Адаптационные возможности организма при применении иммунномодуляторов. Монография

никающиеворганизмеприадаптационнойперестройке, могутноситькакспецифический,такинеспецифический характер.

Общий тип реакции на действия разнообразных неспецифических раздражителей впервые описал в 1901 г. Н. Е. Введенский, назвав его парабиотическим. В 1906 г. А. А. Богомолец установил, что различные воздействия наорганизм(мышечноенапряжение,беременность)вызываютоднотипныеморфологическиеизменениявкоре надпочечников.

Неспецифичностьпроцессоввыработаласьвходеэволюции как способ максимального приспособления организма путем использования наименьшего количества морфофизиологическихструктур.Еслибынакаждоевоздействиесредыорганизмотвечалтолькоспецифической адаптацией,то это потребовало бы выработки чрезмерного числа механизмов, структур, их обеспечивающих, что привело бы живую систему к перегрузке.

Наиболееподробноивсесторонневопрософормировании неспецифической адаптации организма изложен Г. Селье. Им было показано, что в ответ на действие разных по качеству, но сильных раздражителей стандартно развивается один и тот же комплекс изменений в организме, названный общим адаптационным синдромом

(ОАС) (Селье Г., 1936,1960,1977,1992).

ОАСсостоитизтрехфаз:а)тревоги;б)резистентности; в) истощения. Эти фазы имеют свою хронологию и выявляются биохимически, функционально и морфологически.

Если для стадии тревоги характерно повышение неспецифической резистентности,то стадия резистентности отличается повышением специфической сопротивляемости.При стадии истощения большая частьорганов подвергается атрофическим и дегенеративным измене-

11

ниям, неспецифическая и специфическая сопротивляемость снижена,животные погибают.

Л. Х. Гаркави, Е. В. Квакина, М. А. Уколова (1979, 1990) считают, что в основе развития приспособительных реакций целого организма лежит количественнокачественный принцип: в ответ на действие раздражителей, различных по количеству, т. е. по своей биологической активности, развиваются различные по качеству стандартные адаптационные реакции организма.

Авторыдоказалиразвитиенеизвестныхранеефизиологическихадаптационныхреакций:реакциитренировки при действии слабых раздражителей и реакции активациинадействиераздражителейсреды.Каждаяизэтих реакцийпротекаетстадийноиимеетсвойопределенный комплекс изменений в организме, который определяет уровень и характер резистентности. Реакция тренировки имеет 3 стадии: стадию ориентировки, перестройки итренированности.Приэтомвсистемахорганизмапроисходят специфические изменения. В ЦНС преобладает охранительноеторможение.Вэндокриннойсистемевна- чалеумеренноповышаетсяактивностьглюко-иминера- локортикоидных гормонов, а затем постепенно нормализуется секреция глюкокортикоидов на фоне умеренно повышенной функциональной активности щитовидной железы и половых желез. В первой стадии реакции тренировки повышается пассивная резистентность за счет снижения чувствительности, а в третьей — активная резистентность за счет повышения активности защитных систем организма, в первую очередь тимиколимфатических.

Реакция активации имеет 2 стадии: стадию первичной активации и стойкой активации.В ЦНС преобладает умеренное физиологическое возбуждение. В эндокриннойсистемеотмечаетсяповышениесекрецииминерало-

12

кортикоидовпринормальнойсекрецииглюкортикоидов. В обеих стадиях повышается активная резистентность к повреждающим факторам. Реакция активации имеет зону средней активации (ЗСА) и зону повышенной активации (ЗПА).Эти зоны внутри реакции активации выде- леныпоповышениюактивноститимико-лимфатической системы и более высокому уровню резистентности. При этомреакциитренировкииактивацииявляютсянеспецифической основой физиологических процессов, реак- циястресса—неспецифическойосновойпатологических процессов.

Такимобразом,понятнабиологическаяцелесообразность однотипного реагирования живого организма на различные внешние воздействия, что позволяет повысить его сопротивляемость к многочисленным необычным факторам.

