Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Реактивность и резистентность организма, их роль в патологии. Учебное пособие
.pdf
нии температуры тела (например, при зимней спячке у животного) резистентность может и повышаться. Перемена погоды может приводить к обострению заболеваний или даже появлению новых. Сезоны
года также оказывают влияние на реактивность и резистентность организма (весенне-осеннее обострение при язвенной болезни желудка и
т. д.)
2.Географический фактор. Этот
фактор очень тесно связан с
климатическим, но имеет и самостоятельное значение. Например, реактивность и резистентность зависят от того, на какой высоте над
уровнем моря проживает человек. Недаром большинство долгожителей проживали в горной местности.
3.Экологический фактор. Пожалуй, сейчас это самый важный
фактор внешней среды. Загрязнение воздушного пространства газами,
пылью,
химическими веществами, повышение радиационного фона,
связанные с деятельностью человека, существенно извращают реактивность и резистентность как организма человека, так и животных.
Реактивность и резистентность в филогенезе. Как было показано, реактивность присуща всякому живому организму. В процессе
эволюции вместе с усложнением организации живых существ усложнялись формы и механизмы реактивности. Чем
проще организовано
животное, чем менее развита у него нервная система, тем соответственно и проще форма его реактивности. Реактивность простейших и
многих беспозвоночных, по существу, ограничивается изменением
обмена веществ, позволяющим животному существовать при неблагоприятных для него условиях внешней среды. Особенность реактивности низших животных, связанная со способностью изменять интенсивность обмена веществ, позволяет им переносить высыхание, значительное понижение температуры окружающей среды, уменьшение в
ней содержания кислорода и т. д.
Совершенно особую форму снижения реактивности и увеличения резистентности к экстремальным условиям существования в виде
высушивания или сильного охлаждения представляет собой так называемый анабиоз. Это своеобразная форма пассивной активности
присуща очень немногим видам, она является генетически закрепленным
свойством. Устойчивость подвержена сезонным колебаниям. Это
свойство пассивной резистентности и реактивности является видовым
отличием зимне-спящих животных, приобретших в процессе эволюции способность лучше выдерживать повреждающие воздействия по
сравнению с животными, не впадающими в зимнюю спячку. Подоб-
41
ное пассивное реагирование отражают процессы торможения и большую или меньшую инактивацию ферментных систем клетки на все
время воздействия вредоносного фактора. При этом у животных сохраняется способность восстанавливать свою жизнедеятельность после прекращения воздействия экстремального фактора. У высших животных явления анабиоза невозможны.
Чем выше организация животного, тем более широким
арсеналом средств активного реагирования оно располагает и, тем более, все
его функции подчиняются регулирующему влиянию нервной системы
и ее высшего отдела – коры полушарий головного мозга. Безусловные
и условные рефлексы являются основой этой деятельности, начиная
от простейших реакций (отдергивание поврежденной части тела от
повреждающего агента или выбрасывания вредных организму веществ при помощи кашля или рвоты) до реакции в виде лихорадки,
воспаления, аллергии или иммунитета. Комбинация рефлексов определяет своеобразие механизмов реактивности.
Вместе с тем высшие животные значительно менее устойчивы к
первичному воздействию некоторых бактериальных токсинов, например, дизентерийного, а также к высыханию, замораживанию и другим
подобным воздействиям внешней среды. Таким
образом, отдельные
болезнетворные агенты, с одной стороны, легче повреждают организм
высших животных по сравнению с организмом многих беспозвоночных, а с другой – вызывают через посредство нервной системы такие
изменения жизнедеятельности, которые направлены на поддержания
его существования в условиях повреждения.
3.2.Относительная целесообразность и потенциальная
патогенность защитно-приспособительных механизмов
(механизмов реактивности
)
Описанные выше взаимоотношения реактивности и резистентности между собой показывают, что защитно-компенсаторные механизмы организма «слепы», т.е. не обладают абсолютной адекватностью и целесообразностью. А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов (1999) в качестве основных причин этого приводят следующее:
1. Механизмы реактивности представлены эволюционно сло-
жившимися стереотипами. Каждый стереотип
не абсолютно адекватен
по отношению к конкретному патогенному воздействию, происходящему на фоне влияния динамического комплекса условий среды. Из
42
этого следует: эволюционный стереотип реакций не всегда адекватен
ситуации, при которых они возникают. У животных и человека, на
любую угрозу их жизнедеятельности (особенно при воздействии экстремальных факторов) сформировалась стресс-реакция. Она мобилизует силы организма на физическую борьбу, физический бег, т.е. в конечном счете, она обеспечила человечеству выживание
в суровых
условиях обитания. Целесообразность же ее возникновения в бытовых
и производственных ситуациях у человека вызывает больше сомнения. Но стресс-реакция наступает, она развертывается автоматически,
в значительной степени за счет активации симпато-адреналовой системы, которую академик Л.А. Орбели образно назвал «сторожевым
псом организма».
Например, при сердечной недостаточности,
снижается выброс
крови сердцем в большой круг кровообращения, часть крови остается
в венозных сосудах (формируется «патологическое депонирование»).
