Раздел 13. Процесс защиты организма от воздействия внешней и внутренней среды

ОСНОВЫ САМОУДОВЛЕТВОРЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В БЕЗОПАСНОСТИ

Жизнь – это адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. В ответ на воздействие внешней среды развиваются адаптационно-приспособительные механизмы. Реакции организма, защищающие организм от вредоносных или повреждающих факторов, являются результатом эволюционного развития и до сих пор пополняются новыми свойствами. Их биологическое значение состоит в поддержании оптимального постоянства внутренней среды организма, в которой живут все его клетки. Это необходимо, так как нарушение гомеостаза приводят к нарушению функций клеток и тканей организма, особенно высокоспециализированных клеток центральной нервной системы. Адаптация обеспечивает приспособление организма к физическим, эмоциональным и другим нагрузкам. Благодаря адаптации организм может выжить в различных условиях окружающей среды. Термин «адаптация» в узком смысле этого слова употребляют для обозначения процесса изменения уровня чувствительности того или иного анализатора под действием адекватного раздражения – физиологическая адаптация. При этом как в рецепторах, так и в центральных нейронных структурах повышается или понижается чувствительность. Например, в темноте чувствительность глаза к свету повышается, а при действии света понижается. Характерно то, что снижается абсолютная чувствительность анализатора, а дифференциальная чувствительность к стимулам, близким к адаптирующему, повышается. Поэтому на фоне длительно действующего раздражителя мы различаем даже самые слабые его изменения.

В ходе индивидуального развития в первую очередь формируются системы, обеспечивающие выживание ребенка после рождения. Чем выше уровень интеграции, координированности сложных регуляторных процессов, тем эффективнее адаптация. У человека адаптация выступает как свойство организма, которое обеспечивается автоматизированными саморегулирующимися системами - сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и др. В каждой из этих систем можно выделить несколько уровней адаптации - от субклеточного до органного. Все они повышают жизнестойкость, устойчивость системы к факторам среды.

ВРОЖДЕННЫЕ (НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ) МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ

1. Безусловные защитные рефлексы: устраняют раздражения, которые могут привести к повреждению; Эффекторное звено рефлекса – это кожа, слизистые оболочки, рефлексогенные зоны сосудистой системы, и т. д. Центральное звено – разные уровни головного и спинного мозга. Эфферентная часть – моторный, железистый, сосудистый аппарат (двигательные реакции, выделение гормонов, слюноотделение и т.д.) Например, оборонительные рефлексы (болевое раздражение конечности вызывает отдергивание руки, мигательный рефлекс – при сильном движении воздуха в направлении роговицы глаза веки смыкаются); рефлексы пищеварительного аппарата (при интоксикациях усиливается секреторно-перистальтическая деятельность кишечника, что способствует удалению раздражающих агентов; рвотный рефлекс); защитные дыхательные реакции (кашель, чихание, изменение секреции с верхних дыхательных путей и бронхов при изменении состава газовой среды).

2. Барьерные механизмы защиты (тканевой и гистогематический):

а) тканевой барьер - кожа, почки, органы дыхания, пищеварительный аппарат и печень.

б) гистогематический барьер (ГГБ) обеспечивается избирательной проницаемостью эндотелия капилляров органов и тканей; это гематоэнцефалитический барьер (оболочки мозга, ликвор, венозные синусы, желудочки), барьеры уха и глаза.

Кожа, слизистые оболочки, лимфатические узлы, бактерицидные белки слюны и сыворотки крови, выделительная функция, температурная реакция организма обезвреживают чужеродные тела и вещества за счет механических и физико-химических воздействий.

