Глава 10

Что собой представляет

оптимальная окружающая среда?

Резюме

Физиологи, молекулярные биологи и генетики должны объеди­ниться с представителями гуманитарных наук для построения тако­го общества, которое могло бы помочь каждому человеку дер­жать правильный курс между большим количеством свободного времени и информационной перегрузкой. Генетически детермини­рованные способности могут наиболее полно проявиться только при наличии оптимального уровня стрессовых факторов, воздей­ствие которых на организм непостоянно. Физиологии человека следует придавать особое значение генетической и физиологиче­ской основе адаптации индивидов.

Оптимальный стресс

Любое обсуждение будущего в контексте физиологических эффектов, вызываемых неблагоприятными факторами среды, должно быть достаточно широким. В качестве таких факторов риска, которые общество должно принять во внимание, может выступать как избыток свободного времени, так и информа­ционные перегрузки или "столкновение с будущим" [15, 25]. В 1958 году в прессе появилась целая страница рекламы о том, что я называю риском свободного времени. Она была озаглав­лена так: "Промышленные компании в области энергетики создают электрический образ вашего будущего" с подзаголов­ком "Электричество может выполнять большую часть вашей работы". Именно эта реклама впервые пробудила во мне инте­рес к проблеме избытка свободного времени в жизни человека как источника опасности функциональных нарушений.

Оптимальная окружающая среда - это среда, вызывающая "оптимальный стресс". Однако я пришел к выводу, что такое определение само по себе вызывает стресс у многих физиоло­гов. По этой причине я не буду далее использовать этот тер­мин. Вместо этого я последую примеру Проссера и Адольфа,

144

___________________________________БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

авторов IV раздела "Адаптация к окружающей среде" в учеб­нике по физиологии [7]. Проссер определяет "стрессор" как фактор окружающей среды, вызывающий адаптивную реак­цию. И то, о чем далее пойдет речь, - это концепция созна­тельного сохранения оптимального уровня воздействия стрес­сора (Рис. 10.1). Кроме того, я бы хотел и дальше развивать идею объединения, с одной стороны, физиологии, генетики, молекулярной биологии и, с другой - антропологии, психоло­гии и философии. Нашей целью на перспективу должно стать распространение представлений об адаптации, как нормальном явлении жизни, о котором необходимо знать гораздо больше, чем мы знаем, и этот факт необходимо принять как должное. Однако мало рассматривать адаптацию как то, что понятно лишь немногим, а именно, ученым-физиологам. Этот вопрос — фундаментальный для всех упомянутых выше специальностей. Более того, его необходимо включать в содержание нашей системы образования и культурное пространство.

Оптимальный стрессовый уровень

Отдых:

Освобождение

от ответственности

"Информационная перегрузка'

"Столкновение с будущим"

Усиление воздействия стрессовых факторов

Рис. 10.1

Определение оптимума окружающей среды в виде уровня воздействия стрессовых факторов.

145

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТГЕР

Культура kak среда Жизнедеятельности чeлoBeka

Профессор кафедры антропологии Чикагского университе­та Клиффорд Гирц [10] написал прекрасную главу "Влияние концепции культуры на концепцию человека" ("New views on the Nature of Man", Ed. by John R. Plan). Главные идеи этой работы: (а) культура - это комплекс механизмов для контроля или про­граммирования поведения человека; (б) человек — это живот­ное, преимущественно зависящее от внешних, негенетических механизмов контроля. Он пишет: "Одним из самых значитель­ных фактов, в конечном счете, может быть то, что из тысячи разнообразных вариантов жизни, заложенных в нас приро­дою, мы, в конце концов, имеем только один".

Вопрос заключается в том, готовы ли мы, как физиологи, молекулярные биологи или генетики, объяснить, каким обра­зом наши культурные традиции могут помочь каждому чело­веку найти свой оптимальный стресс-фактор и таким образом успешно следовать курсом между Сциллой (большими пере­грузками) и Харибдой (излишками свободного времени).

Я ставлю на обсуждение вопрос о том, обеспечивает ли культура XX века необходимый вид "негенетических, внеш­них механизмов контроля", от которых человек как биологи­ческий вид "так безнадежно зависит". Знают ли будущие ро­дители, что каждый индивид генетически отличается от любо­го другого, и что у ребенка могут проявиться только те спо­собности, которые заложены генетически, но для этого необ­ходим оптимальный стресс-фактор в нужное время, но не по­стоянно. Есть ли у нас, ученых, представителей естественных и 1уманитарных наук, какое-либо представление о том, что рассказывать гипотетическим будущим родителям, если они попросят у нас практического совета по этим вопросам?