Возникает гиповолемия (снижение объема циркулирующей крови),
которую можно в некоторой степени, рассматривать как защитный
механизм – снижается «объемная» нагрузка на больное сердце.
Однако, существует стереотипный, запрограммированный за-
щитный механизм, направленный на адаптацию к острой крово
- и
плазмопотери. Он включается вне зависимости от конкретной причины возникновения гиповолемии: рефлекторно активируется симпатическая система и ренин-ангиотензин-альдостероновый механизм, в
ответ на это почки снижают мочеотделение и задерживают натрий и
воду в организме. Следовательно, данный механизм становится источником значительных проблем для организма (возрастет нагрузка
на поврежденное
сердце, ярче проявятся системные отеки и т.д.).
Одышка – один из основных механизмов, автоматически вводимый в действие при кислородном голодании и/или повышении уровня
углекислоты в периферической крови (гиперкапнии) любого происхождения. Ее приспособительный смысл не вызывает сомнения, но, к
сожалению, не всегда. Если причиной нарушений газового состава
крови был
первичный срыв вентиляции (обструкция бронха, ларингоспазм), то одышка способствует компенсации и врач должен ее
поддерживать. Но если первичной причиной гипоксемии и гиперкапнии служит нарушение диффузии газов в альвеолах легких и нарушение его кровообращения (гемодинамический отек легкого), то одышка
не только не компенсирует нарушений, а наоборот еще в
большей
степени их усугубляет. Возрастает энергоемкость дыхания, отмечает-
43
ся вспенивание жидкости в альвеолах, уменьшение поверхности газообмена и др. – что заставляет врача снижать активность дыхательного
центра.
Адаптивность ответа на раздражитель нередко определяется
многоуровневым характером организации организма и его реактивности. Здесь необходимо выделить два момента:
многие защитные реакции мало зависят от центральных меха-
низмов, интегрирующих реактивность. Являясь защитными
для суборганизменных уровней структурной организации, для организма как
целого они нередко патогенны. Например, образование и действие
медиаторов воспаления в очаге поражения имеет в основном положительный характер, но при их системном распространении возможен и
негативный эффект (угнетение аппетита, развитие лихорадки и др.);
принципиально аналогична ситуация, когда реакция адаптив-
на для организма как целого, но негативна или даже гибельна для его
элементов – нейтрофильные лейкоциты при фагоцитозе погибают, повреждением и разрушением тканей сопровождаются воспалительный
и аллергический процессы и т.д.
Следовательно, природа реактивности такова, что реализация
защитных реакций (т.е. ответа организма на раздражитель) приводит к
компенсации, защите, повышение резистентности
в одном отношении,
в пределах одной системы, органа, и, одновременно, вызывает декомпенсацию, понижение резистентности в другом отношении, в пределах другой системы, органа.
Вернемся к стресс-реакции, мы уже отметили ее положительные
стороны при возникновении в адекватных ситуациях. Только несколько уточним механизмы резистентности стресса, допустим при острой
гипоксии.
Устойчивость организма при остром кислородном голодании достигается за счет централизации кровообращения и перераспределении глюкозы в инсулиннезависимые органы, жизненно важные для немедленного ответа на опасность (в первую очередь нервную систему, сердце). ЦНС, сердечная мышца, диафрагма, надпочечники получают мощнейшее энергетическое обеспечение для решения
неотложных задач, стоящих перед организмом
в период острого кислородного голодания (увеличивается частота сердечных сокращений,
возрастает скорость кровотока, дыхание становится чаще и глубже и
т.д.). Это обеспечивает высокую резистентность особи при данном патологическом процессе. В то же время, привилегированное кровоснабжение жизненно важных органов и повышенный ими расход
44
энергоресурсов не проходит бесследно для организма. Ведь эти ресурсы при остром стрессе не берутся ни из чего – они временно отняты от
органов и тканей, не пользующихся преимуществами (особыми правами) в энергообеспечении – в них отмечается кислородная и энергетическая недостаточность. Иммунная система, соединительная ткань,
костный мозг, клетки крови и многие
другие функционируют в невыгодных условиях, что может привести к неблагоприятным последствиям (эозинопения, эрозии в желудочно-кишечном тракте, инволюция тимико-лимфатического аппарата и др.). То есть, даже при остром
стрессе, бесследно перераспределение энергоресурсов не происходит.
А если стресс переходит в хронический? Тогда неизбежно наступают,
обусловленные им нарушения, прежде
всего в инсулинозависимых
органах и тканях (иммунодефицит).
Примерно такого же плана ситуации наблюдаются и при раз-
личных патологических процессах.
Например, острое воспаление, его три основных стадии (альтерация, экссудация и пролиферация) в конечном итоге обеспечивают
значительную резистентность организма как целого к действию патогенных агентов. Эффективность острого воспалительного процесса в
значительной
мере зависит от последовательной выраженности данных стадий, причем на весь процесс отводится 7-10 дней. При хроническом воспалении так же отмечаются данные стадии, но длительность их проявления увеличивается, отмечается рассогласованность
стереотипа и реальности, что, в конечном счете, делает эти, во многом
положительные механизмы, патогенными. Экссудативнодеструктивный тип (вид) хронического
воспаления характеризуется
длительным периодом течения и одновременным проявлением стадий
альтерации и экссудации, что приводит к значительным нарушениям
структуры и функции органов и тканей организма.
