Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФАП.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
171.52 Кб
Скачать
  1. Механизм формирования системного структурного следа.

Механизм активации генетического аппарата при гиперфункции клетки стал предметом детальных исследований. Возникающая на первом этапе после повреждения клетки компенсаторная гиперфункция закономерно увеличивает расход АТФ в клетках компенсирующей системы, и на некоторое короткое время ре-синтез АТФ отстает от ее расхода. Это временное нарушение энергетического баланса влечет за собой снижение концентрации высокоэргических соединений и увеличение концентрации продуктов их распада. Возрастает величина отношения:

([АДФ] • [креатин] • [фосфат неорганический]) / ([АТФ] • [креатинфосфат]),

где в числителе — концентрация продуктов распада фосфорных соединений, а в знаменателе — концентрация самих этих соединений.

Изменение концентраций этих веществ через механизм сопряжения окисления с фосфорилированием влияет на ре-синтез АТФ в митохондриях. При гиперфункции снижение концентрации высокоэргических соединений влечет за собой усиление окислительного ресинтеза АТФ в митохондриях; при этом концентрации креатинфосфата и АТФ перестают уменьшаться и стабилизируются на определенном, несколько сниженном по сравнению с нормой уровне; в результате достигается энергетическое обеспечение срочной компенсации. Однако эта компенсация при сниженной концентрации высокоэргических соединений ненадежна, т. к. любая дополнительная нагрузка может привести к нарушению неустойчивого энергетического баланса клеток и системы в целом. Последующее развитие процесса обусловлено тем, что снижение концентрации высокоэргических соединений влияет не только на окислительный ре-синтез АТФ, но через систему специализированных внутриклеточных механизмов регулирует активность генетического аппарата клетки. Вызванное гиперфункцией снижение концентрации АТФ активирует синтез нуклеиновых кислот и белков и приводит к увеличению массы структур. При этом прежде всего увеличивается масса митохондрий, т. е. возрастает мощность системы, где происходит ре-синтез АТФ. В результате концентрация АТФ и креатинфосфата приближается к нормальному уровню, синтез нуклеиновых кислот и белков в увеличившейся массе клеток также приближается к нормальному уровню — устанавливается устойчивая долговременная компенсация. Механизм саморегуляции, посредством которого дефицит энергии устраняется за счет активации генетического аппарата клетки и образования митохондрий, представлен на схеме 1.

Схема 1. Внутриклеточное звено компенсации. Повреждение через высшие регуляторные механизмы вызывает гиперфункцию органа. Механизм саморегуляции в клетке можно представить следующим образом: гиперфункция клеток органа приводит к увеличению использования креатинфосфата и АТФ. Отношение концентраций продуктов распада креатинфосфата и АТФ к концентрации самих этих соединений (обозначенное как регулятор фосфорилирования— РФ) возрастает; возросшая величина РФ активирует дыхание и сопряженное с ним окислительное фосфорилирование митохондрий (пунктирный контур I). Возросший ресинтез АТФ прекращает дальнейшее снижение концентрации АТФ в клетке — срочная компенсация оказывается обеспеченной. В дальнейшем возросшая величина РФ, действуя опосредованно через фактор-регулятор (промежуточное звено), активирует генетический аппарат клетки, увеличивает скорость транскрипции РНК и тем самым вызывает рост клеточных структур. Развивается компенсаторная гипертрофия — основа устойчивой долговременной компенсации (пунктирный контур II).

Главный момент срочной и долговременной компенсации состоит в том, что тот же самый параметр РФ приводит в действие другой, более сложный, механизм регуляции опосредованно — через некоторое промежуточное звено, обозначенное на схеме как фактор-регулятор, который контролирует активность генетического аппарата клетки, определяет скорость синтеза нуклеиновых кислот и белков. Следовательно, при гиперфункции возросшая величина РФ через фактор-регулятор активирует синтез нуклеиновых кислот и белков, в результате происходит рост внутриклеточных структур, развивается компенсаторная гипертрофия или гиперплазия клеток. Снижение функции и величины РФ влечет за собой противоположный результат — атрофию от бездействия.

Эти факты свидетельствуют, что величина РФ определяет не только синтез АТФ, но и активность генетического аппарата клетки, т. е. образование клеточных структур.

Величина РФ оказывает влияние на генетический аппарат клетки не сама по себе, а опосредованно, через специализированные механизмы клеточной регуляции. В этом процессе важную роль играют в качестве метаболитов-посредников циклической АМФ алифатические поли-амины, ионы магния; действие этих метаболитов реализуется через систему регуляторных белков клеточного ядра.

Взаимосвязь функции и генетического аппарата клетки реализуется во всех звеньях компенсирующей функциональной системы, обеспечивает формирование системного структурного следа, который увеличивает мощность данной системы, и в результате происходит устранение или уменьшение вызванного повреждением функционального дефекта.

Помимо систем, специфически ответственных за ликвидацию функционального дефекта, при любом повреждении активируются адренергическая и гипофизарно-адреналовая системы, возникает генерализованный синдром стресса, который составляет неспецифический компонент любой адаптационной реакции, и компенсаторной реакции в частности.

Таким образом, системный структурный «след» - комплекс структурных изменений, развивающихся в системе, ответственной за адаптацию, - обладает несколькими чертами, которые имеют определяющее значение для понимания природы адаптации.

Формирование системного структурного «следа» обеспечивает увеличение физиологических возможностей доминирующей системы отнюдь не за счет глобального роста массы ее клеток, а за счет избирательного увеличения экспрессии определенных генов и роста именно тех клеточных структур, которые лимитируют функцию доминирующей системы. Так, при адаптации к физическим нагрузкам на выносливость в скелетных мышцах избирательно в 1, 5-2 раза возрастает число митохондрий, активность цитохромоксидазы и других ферментов дыхательной цепи, при адаптации к гипоксии происходит увеличение числа альвеол в легких и концентрации миоглобина в миокарде и гемоглобина в крови. Таким образом, избирательное увеличение экспрессии определенных генетических комплексов и селективный рост лимитирующих функцию структур - основа формирования системного структурного «следа». Также, при гипоксии организм отвечает бурным синтезом супероксидных радикалов, позволяющих проводить окислительные процессы в организме для обеспечения его энергией. Одновременно при адаптации к высотной гипоксии развивается частичная атрофия супраоптического ядра, ответственного за образование антидиуретического гормона, и клубочковой зоны надпочечников, где образуется альдостерон. В итоге облегчается выделение из организма воды и хлористого натрия, а как следствие — возрастает резистентность ко всем факторам, вызывающим гипертонию. При адаптации к повторным стрессорным ситуациям увеличение мощности стресс-лимитирующих систем, т. е. антиоксидантной системы, системы синтеза простагландинов, ГАМК-ергической, опийидергической систем и т. д., повышает резистентность организма к таким факторам, как ишемия, ионизирующая радиация, и даже к химическим факторам, вызывающим прямое повреждение клеточных структур. Явления такой положительной перекрестной резистентности весьма многообразны и составляют основу адаптационной профилактики многих болезней.