Ответы на подобные вопросы существуют как историче­ские прецеденты. В 1890 году Уильям Джемс сказал: "Поддерживайте в себе способность к приложению опреде­ленных усилий за счет ежедневных небольших и доброволь­ных упражнений. Это означает - будьте последовательно аске­тическими или мужественными в мелких незначительных во­просах. Каждый день или два лучше находить себе какое-нибудь занятие, чем ничего не делать, и тогда час тяжелых ис­пытаний не сможет вас застать слабыми и неподготовленными для того, чтобы им противостоять" [2]. А в 1919 году из уст Сомерсета Моэма мы слышим циничную реплику XX века: "Я не помню, кем были эти хваленые люди, предложившие для блага своей души делать каждый день две вещи, которые им

146

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

самим не нравились, ... я скрупулезно следовал их рецепту -каждый день просыпался, а вечером снова ложился спать". В таком же духе выступил от имени академиков и Роберт Мэй-нард Хатчинс: "Всякий раз, когда у меня возникает желание делать физические упражнения, я ложусь и лежу до тех пор, пока это желание не исчезнет".

адаптация

С. Моэм и Р. Хатчинс, по-видимому, не осознавали, что адаптация — это не только физиологическая реакция на неко­торую непривычную или вновь возникшую ситуацию, и не состояние гипоксии на вершине горы, куда не поднимаются обычные люди. Животные, например, приспосабливаются в каждый момент своего существования. Адаптация — это не только механизм "для приспособления организмов к неблаго­приятным (sic!) факторам окружающей среды" [7; 49]. Адапта­ция животных - часть механизма, который управляет жизнью биологических видов ежедневно, но физиологи вспоминают о ней только тогда, когда отличие адаптивных реакций от "обычных" достаточно выражено и может рассматриваться как "уменьшение или увеличение обычной реакции", ""требующее для своего проявления определенного времени" [7; 34]. Тер­мин "адаптация" имеет два значения, и поэтому его часто не правильно истолковывают. Так, одни ученые отождествляют его только с эволюционной адаптацией, которая состоит в ес­тественном отборе мутантов, приспособленных к определен­ной окружающей среде. Такая адаптация происходит в попу­ляциях на протяжении многих поколений. Другой вид адапта­ции, физиологический, присущ каждому отдельно взятому представителю популяции.

В настоящей дискуссии мы рассматриваем только физиоло­гическую адаптацию. Она, согласно Проссеру [7; 34], есть "любое свойство организма, которое благоприятствует его выживанию в специфической окружающей среде" и "...в особенности, в среде, вызывающей стресс" (последнее добав­ление несколько сужает значение адаптации). Далее он кон­статирует, что "адаптация позволяет поддерживать физиологи­ческую активность и выживать тогда, когда окружающая среда меняет один или более своих параметров".

Я будучи биохимиком и молекулярным биологом могу под­твердить, что ежеминутные изменения условий существования и "обычные реакции" организма на уровне фермента или нук­леиновой кислоты постоянно подкрепляются адаптивными ре­акциями - увеличением или снижением активности фермента и количества обратных связей, предназначенных для поддер­жания определенных свойств внутренней среды (в пределах, способствующих выживанию). Мы можем либо культивиро­вать эти адаптивные способности организма, либо позволить

147

ВАН РАНСЕЛЕР ПОПЕР_______________________________________________________

им атрофироваться. В этой связи необходимо продолжить на­шу работу над определением "здоровья". Рене Дюбо, напри­мер, считал, что здоровье — это не просто отсутствие болез­ней. В "Адаптации Человека" он пишет: "Философия медици­ны априорно считает, что ее идеалом является абсолютно безопасная и не требующая особых усилий жизнь человека. Но его реализация может привести к парадоксальной ситуа­ции, в которой человечество постепенно утратит способность принимать жизнь, такой, какая она есть на самом деле, и умение преодолевать стресс и риск, неизбежно сопровож­дающие человеческую жизнь" [8]. Я полагаю, что когда Дюбо писал эти слова, он имел в виду не только отдельных людей, но и человечество в целом.

В другом месте Дюбо пишет: "...в Соединенных Штатах, контролю над болезнями придается большее значение, чем умению жить мудро... Общественное здравоохранение само по себе, несмотря на название, по-видимому, не отражающее его сути1, в меньшей степени занимается здоровьем, и в боль­шей - контролем над специфическими болезнями, который рассматривается как более важная деятельность с точки зре­ния общества, получающего медицинскую помощь. Работники здравоохранения мало что делают для того, чтобы определить, распознать или измерить состояние здоровья реального чело­века, не говоря уже о гипотетическом состоянии под названи­ем "позитивное здоровье" [8; 362-363].

Однако большая часть населения считает, что название "общественное здравоохранение" не такое уж ошибочное, ибо снижается уровень инфекционных заболеваний и ведется борьба с недоеданием, продолжает уменьшаться количество болезней, приводящих к вырождению человека. Поэтому эво­люция концепции здоровья будет естественным образом раз­виваться в направлении позитивного понимания этой катего­рии. В этом случае мы не только должны обеспечить макси­мально возможное очищение окружающей среды от опасных химических соединений, но и научиться быть более благора­зумными.

Ферментативная адаптация k mokcuMeckuM Воздействиям

Физиологическая адаптация на ферментативном уровне это фундаментальный вопрос в любой дискуссии о воздейст­вии неблагоприятных факторов окружающей среды на здоро­вье человека. Следует ли нам полностью устранить токсиче­ские вещества из среды нашего обитания? Мы можем сразу ответить на этот вопрос, ибо понимаем, что такое достижение

The public health services - Прим. перев.