- Первый барьер на пути микроорганизмов – кожа и слизистые оболочки. Установлено, что чистая кожа губительно действует на большинство микробов (кишечную палочку, гемолитический стрептококк и др.). Кислая среда пота связана с наличием в нем уксусной, молочной и жирных кислот (бактерицидное действие). Слизистые оболочки непроходимы для многих микробов, а их секрет оказывает противомикробное действие. Так в слезе, слюне, пищеварительных соках содержится лизоцим (белок, содержащийся во многих тканях и жидкостях, действующий как фермент), а также иммуноглобулин. Гиалуроновая кислота задерживает проникновение микробов в ткани и органы. Кислая среда желудочного сока имеет выраженные бактерицидные свойства в отношении кишечных инфекций и пищевых токсикоинфекций. Микробы сапрофиты (нормальная микрофлора организма) в коже, конъюнктиве, пищеварительном и мочеполовом тракте, в верхних дыхательных путях играют существенную роль в создании естественной защиты организма: они предохраняют местные антитела от разрушения путем регуляции активности протеолитических ферментов, подавляют рост других бактерий, в том числе возбудителей инфекционных заболеваний, за счет продукции спиртов, перекиси водорода, молочной кислоты, жирных кислот.

- В случае, если микробы все же преодолевают барьер, созданный кожей и слизистыми оболочками, защитную функцию начинают выполнять лимфатические узлы. При этом они могут воспаляться (лимфаденит).

- При воспалительной реакции из тканей освобождается ряд веществ (гистамин, серотонин, лейкопенический фактор, лейкотаксин), под влиянием которых активизируются лейкоциты. Лейкоциты скапливаются в зоне воспаления, что приводит к образованию защитного вала, препятствующего распространению микробов в ткани и органы. Воспаление обуславливает повышение температуры тела, возникновение ацидоза и гипоксии, что губительно действует на микроорганизмы.

- Пропердин – белок сыворотки крови, разрушающий бактерии и инактивирующий вирусы; комплемент – система сывороточных белков, которая активизируется комплексом антиген- антитело (см. ниже); комплемент – система белков сыворотки крови и тканевой жидкости – присоединяется к антителам и способствует разрушению чужеродных веществ; интерферон – противовирусный белок, который вырабатывается пораженными клетками; он препятствует проникновению вирусов в клетки, и инфекция приостанавливается; этим объясняется феномен интерференции, когда одна инфекция тормозит развитие другой.

- Защитные функции эритроцитов и тромбоцитов. Эритроциты связывают токсины за счет наличия на поверхности специальных белков – антител, вместе с тромбоцитами они принимают участие в остановке кровотечения (свертывание крови).

3. Иммунитет – невосприимчивость, способность организма защищать собственную целостностьОдним из самых мощных механизмов иммунитета является фагоцитоз (от phagein – пожирать). Он протекает в несколько стадий: 1 - приближение фагоцитов к микробу и отмирающим клеткам самого организма; - поглощение его, и образование фагосомы; - слияние фагосомы с лизосомой. Под влиянием протеолитических ферментов лизосомы и других активных ферментов происходит внутриклеточное переваривание. В реакции фагоцитоза участвуют микрофаги и макрофаги. Микрофаги – гранулоциты – первые приходят к очагу инфекции или повреждения, где остаются активными в течение 4-5 дней; макрофаги – это моноциты крови, которые, проникая в ткани, становятся местными макрофагами (где живут от одного до нескольких месяцев), а также фиксированные (тканевые) макрофаги в печени, селезенке, лимфоузлах, вилочковой железе, гистиоциты соединительной ткани. Процесс фагоцитоза усиливают опсонины - антитела, которые связываются с микроорганизмами и облегчают их захват фагоцитами.

ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА

Это реакции биологической системы на действие биологически значимых факторов, направленные на ее выживание, сохранение состояния и свойств в новых условиях существования. Приспособительные реакции свойственны отдельным клеткам, органам и тканям. Но полноценное приспособление обеспечивает целостный организм, в котором оно осуществляется на разных уровнях: 1– регуляция метаболизма (обеспечение адекватного снабжения организма питательными веществами и энергией); 2 – сохранение гомеостаза (вегетативная нервная система и железы внутренней секреции регулируют деятельность пищеварительных, дыхательных, экскреторных и других вегетативных процессов); 3 – адекватное поведение, которое обеспечивают безусловные и условные рефлексы.