1.1.Адаптация и стресс

Известно,что успешное развитие животноводства во многом зависит от направленного выращивания молодняка, сочетающего высокую продуктивность с устойчивостью организма к заболеваниям. Обеспечение животным благоприятных условий содержания, максимально отвечающих биологическим особенностям организма, сложившимся в процессе эволюционного развития,способствует более быстрому формированию и лучшему проявлению его адаптационных возможностей. Вместе с тем неблагоприятное воздействие окружающей среды приводиткослаблениюустойчивостиорганизма,защитные силы его проявляются недостаточно, что усиливает опасность возникновения и распространения заболеваний (Петрянкин Ф. П., 1997; Буянов А. А., 2000; Дроздо-

ва Л. И.,2004; Джупина С. И.,1991,1992,1995; ШаховА. Г., Самохин В. Т., 2000, 2006, 2010; Фонталин Л. Н., 1994; Ур-

13

бан В. П., 1984; Попов А. П., 1999; Апатенко В. М., 1992,

Емельяненко П. А., 1987). В условиях резко увеличивающихсяфизиологическихнагрузокнаорганизмживотных принарушениитехнологиисодержанияикормленияразвиваются функциональные расстройства органов и систем, что приводит к нарушению обменных процессов, снижению резистентности и развитию заболеваний.

Г.Сельесчитал,чтолюбоетребованиекорганизмунаправлено на определенную специфическую активность при одновременном проявлении неспецифических реакций (т. е.потребления энергии),в стадии резистентности основной задачей организма является мобилизация энергетическихресурсовиусилениеэнергетическогообмена.Приэтомстрессовыйответреализуетсяследующим образом: неспецифический стимул активирует определенныенейроэндокринныеклеткиподбугорнойобласти, которые трансформируют нервные сигналы в кортико- тропныйгормональныйрилизинг-фактор,достигающий передней доли гипофиза. В большинстве своих работ Г. Селье указывает, что стресс — это реакция на сильный раздражитель,приэтомчеткогоразделенияраздражителей по силе не приводит. В основе стресса лежит напряжение гипоталамогипофизарноадренокортикальной системы.Сразужепосленачаладействиястресс-фактора изпереднейдолигипофизавыделяетсяАКТГ,стимулирующий кору надпочечников.Выделяющиеся глюкокортикоидывызываютпревалированиепроцессовкатаболизма наданаболизмом,врезультатечегоснижаетсямассатела, атрофируются лимфатические узлы и тимус,угнетаются иммунные и воспалительные реакции, происходят изъязвления в желудочно-кишечном тракте и др.

В настоящее время медицинскими исследованиями установлено, что качество жизни, т. е. способность к сопротивлению внешним и внутренним повреждающим

14

факторам, нормальная работоспособность, переносимость физических и психических перегрузок, нормальныйпсихическийстатуссвязаныс уровнемфункционирования адаптационной системы.Состояние организма в экстремальной ситуации (стрессорные и физические перегрузки, токсические и экологические воздействия, острые заболевания или обострения хронических процессов)зависитоткачестваадаптационногоответа.При наличии резервов в адаптационной системе отмечается высокая адаптационная готовность организма, что позволяет переносить интенсивные перегрузки. В случае недостаточного функционирования адаптационной системы (крайняя степень проявления — дезадаптационный синдром) переносимость организмом даже относительно небольших нагрузок неадекватно снижена

(Меерсон Ф. З.,1973,1986;Анохин Н. Л.,1975,1980; 1988; Селье Г., 1992).

Значит,стресс-реакцияявляетсянеобходимыммеха- низмомзапускасрочнойадаптации,новтожевремяповреждающиекомпонентыстрессамогутоказатьотрицательноедействиенаработуоргановисистем,вчастности адаптационной системы (Меерсон Ф. З.,1981).

Качество формирования срочной — несовершенной и долговременной — совершенной адаптации в первую очередь определяется адекватностью функционирования нейроэндокриннных систем, расположенных в срединных структурах головного мозга. Одна из основных — опиоидная система, вырабатывающая более 40 нейрогормонов (опиоидных пептидов). Главное ее назначение — защита от стрессорных повреждений, обез­ боливание и координация работы систем органов и тканей организма в целом. Вторая система, определяющая качество адаптационного ответа—гипоталамо-гипофи- зарная. Ее основная функция — перестройка деятельно-

15

сти эндокринных желез и всех видов тканевого обмена кизменившимсяусловиямвнешнейивнутреннейсреды (Аликин Ю. С.,1989; Апатенко В. М.,1992; Андреева Н. Л., 1999;БурдейныйВ. В.,1996,2000;ЗайцевТ. И.,1975,1988; ЗемсковВ. М.,1996,1981;ЗуфаровК. А.,1987;ИвановВ. С., 2003; Кочергина Н. И.,1986).