148

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

не только невероятно, но и невозможно! Нас также интересу­ет, каков эффект на организм человека низкой дозы токсиче­ской субстанции, которая непосредственно не вызывает смер­ти или очевидной патологии, и действует непродолжительное время, недостаточное для установления очевидных причинно-следственных связей. Было показано, что многие токсические субстанций в дозах, не вызывающих быстрых и выраженных симптомов у интактных животных, в последующие 24 часа приводили к увеличению активности разнообразных фермен­тов. А. Кэнней, Дж. и Е. Миллеры объяснили этот эффект уси­лением синтеза и увеличением количества белковых фермен­тов [6]. Сегодня это подтверждается многочисленными приме­рами [9].

Следующий вопрос — улучшается или ухудшается состоя­ние животного при повышении уровня активности определен­ных ферментов в печени [6, 9] или кишечнике? [26]. Л. Вет-тенбергом и Дж. Леонгом [26] было показано, что 6 мг фено-тиазина увеличивают активность бензопиренгидроксилазы в печени крыс от 14 до 311 единиц активности/мг и в слизистой оболочке кишечника — от 16 до 55 единиц активности/мг. Хлорпромазин, производное фенотиазина, хорошо известный транквилизатор, показал практически такие же результаты в печени животных - увеличивал активность ферментов в ки­шечнике до 114 единиц. В дозе только 1 мг (на одну крысу) фенотиазин (введенный за 48 часов до воздействия диметил-бензотрацена), оказывал защитное действие у 9 из 10 живот­ных и предотвращал развитие некроза надпочечников. Главная цель этих исследований — определение "оптимальных мето­дов защиты экспериментальных животных и, возможно, чело­века, от воздействия химических канцерогенов". Дальнейшие исследования защитного эффекта небольших ежедневных доз, вводимых в течение длительного периода времени подобно транквилизаторам, несомненно, представляют научный инте­рес.

Между тем, наше внимание привлекли клинические иссле­дования индукции ферментативной активности у человека. С. Иоффе, Г. Леви и Т. Матцузава сделали доклад об использова­нии фенобарбитала (15 мг ежедневно) для усиления способно­сти к конъюгации глюкуронида у ребенка с врожденным по­вышенным содержанием билирубина (с гипербилирубинеми-ей) [27]. Они утверждают, что ими впервые было продемонст­рировано усиление индукции глюкуронида под действием фе­нобарбитала, и использована индукция ферментативной ак­тивности в качестве терапевтического средства для человека. Нет никаких сомнений в том, что именно фенобарбитал вы­звал увеличение синтеза фермента, поскольку подобный эф­фект был обнаружен и на примере других ферментов.

149

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТТЕР____________________________________________

В настоящее время, по-видимому, невозможно ответить на вопрос, является ли вредным или полезным воздействие раз­личных количеств токсических веществ, стимулирующих оп­ределенные ферменты. Далее, казалось бы, минимальные дозы некоторых препаратов могут вызывать необратимые повреж­дения ДНК и, следовательно, могут выступать в качестве кан­церогенов. Недавно М. Циперштейн в опытах на форели и крысах обнаружил блокирование афлатоксином системы от­рицательных обратных связей процесса биосинтеза холесте­рина. Форель получала это токсическое соединение в дозах 10 частей на 1 миллиард частей корма, а крысы - в дозах 10 ррт (двухдневные опыты) [23]. В этом случае не удалось устано­вить, обратимы или нет наблюдаемые изменения, однако, со­вершенно очевидно, что в основе наблюдаемого эффекта ле­жит активация или индукция ферментов. Следует отметить, что у форели, получающей афлатоксин на протяжении всей своей жизни в дозах 10 частей на 1 миллиард частей корма, в 80-100 % развивались опухоли печени. Поэтому мы придержи­ваемся определенной позиции, требующей тщательного изуче­ния всех возможных последствий приема любого неизвестного препарата (если от него нельзя отказаться) до тех пор, пока не станет ясно, что польза от его применения значительно превышает возможный или известный риск. Для продолжения дискуссии о влиянии токсических факторов на животных вновь обратимся к некоторым положениям из уже упоминав­шегося нами учебника по физиологии [7]. Как оказалось, в нем не рассматривались адаптивные реакции ни в разделе о загрязнении воздуха [7; 795-808], ни в разделе, посвященном человеку и промышленным химикатам [7; 829-834], хотя и бы­ли сделаны некоторые предположения о возможности форми­рования адаптации при различных обстоятельствах. Складыва­ется впечатление, что таблицы, демонстрирующие уровни ток­сических веществ, воздействию которых рабочие подвергают­ся изо дня в день без вредных для себя последствий, не осно­ваны ни на каких других критериях, кроме как на отсутствии видимой патологии и сохранении работоспособности. Таким образом, можно заключить, что, несмотря на доказательство существования адаптации людей к воздействию разнообраз­ных токсических веществ, все же еще нет достаточных осно­ваний считать, что при этом не возникает вреда для адапти­рующегося индивида и, тем более, нет оправдания нашему благодушию по отношению к все возрастающему количеству токсических веществ в окружающей нас среде. Теперь при­ступим к исследованию такого типа адаптивных изменений, который характеризует жизнедеятельность совершенно здоро­вого человека или животного.