Срочные

Долговременные

Возникают в ответ на однократное воздействие фактора и выражаются в «аварийном» приспособлении к изменившимся условиям. Например, изменение параметров дыхания и кровообращения при интенсивной физической нагрузке; терморегуляторные реакции при изменении температуры окружающей среды.

Механизм – активация высших нервных центров, ответственных за регуляцию гомеостаза и возникновение срочных приспособительных реакций соответственно полу, возрасту, конституции и особенностям онтогенеза.

Возникают постепенно после длительных или повторно возникающих воздействий путем их суммирования. Например, у спортсменов (физическая нагрузка) отмечается гипертрофия миокарда, то же – при патологической перегрузке сердца (пороки сердца, артериальная гипертензия и др.)

Два механизма таких реакций: 1) в тех органах и тканях, которые участвуют в срочных реакциях, при повторениях усиливается синтез нуклеиновых кислот и белков, увеличивается масса гиперфункционирующих элементов; 2) повторное возбуждение корковых нейронов приводит к усилению синтеза РНК и белков в них, и формируются временные связи корковых нейронов, что лежит в основе образования условного рефлекса.

АДАПТАЦИОННЫЙ СИНДРОМ СЕЛЬЕ

Это проявление стресса. Стресс (от лат. stress – напряжение) - общая защитная (неспецифическая) реакция организма на действие чрезвычайных (значительных по силе и продолжительности) или патологических внешних и внутренних раздражителей. Стрессоры – факторы, вызывающие развитие стресса: инфекция, резкие изменения температуры, кровопотеря, ионизирующее излучение, многие фармакологические воздействия и др. – состояние, развивающееся при действии стрессоров. В основе адаптационного синдрома лежат приспособительные реакции.

Если интенсивность стрессорного фактора чрезмерна и превышает компенсаторно-адаптационные возможности организма, могут возникнуть серьезные нарушения жизнедеятельности в виде гипертензии (увеличение минералокортикоидов), нарушения коронарного кровообращения, нарушения ритма сердца, появления язв в желудочно-кишечном тракте (избыток глюкокортикоидов), дисфункций эндокринной системы. При взаимодействии человека и животных с внешней средой, возникают ситуации, характеризующиеся конфликтом между потребностями и возможностями их удовлетворения (у человека – это преимущественно социальные конфликты) эмоционального стресса. Невозможность его разрешения приводит к формированию длительного застойного эмоционального возбуждения, проявляющегося в нарушениях мотивационно-эмоциональной сферы и в различных соматических заболеваниях. При этом наблюдаются глубокие изменения баланса нейромедиаторов и нейропептидов в ЦНС.

Развитие адаптационного синдрома проходит в 2 или 3 стадии.

1-ая стадия – реакция тревоги. Вначале включаются рефлекторные процессы (защитные, сосудодвигательные и др.); затем – гуморальные (адреналин, гистамин, продукты распада поврежденных тканей). Активизируется система гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Клетки гипоталамуса вырабатывают высвобождающий фактор, под действием которого увеличиваются образование и выделение гипофизом в кровь адренокортикотропного гормона, стимулирующего выработку глюкокортикоидов; активизируется симпатико-адреналовая система (нервно-гуморальная) и нервная система в целом, что выражает мобилизацию защитно-приспособительных сил организма. В результате усиливается распад гликогена, превращение жиров и белков в глюкозу, возникает гипергликемия, активизируется дыхание и кровообращение, изменяется состав крови (лейкоцитоз, лимфопения, эозинопения), перераспределяется кровь в пользу мозга и сердца. Все направлено на борьбу со стрессорным фактором.

2-ая стадия – стадия резистентности (устойчивости). Устраняются повреждения, реакция тревоги исчезает, усиливаются процессы синтетические, восполняются запасы гликогена, жиров; нормализуется деятельность нервной и эндокринной систем и все физиологические функции.

3-ья стадия – истощения. Если стресс продолжается длительное время, компенсаторно-приспособительные возможности исчерпываются: ослабляются синтетические процессы в тканях, снижается образование гормонов коры надпочечников, угнетаются функции физиологических систем организма. Эта стадия может завершиться гибелью организма.