Таким образом, стресс, вызванный любым фактором среды, выглядит как генерализованная реакция мобилизации в ответ на действие сильного раздражителя, в которой активность основных защитных систем подавляется, т. е. защита достигается ценой повреждения, охватывающего все системы и уровни организма (Меерсон Ф. З., 1981). При этом здоровье животных следует рассматривать как состояние полной адаптации к условиям внешней среды, которая во многом зависит от неспецифическойрезистентностиорганизма(ХаитовР. М.,

Пинегин Б. В., 2000, 2003; Федоров Ю. Н.,2003,2005).

1.2.Основные признаки  состояния организма при адаптации

Изучениемеханизмовипризнаковадаптацииимеет конечной целью обоснование интенсивности защиты организма, особенно развивающихся животных, что составляет одну из актуальных проблем современной биологии и ветеринарии. Известно, что не всякое изменение, возникающее в организме, может рассматриваться как адаптационное, а лишь только то, которое является специальной защитной ответной реакцией, требующей специального физиологического механиз-

ма (Крепс Е. М., 1956).

Рассматривая с этой позиции изменения, наступающие в организме в результате деятельности функциональных систем, участвующих в адаптационной перестройке, следует отметить, что они могут варьировать.

16

Это связано с тем,что достижение желаемого конечного результата может осуществляться с помощью функциональных систем, в различной степени использующих те или иные регуляторные механизмы и исполнительные органы (Введенский Н. Е.,1901; Громова,1975,1980). Следуетстремитьсяксозданиютакихусловий,вкоторых организм своевременно адаптировался бы к внешним факторам для удовлетворения своих биологических потребностей.

Наступление состояния адаптации характеризуется морфологическими, биохимическими сдвигами, возникающими на разных уровнях биологической организации, от организменного до молекулярного (Хайдар-

лиц С. Х., 1984; Федотова Н. А., 2004; Саркисов Д. С., 1977, 1982, 1987; Светлов П. Г., 1978). Между тем выделяют ряд общих типовых признаков, присущих всякой адаптационной перестройке,независимо отприроды воздействующегоагентаиособенностеймеханизмаразвитияадаптационного процесса.

Важнымпроявлениемадаптационнойперестройкина уровне целостного организма является совершенствование деятельности регуляторных механизмов, участвующихвподдержанииоптимальногоуровняинтенсивности обменных процессов. Это касается как нервных, гормональных,такиразличныхферментныхсистем.Внервной системе это проявляется в изменении силы, подвижности и характера распространения процессов возбужденияиторможения(АнохинП. К.,1975,1980).Наступление стойкой адаптационной перестройки характеризуется повышением силы и лабильности этих процессов. Созданиекачественноновоймозаикиэтихпроцессоввцентральных образованиях нервной системы, реализуясь через соответствующие пусковые и трофические нервы, вызывает существенные изменения в деятельности ис-

17

полнительных органов и систем. Это приводит к улучшению межорганных взаимодействий, к более координированной деятельности многочисленных элементов такой биологической системы,какой является организм (АршавскийИ. А.,1980;БатракГ. Е.,КраузВ. А.идр.,1980;

Беляев Л. Л., 1987, 1988).

Проявлением координированной нейрогормональной регуляции является, с одной стороны, более четкая деятельность заинтересованных органов и систем организма,а с другой—более согласованное и быстрое уравновешиваниеорганизмасокружающейеговнешнейсре-

дой (Виру А. А.,1974,1976).

Важнымпоказателемадаптационнойперестройкиорганизмаявляетсяповышениеегозащитныхфункций.Об этомсвидетельствуютфактыусиленияфункцийтимиколимфатического аппарата и возрастание активности фагоцитов крови. Повышение устойчивости биосистем к повреждающим воздействиям проявляется в усилении емкостибуферныхрезервовкровиистабильностиструктур,входящихвсоставразличныхгистогематическихбарьеров (Селье Г., 1960; Слепушкин В. Д., Лишманов Ю. Б., 1983,1991; Цыренжапова О. Д.,1989).