150

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

Ферментативная адаптация

k изменению суточных реЖимоВ питания

Изменения количества ферментов в зависимости от изме­нения скорости синтеза и распада фермента белкового про­исхождения наблюдаются не только при физиологической адаптации к токсическим факторам. Аналогичные изменения наблюдаются при 24-часовых циклах, как результат питания по определенному режиму или как следствие изменения ее со­става. В 1961 году Т. Оно и я [21] сообщили об изменении ак­тивности ферментов в печени крыс, получающих питание ad libitum в темное время суток (освещение контролировалось согласно условиям эксперимента). Содержание гликогена в их печени снижалось в светлое время суток и увеличивалось — в темноте, а измерение активности глюкозо-6-

фосфатдегидрогеназы выявило ее незначительные отклонения в дневной фазе. Не так давно мы изучили активность ряда ферментов в печени и при образование опухолей печени у крыс, получавших пищу с содержанием белка 0, 12, 30, 60 и 90 % (соответственно) в течение 12 "темных" часов итолодавших в последующие 12 "светлых" часов [20]. Мы отметили, что ко­лебания уровня гликогена в печени (от максимального до ми­нимального значения) были обратно пропорциональными со­держанию белка в пище и прямо пропорциональными содер­жанию углеводов. В этом же исследовании наблюдались вы­раженные периодические изменения активности тирозинтран-саминазы в печени крыс. Ее максимальные показатели были пропорциональны содержанию пищевого белка через шесть часов после начала кормления, а минимальные отмечались да­же тогда, когда содержание гликогена все еще возрастало. Не­давно в нашей лаборатории более детально этот феномен был исследован М. Ватанабе, данные которого подтвердили разрыв между показателями содержания гликогена и активностью ти-розинтрансаминазы в печени животных. Кроме того, было по­казано, что с одновременным снижением содержание корти-костероидов в плазме крови, происходит увеличение актив­ность тирозинтрансаминазы. Хорошо известно, что индукция этого фермента может вызываться введением кортикостерои-дов, но ранее не сообщалось о существовании такого эффекта сразу после приема пищи, возможно, потому, что обычно у крыс пик активности тирозинтрансаминазы приходится на полночь и имеет тенденцию к снижению до дневного уровня к 6 часам утра [28-31].

151

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТТЕР

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

Эти примеры убедительно показывают, что метаболические реакции происходят согласно суточному циклу: сон - пробуж­дение, прием пищи — голодание, и сопровождаются выражен­ными изменениями активности ферментов.

ферментативная адаптация k голоданию

В исследованиях, проведенных нами в 1961 году [21], также использовалась процедура голодания животных в течение 3 дней, а затем - три различных схемы питания крыс (См. также работу Дж. и X. Теппермана [24]). В этих экспериментах изме­нение характера обратных связей вызывало повышение ак­тивности глюкоза-б-фосфатдегидрогеназы в печени до не­обычно высоких уровней по сравнению с его суточными и даже средними показателями. В течение 72 часов уровень ак­тивности фермента значительно вырос и превысил норму поч­ти в 20 раз, а затем медленно, в течение 10 дней снижался к исходному показателю. Эти опыты показали, что в данных экспериментальных условиях (кормление без ограничений - ad libitum] не было достигнуто оптимального уровня действия стресс-фактора, необходимого для синтеза данного фермента.

На недавнем симпозиуме по изучению различных схем пи­тания и последствиях их применения, Дж. Майер [14] под­черкнул, что на паттерн метаболических реакций может вли­ять периодичность кормления — это может быть одно, два или несколько приемов пищи в день. Дж. и X. Тепперманы [24] провели множество экспериментов на животных, голо­давших регулярно каждые 21-22 часа и получавших корм толь­ко 2-3 часа в сутки. В опытах было обнаружено поразительное увеличение образования жиров как из ацетата, так и глюкозы, а также накопление гликогена в печени в количествах, более высоких, чем у животных, кормящихся ad libitum. К тому же, это явление сопровождалось усилением процесса отложения жира в соединительной ткани. Анализ полученных данных свидетельствовал о пользе частых и небольших приемов пищи и, наоборот, о вреде одного приема пищи в сутки для челове­ка, так же как и для мышей и крыс. Сегодня широко распро­странено мнение о том, что такое дробное питание является лучшим режимом и его можно рекомендовать в качестве одно­го из условий оптимальной среды обитания. Моя цель — вы­сказать сомнения по поводу этой точки зрения и, фактически, обосновать противоположную позицию. Между тем, из лите­ратуры известно, что обычай принимать пищу три раза в день возник еще в 1890 году. Англосаксонская традиция предписы­вала прием пищи дважды в день - во время завтрака и обеда, а обедали в XVI веке, как правило, в 11 часов утра [4].

