.

Судьба мутантов. В случае летальной мутации гена или хромосомы мутантные клетки и организмы подвергаются в ходе селекции удалению или гибнут.

Мутации гена нелетальные обычно не элиминируются и фенотипически проявляются только при мутации супрессорного гена, фенотипически они могут не проявиться. Возможна гибель клетки в интерфазе.

Судьба геномных и хромосомных мутаций различна. Клетка может погибнуть сразу в интерфазе. В случае репродукции хромосомных аберраций появляются такие клетки, которые неспособны делиться и также гибнут, или же увеличивается количество мутантных организмов.

Клетки и организмы с анеуплоидией, три-и тетраплоидией обычно не элиминируются, т.е. передаются следующим поколениям.

Следует подчеркнуть, что соматические мутации элиминируются с гибелью организма. Мутации в половых клетках передаются потомкам нередко из поколения в поколение.

Этиология мутаций

Возникновение мутаций наблюдается при действии на организм ионизирующих излучений, вирусов, приеме ряда лекарств (аспирин, цитостатики, антиметаболиты, бензодизопины, диэтилстильбэстрол, соединения ртути), поступлении в организм пестицидов, дефолиантов, химических вредностей производственного характера (шинное, резинотехническое, химическое производство, где имеется контакт с бензином, испарениями сырой резины, вулканизационные газы). Большинство мутагенов обладает кумулятивным эффектом в индуцировании мутагенеза.

Важное значение в развитии геномных и хромосомных аберраций, особенно со стороны половых хромосом, принадлежит возрасту. Показано, что у женщин после 35 лет и у мужчин после 55 лет интенсивность мутации резко возрастает, о чем свидетельствует увеличение количества детей с синдромом Дауна, Клайнфельтера и Шерешевского

— Тернера.

Учитывая, что на организм человека действует комплекс факторов — окружающий воздух, вода и пища, становится понятным значение экологии в предотвращении мутаций и резкое их увеличение при нарушении экологии. Поэтому загрязнение окружающей среды является потенциально опасным для здоровья человека.

Возникающие при этом повреждения наследственности проявляются в виде врожденных аномалий развития, онтогенеза и мутагенеза. Если пороки развития и опухоли исчезают со смертью индивидуума, то многие мутации могут передаваться из поколения в поколение.

Компенсаторные реакции при возникновении мутаций

В инактивации мутагенов большую роль играют ферменты лизосом, особенно инактивирующие свободные радикалы, перекиси, а также химические мутагены. Это цитохром р450, СОД, каталаза, трансферазы,

65