Биохимическую основу адаптационной перестройки составляют изменения, наступающие в деятельности ферментных систем. Изменение регуляторной деятельности энзимов осуществляется как путем активности ферментов, так и вследствие интенсивности образования новых молекул энзимных белков. Биохимическая сущность защитных реакций на молекулярном уровне сводится,таким образом,к обеспечению клетки пластическим материалом и макроэргами (Панин Л. Е., 1978, 1983,1987; Метелица Д. И.,1982).

Весьма показательным для состояния адаптации является превалирование процессов анаболизма над

18

процессами катаболизма. В этом состоянии происходит активныйсинтезбиополимерови,впервуюочередь,белков,нуклеиновыхкислотиполисахаридов.Внешнимвыражением такого направления процессов метаболизма является увеличение массы клеточных структур (Смир-

нов К. В.,1990; Панин Л. Е.и др.,1978,1995).

В случае полома биологической системы под действием внешних или внутренних факторов возможны восстановительнокомпенсаторные процессы путем регенерации или гипертрофии клеток и тканей (Афана-

сьев Ю. И., 1971).

Направленное использование продуктов обмена веществ и энергии по пути интенсификации синтеза белковых тел осуществляется благодаря совершенствованию процессов транскрипции и трансляции. Активный протеинсинтез способствует образованию новых белков ферментов.Этосоздаетреальныевозможностидлямобилизациизащитныхмеханизмовклетки(ПанинЛ. Е.,1978, 1983,1987; Никитюк Д. Б.,1998; Мурников В. Т.,1989; Со-

колова К. Я.,2004; Прасолова Л. А.,2004; Савченков Ю. И., 1980,1987,1989).

Возникающая при адаптации активация синтетических процессов приводит к интенсификации деятельности ферментов аденилатциклазной системы, к увеличению мощности кальциевого насоса саркоплазматического ретикулума. Повышается содержание и активность ферментов, ответственных за транспорт субстрата к митохондриям.Масса митохондрий возрастает, что свидетельствует об увеличении мощности системы энергообеспечения. Такой характер обмена веществ не только не изнашивает организм, но, наоборот, придает ему дополнительные защитные резервы.

Физиологические и биохимические процессы при этомначинаютпротекатьболееэкономично.Тратыэнер-

19

гетических ресурсов устанавливаются на оптимальном уровне.Благодарялучшейусвояемостиотмечаетсяменьшаяпотребностьтканейвкислороде,субстратеокисления ипластическомматериале.Энергетическоеобеспечение адаптационных реакций на этом этапе обеспечивается преимущественно за счет липидов (Панин Л. Е., 1978, 1983,1995).В результате более экономического осуществления метаболических реакций возникаетменьшее накопление токсических интермедиаторов и шлаков.

Вместе с тем для состояния адаптации характерно более активное использование липидов в энергообмене. Наряду с этим наблюдается увеличение запасов энергоресурсов: содержание гликогена в печени и мышцах повышается. Продукты жирового обмена более интенсивно участвуют в окислительных процессах и образовании макроэргов (Аруин Л. И., 1987; Панин Л. Е., 1978, 1983;

Реутова Е. А., 2002).

Наряду с указанными выше системами защиты развитие стойкой, долговременной, совершенной адаптации сопровождается увеличением мощности механизмов антистрессорного действия: серотонинэргические системы, система простагландинов, а также опиоидные нейропептиды (Слепушкин В. Д. и др., 1983, 1991; Меерсон Ф. З., 1981, 1986, 1988). Важную противострессовую функцию выполняет и антиоксидантная система. Так, при развитии состояния адаптации происходит увеличениеэндогенныхрезервовантиоксидантовиактивация антиокислительныхферментов(ВладимировЮ. А.,1972;

Меерсон Ф. З.,1973,1986, 1986; Панин Л. Е.,1983,1987).

Благодаря происходящей в организме перестройке регуляторных процессов меняется также и характер реакций адаптированного организма на агрессивные воздействия.Всереакции,какправило,начинаютпротекать с большей скоростью, ответ организма становится более

20