152

Предположим, что у животного или человека отсутствует инстинктивное ощущение того, что для него является благом в сегодняшних условиях обитания, отличных от тех, которые сопровождали эволюцию данных видов. В таком случае нет и непосредственной причины для поиска информации "как жить более мудро" - цели, особое значение которой придавал Любо [8]. Это положение можно проиллюстрировать на примере животных, содержащихся в маленьких клетках, или же людей, находящихся в тесном помещении, при отсутствии необходи­мой для организма физической нагрузки и питании ad libitum. Действительно, в нашем обществе ценится, прежде всего, стройная фигура, которая рассматривается как результат сни­жения калорийности пищи и одновременно - дробного пита­ния. Но, никогда, насколько мне известно, эта идея не ассо­циировалась с возможностью однократного, но достаточно ос­новательного, принятия пищи в течение суток.

Во-вторых, будем считать, что голодание — это нормальное, полезное и естественное для человека и животного явление жизни. Такой подход, возможно, противоречит обыденной или медицинской точке зрения, на которые, по-видимому, повлия­ли знания о паллиативном лечении язвы желудка, частыми и небольшими приемами молока. Я полагаю, что жизненное предназначение физиологических функций состоит в их ис­пользовании, поэтому атрофия при отсутствии нагрузок по­ражает не только мышцы. Очевидно, что состояние физиче­ского тела влияет как на интеллектуальную, так и психиче­скую функции головного мозга. Животные при помощи мета­болического механизма запасают энергию в таком количестве, которое намного превышает ее резервы в виде гликогена пе­чени. Г. Кахилль считает [5], что гликоген печени может под­держивать необходимый уровень содержания глюкозы в крови только в течение 12 часов, а мышечный гликоген не может непосредственно использоваться организмом. Поэтому во вре­мя голодания в организме человека (и грызунов) должен ини­циироваться процесс глюконеогенеза из белков. Кахилль, ис­ходя из известных фактов выживания человека, находившего­ся без еды в среднем 60-90 дней, рассчитал отношение вели­чины различных запасов глюкозы к общему потенциалу глю­козы в организме. Это соотношение составило примерно 290 к 30000 молям или менее 1 %.

В целом исследования на лабораторных крысах показали, что голодание животных ведет к довольно быстрой стимуля­ции коры надпочечников и усилению глюконеогенеза из бел­ков [1; 22]. Однако, в недавнем исследовании Е. Коллар и др. [13] двое испытуемых голодали четыре, а трое — шесть дней без каких-либо признаков активации надпочечников. Тем не менее, через двое суток голодания содержание одного, еще не

153

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТТЕР

идентифицированного, "ответственного за развитие стресса вещества"1, которое в обычных условиях отсутствует в моче, сохранялось на достаточно высоком уровне у всех испытуе­мых. Интерес вызвали наблюдения Ф. Розен и С. Николь [22], которые показали, что два метаболита триптофана — 5-ОН-триптофан и серотонин являются активными индукторами ти-розинтрансаминазы в печени крыс. По-видимому, стресс от голодания может приводить к адаптивным изменениям, кото­рые представляют собой определенные стадии последователь­ного приспособления, варьирующего у разных видов.

Мы исследовали не эффект голодания, а, скорее, влияние на организм увеличения интервалов между принятием пищи, как один из подходов к определению оптимального уровня воздействия стресс-фактора. Обыкновенная лабораторная крыса имеет невысокую мотивацию для двигательной актив­ности, когда она живет в условиях постоянно поддерживаемой температуры и доступности пищи в любое время суток. По­этому у крыс, приученных поедать свою дневную порцию за 2-3 часа, в результате развивалось ожирение [12; 24]. В ходе ес­тественного отбора выживали те крысы, которые голодали в ночные часы и спали днем, но при этом выживали и те живот­ные, которые не могли каждую ночь добывать себе пищу. Мы решили создать такие условия проведения эксперимента, при которых цикл принятия пищи и голодания составил бы не 24, а 48 часов.

На основании проведенных экспериментов, использовав­ших режим питания ad libitum (контрольная группа), ограни­ченный режим — питание 12 часов в сутки [20] и ad libitum после 3 дней голодания [21], мы разработали модели воздейст­вия гипотетического оптимального стресс-фактора, соответст­вующего среде обитания, которая могла бы быть оптимальной по большинству своих параметров. Крыс, которых кормили 12 часов в сутки (что не очень отличалось от режима ad libitum], затем стали кормить через ночь. Таким образом, этих жи­вотных кормили 12 часов каждые сутки, а затем подвергали голоданию в течение 36 часов. Мы назвали их "крысами, адап­тированными к 36-часовому голоданию" [19]. Было проведено несколько экспериментов с 48-часовым циклом, в которых пища была доступна только 8 часов каждые 2 суток. Эту груп­пу составили "крысы, адаптированные к 40-часовому голода­нию" [28-32].

1 Г. Селье назвал это не идентифицированное вещество "первым медиатором", стимулирующим нейроэндокринные клетки головного мозга на первых сгадиях реализации организмом стрессорного ответа - Прим. ред.

154

______________________________ БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

Вскоре было отмечено, что крысы, адаптированные к голо­данию, проявляли высокую двигательную активность. Поэтому мы их поместили в клетки, оборудованные установкой для изучения двигательной активности, и стали измерять расстоя­ние, пробегаемое каждым животными. Было обнаружено, что крысы, адаптированные 40-часовому голоданию, выживали в небольших клетках обычного типа, однако если им открывали доступ в оборудованные для физических упражнений клетки, то все они погибали через 5-10 дней, иллюстрируя этим на­рушение инстинктивной "мудрости". И, наоборот, крысы, адаптированные к 36-часовому голоданию, оказались способ­ными выживать и приспосабливаться к таким условиям.

Животные, адаптированные к 36-часовому голоданию, про­бегали в среднем 15 км за 12 часов голодания в темное время суток [19]. На следующий день, оставаясь еще голодными, они бегали гораздо меньше и много спали. Крысы в контрольной группе были более активны ночью, тогда же и ели, остальную часть дня спали, не проявляя практически никакой дневной двигательной активности.

Здесь будут представлены данные только в отношении од­ного фермента (хотя изучалось их несколько, а также метабо­лизм нуклеиновой кислоты). В наших опытах были обнаруже­ны значительные колебания активности глюкоза-6-фосфатдегидрогеназы, и этот показатель в среднем был выше, чем в контрольной группе [19]. Эти данные свидетельствуют о том, что адаптивные ферментативные реакции являются ча­стью нормальной физиологии и что их можно усилить, увели­чивая промежутки между кормлениями.

Мы не изучали указанные режимы в длительных экспери­ментах, но, совершенно очевидно, что при режиме 36-часового голодания ожирение не развивалось в течение 30 дней, а кри­вая прироста массы тела за этот период не превышала таковые у контрольной и опытной группы, получавшей пищу два часа в сутки. Как показал Б. Берг, у самцов крыс скорость прироста массы тела была аналогичной, когда количество пищи снижали до 33 и 46 % от нормы (соответственно для 1 и 2 группы), а затем - до средних значений, лежащих в этих пределах [3]. Исследования Берга продемонстрировали увеличение продол­жительности жизни и улучшение общего состояния крыс без проявления признаков недоразвитости. Но все же осталось невыясненным, можно ли у крыс с 36-часовым периодом голо­дания со временем увеличить частоту кормления до уровня контроля или, в конечном счете, ограничиться одноразовым приемом пищи (что, вероятно, предпочтительнее). Можно предположить, что обычное ограниченное потребление пищи всегда приводит к периодам голодания длительностью 22-23 часа, которое, возможно, за счет ограничения калорий, оказы­вает благотворное влияние на организм.

155

ВАН РАНСЕЛЕР ПОПЕР________________________________________________

Сейчас же мы можем только размышлять о том, могут ли животные, адаптированные к голоданию, активно и с пользой дела использовать эти способности для существенного сдвига внутриклеточных ферментативных паттернов. Мы оставляем решение этой проблемы на будущее, когда станет возможным выяснить, могут ли интеллектуальные силы, мотивации и ха­рактер человека зависеть от конкретных режимов питания.

Определение оптимальной оКруЖающей среды

Возвращаясь к актуальной задаче определения оптимальной среды, я хотел бы отметить, что культура является важной со­ставляющей окружающей нас среды. Наши рекомендации, со­веты физиологов, должны стать частью нашей культуры, в противном случае на них не будут обращать внимания, что зависит, не в последнюю очередь, от силы нашей логики и способности противостоять оппонентам. Убедительным приме­ром такого невнимания является курение. Несмотря на то, что уже доказана взаимосвязь между курением и раком легких, и тут эксперты в общем-то единодушны, по-прежнему преобла­дают противодействующие силы культурных традиций.

При определении оптимальной окружающей среды я ду­маю, принципиально важно отойти от простого обсуждения опасности воздействия токсических факторов и рекомендовать конкретные меры, которые помогли бы изменить в сознании людей представления о здоровье, как только отсутствии болез­ней, и поднять их до понимания "позитивного здоровья", о ко­тором говорил Дюбо [8]. Я считаю немаловажным то, чтобы физиологи находились на переднем крае исследований и опи­сания механизмов физиологической адаптации, и это проявля­лось не только в области физиологии, но бихевиоризма и мо­лекулярной биологии. Их деятельность должна рассматривать­ся не столько в академическом, научном смысле, сколько в практическом — в качестве способа быстрого изменения че­ловечества в последующие 20-30 лет. Если существующее изо­билие не обеспечивает оптимальной среды жизнедеятельности, что мы можем сказать тем, кто продолжает к нему стремить­ся? Каковы минимальные требования к оптимальной среде могли бы порекомендовать ученые-физиологи и в каком на­правлении нам следует работать?

Я, не как физиолог, а как ученый и гуманист, составил пе­речень из семи пунктов, представленных в виде целого пакета (хотя как физиолога меня больше всего волнует четвертый пункт, имеющий отношение к физиологической адаптации). Однако следует подчеркнуть, что до тех пор, пока мы не узна-

156

________________________________________БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

ем как можно больше о природе адаптации и молекулярных мишенях опасного воздействия токсических веществ, мы не­много сможем сказать о пороговых уровнях и потенциале это­го воздействия. И не случайно загрязнение окружающей сре­ды относится к числу наиболее сложных проблем цивилиза­ции.

Предлагаемые мной семь пунктов таковы:

1. Я начинаю с основных потребностей, которые могут удовлетворяться усилиями самого человека. Это: пища, кров, одежда, пространство жизни, уединение, досуг, образование -нравственное и интеллектуальное (об этической основе науки см.: Б. Гласе [11]).

2. Я настаиваю на необходимости освобождения нашей жизни от токсического воздействия химических веществ, не­нужных травм (в первую очередь, военных и дорожно-транспортных), а также на предупреждении болезней.

3. Я считаю, что культура должна считаться с принци­пами сохранения здоровой экологии в перспективе нашей жизни. Цель культуры: жить в единстве с природой (подобно живым существам в сбалансированном аквариуме), без апел­ляций к способности будущей науки спасти больную планету.

4. Этот пункт наиболее близкий мне, потому что он связан с моим многолетним опытом исследователя. Я думаю, что культура в каждом из нас должна воспитывать сознатель­ный подход к развитию своих адаптивных способностей и их совершенствованию на протяжении всей жизни. Такая адап­тация будет результатом систематического столкновения чело­века с физическими и интеллектуальными задачами, возни­кающими в соответствующее время и не выходящими за пре­делы индивидуальных способностей (нарастающих, как из­вестно, в начале жизни и снижающихся ближе к ее оконча­нию). Это предложение основано на данных молекулярной генетики, согласно которым наши генетические способности не проявляются автоматически и их максимальное развитие можно ожидать лишь при оптимальном уровне воздействия

стрессора.

5. Этот пункт утверждает необходимость достижения личного счастья, которое включает периодическую смену на­строений от чувства удовлетворения к неудовольствию и на­оборот, сохранение чувства аутентичности, несмотря на по­стоянный пересмотр существующих представлений и новых идей в быстро меняющемся мире (что подтверждают наши ин­дивидуальные информационные агентства).

6. Данный пункт призывает к продуктивности, которая включает обязательства перед остальными членами общества:

157

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТТЕР__________________________________________

перед своей семьей, церковью, сообществом - непосредствен­но и перед человечеством - опосредованно.

7. И, наконец, каждый из нас может способствовать дальнейшей эволюции нашей культуры, развитию современно­го общества и удовлетворению потребности человека в красо­те и порядке, которые, в свою очередь, не отрицают роли лич­ности и беспорядка в мире [16, 17].

Я полагаю, что тема адаптивных реакций, которые являются главным предметом нашего исследования оптимальной окру­жающей среды, входит в круг проблем физиологии окружаю­щей среды, основанной на следующих положениях:

(а) индивиды проявляют широкий спектр изменчивости, стремясь найти стимулы своего развития без посторонней помощи, но большинство из них фактически наделены только инстинктами и механизмом естественного отбора для удовле­творения исключительно физиологических потребностей наи­более легким из возможных способов (и не более того);

(б) необходимо изучить, какие рекомендации дать общест­ву, которое по существу не информировано относительно осо­бенностей природы человека, а также целей, позиций, личных ценностей, которые следовало бы прививать дошкольникам и школьникам для того, чтобы создать свободное общество, дос­тойное человечества;

(в) постоянно исследовать, почему люди систематически пренебрегают развитием своих адаптивных способностей, и следует ли обществу влиять на негативное отношение молодых людей к систематическим физическим упражнениям, перио­дическому голоданию и непрерывному развитию интеллекту­альных и физических навыков. И если это так, то, как общест­во, отдельные свободные личности и, возможно, группы во­лонтеров, могут изменить наше отношение к адаптации.

Первым шагом в реализации любой программы, успешной с точки зрения эволюции нашей культуры к пониманию и вы­работке концепции позитивного здоровья, является возмож­ность доступа к еще большему знанию. Я защищаю следую­щий тезис - изучение аспектов, связанных с индивидуальными особенностями, так же как и общих принципов физиологиче­ской адаптации, является особенно важным разделом физио­логии окружающей среды. Поэтому нашей главной целью должно быть проведение как можно большего количества ис­следований, объединяющих физиологию и молекулярную био­логию.

158

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.

ЛИТЕРАТУРА

1 J Ashmore, S. R. Wagle and T. Uete, "Studies on Gluconeogenesis",

Advan. Enzyme Reg. 2:101-114, 1964. 2. William James, The Principles of Psychology (New York: Holt,

Rinehart and Winston, Inc., 1892). 3 B. N. Berg, "Nutrition and Longevity in the Rat. I: Food Intake in

Relation to Size. Health and Fertility", J. Nutr. 71:242-254, 1960. 4. R. Brasch, How Did It Begin? (New York: David McKay Co., Inc.,

1966). 5 G F Cahill Jr. "Some Observation on Hypoglycemia in Man, "

Advan. Enzyme Reg. 2:137-148, 1964.

6. A.H. Conney, E. C. Miller and J. A. Miller, "The Metabolism of Methylated Aminoazo Dyes V: Evidence for Induction of Enzyme Synthesis in the Rat by 3-Methylcholanthrene", Cancer Res. 16:450-459, 1956.

7. D. B. Dill, "Handbook of Physiology." Am Physiol. Soc. (Baltimore: The Williams and Wilkins Co., 1964). Section 4.

8. Rene Dubos, Man Adapting (New Haven: Yale University Press, 1965).

9. L. Ernster and S. Orrenius, "Substrate-Induced Synthesis of the Hydroxylating Enzyme System of Rat Liver Microsomes", Fed. Proc. 24:1190-1199, 1965.

10. C. Geertz, "The Impact of the Concept of Culture on the Concept of Man", in John R. Platt, ed., New Views on the Nature of Man (Chicago: University of Chicago Press, 1965).

11. B. Glass, "The Ethics of Science", Science 150:1254-1261, 1965.

12. G. Hollifield and W. Parson, "Metabolic Adaptation to a "Stuff and Starve" Feeding Program II: Obesity and the Persistence of Adaptive Changes in Adipose Tissue and Liver Occurring in Rats Limited to a Short Daily Feeding Period; J. Clin. Invest, 41:250-253, 1962.

13. E. J. Kollar, G. R. Slater, J. O. Palmer, R. F. Docter and A. J. Mandel, "Measurement of Stress in Fasting Man", Archiv. Cen. Psychiat 11:113-125, 1964.

14. J. Mayer, "Introductory Remarks, Symposium on Feeding Patterns and their Biochemical Consequences", Fed. Proc. 23:59, 1966.

15. J. G. Miller, "Psychological Aspects of Communication Overloads", in R. W. Waggoner and D. J. Carek, eds., International Psychiatric Clinics: Communication in Clinical Practice (Boston: Little, Brown and Company, (1964), pp. 201-204. Other reports by Miller include: "Adjusting to Overloads of Information", in Disorders of Communication (Volume XLII: Research Publications, Association for Research in Nervous and Mental Disease, 1964), pp. 87-100; and "The Individual as an Information Processing System", in W. S. Fields and W. Abbott, eds., Information Storage and Neural Control (Springfield, Illinois: Charles C. Thomas, Publisher, 1963), pp. 1-28.

16 R S. Neutra, Survival Through Design (New York: Oxford University Press, 1954).

17. V. R. Potter, "Society and Science," Science 146:1018-1022, 1964 (See Chapter 4, this volume, pp. 55-68).

18. V. R. Potter and V. H. Auerbach, "Adaptive Enzymes and Feedback Mechanisms," Lab. Invest. 8:495-509, 1959.

19. V. R. Potter, R. A. Gebert and H. C. Pilot, "Enzyme Levels in Rats Adapted to 36-hour Fasting", Advan. Enzyme Reg. 4:247-265, 1966.

159

ВАН РАНСЕЛЕР ПОТТЕР_________________________________________ _____

20. V. R. Potter, R. A. Gebert, Н. С. Pitot, С. Peraino, С. Lamar, Jr., S. Lesher and H. P. Morris, "Systematic Oscillations in Metabolic Activity in Rat Liver and in Hepatomas I: Morris Hepatoma 7793", Cancer Res. 26:1547-1560, 1966.

21. V. R. Potter and T. Ono, "Enzyme Patterns in Rat Liver and Morris Hepatoma 5123 During Metabolic Transitions", Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 26:335-362, 1961.

22. F. Rosen and C. A. Nichol, "Studies on the Nature and Specificity of the Induction of Several Adaptive Enzymes Responsive to Cortisol", Advan. Enzyme Reg. 2:115-135, 1964.

23. M. D. Siperstein, "Deletion of the Cholesterol Negative Feedback System in Precancerous Liver", Abst. J. Clin. Invest. 45: 1073, 1966.

24. H. M. Tepperman and J. Tepperman, "Adaptive Hyperlipogenesis", Fed. Proc. 23:73-75, 1964.

25. A. Toffler, "The Future as a Way of Life", Horizon 7: No. 3. 108-115, 1965.

26. L. W. Wallenberg and J. L. Leong, "Effects of Phenothiazines on Protective Systems Against Polycyclic Hydrocarbons", Cancer Res. 25:365-370, 1965.

27. S. J. Yaffe, G. Levy, T. Matsuzawa and T. Balliah, "Enhancement of Glucuronide-conjugating Capacity in a Hyperbilinemic. Infant due to Apparent Enzyme Induction by Phenobarbital. New Eng. J. Med. 275:1461-1466, 1966.

28. E. F. Baril and V. R. Potter, "Systematic Oscillations of Amino Acid Transport in LJver from Rals Adapted to Controlled Feeding Schedules", J. Nutr. 95:228-237, 1968.

29. V. R. Potter, E, F. Baril, M. Watanabe and E. D. Whittle, "Systematic Oscillations in Liver from Rats Adapted to Controlled Feeding Schedules", Fed. Proc. 27:1238-1245, 1968.

30. M. Watanabe, V. R. Potter and H. C. Pitot, "Systematic Oscillations in Tyrosine Transaminase and Other Metabolic Funclions in Liver of Normal and Adrenalectomized Rats on Controlled Feeding Schedules", J. Nutr. 95:207-227, 1968.

31. E. D. Whittle and V. R. Potter, "Systematic Oscillation in the Metabolism of Orotic Acid in the Rat Adapted to a Controlled Feeding Schedule", J. Nutr. 95:238-246, 1968.

БИОЭТИКА - МОСТ В БУДУЩЕЕ.