Одной из важнейших защитных функций ишемии является
ограничение кровопотери при повреждении сосудов, но «защитность»
ее резко ограничена во времени (секунды, минуты). Применение этого
механизма реактивности в хроническом
режиме неизбежно приведет к
некрозу.
Лихорадочная реакция обладает выраженным антимикробным
действием, но по мере «затягивания» (увеличения продолжительности
действия) усиливается ее негативный эффект – нарушается обмен железа и возникает угроза формирования железодефицитной анемии.
45
Подобные примеры в работе ветеринарного врача встречаются практически при каждой конкретной патологии.
Обобщая наши рассуждения, можно сделать следующие заключение: степень «защитности», адекватности, целесообразности той
или иной ответной реакции организма на раздражитель в значительной мере зависит от этапа патологического процесса, болезни.
Таким образом, взаимосвязь между реактивностью и резистентностью
организма довольно сложна, иногда, казалось бы, адекватное
реагирование на раздражитель приводит не к адаптации, а к усилению
«полома», возникновению нового патологического процесса. Механизмы резистентности содержат в себе побочные (негативные) эффекты, что может служить причиной дальнейшего развития и/или выступать в роли этиологического фактора для формирования нового забо
-
левания. Речь идет о так называемой «эндогенезации» механизмов патологических процессов (Крыжановский Г.Н. ,1997). Бесплатных защитно-приспособительных механизмов не бывает, всякая защита приоритетно обеспечивает решение одних задач, жертвуя другими. Это
свидетельствует о том, что животный организм далек от идеала. Рассматривая воспаление, как защитную реакцию организма, И.И.
Мечников в тоже время отмечал: «Целительная сила природы, главный
элемент которой составляет воспалительная реакция, вовсе не есть
приспособление, достигшее совершенства». Каждую защитноприспособительную реакцию организма ветеринарный врач обязан
рассматривать с данных позиций и по мере возможности, исключать,
уменьшать ее негативное воздействие. Следовательно, врачу необходим «осторожный» оптимизм («здравый пессимизм» по
Зайчику А.Ш.
и Чурилову Л.П., 1999.) в отношении механизмов защиты.
Большое значение в определении преобладания положительного
или отрицательного значения того или иного ответа организм на раздражитель имеют конкретные механизмы реактивности, включающиеся на различных уровнях организации живого.
3.3. Реализация механизмов реактивности на различных
структурно-функциональных уровнях организма
Реактивность», как и понятия «болезнь», «здоровье» относятся
«
к организму, как к целому. Тем не менее, конкретные механизмы реактивности могут реализоваться в большей степени на каком-либо из
уровней организации живых систем. Различают реактивность на мо-
46
лекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом уровнях, органную
реактивность, реактивность функциональных систем организма, организменные и популяционные формы реактивности.
Молекулярный уровень реактивности. Для этого уровня
наибольшее значение имеют комплементарные взаимодействия, основанные на однозначном структурном соответствии распознающих молекул. Например, рецепторная субъединица аденилатциклазы специфически узнает белковый гормон и комплементарно с ним взаимодей
-
ствует по принципу «ключ-замок». Вследствие данного взаимодействия активируется каталитическая субъединица этого фермента.
Комплементарность наблюдается во взаимодействиях ферментов и их
субстратов, антигенов и антител, биологически активных веществ,
цис-регуляторных элементов хроматина и лигандов, изменяющих экспрессию генов и др.
Субклеточный уровень реактивности характеризуется структурными и функциональными изменениями внутриклеточных
ферментных систем, органелл, фрагментов мембран и др. Например, при
гипоксии в клетке отмечается гипертрофия митохондрий и увеличение их количества, возрастает активность анаэробного окисления
глюкозы, повышается сродство к кислороду дыхательных ферментов
и др.
Клеточный уровень реактивности. В основном он определяется генетически детерминированным набором клеточных рецепторно-дискриминаторных систем,
т.е. генетически обусловленной способностью клетки, с помощью различных мембранных рецепторов,
дифференцированно воспринимать и реагировать на большое многообразие внешних раздражителей. Данные механизмы обеспечивают,
прежде всего, их специфическую сторону реактивности. Например,
тиреотропный гормон, взаимодействуя с мембранными рецепторами
клеток щитовидной железы, стимулирует ими синтез тиреоидных
гормонов; фибробласты, гладкомышечные клетки и макрофаги
путем
эндоцитоза реагируют на липопротеиды низкой и очень низкой плотности (реакция опосредована рецептором аполипопротеина В, входящего в состав данных частиц). Кроме того, клетки способны и к неспецифическим механизмам реактивности. Многим клеткам (от дрозофилы до человека) в ответ на повреждение, свойственен синтез нетканеспецифических и невидоспецифических белков, «
белков теплового шока». Предполагается, что они повышают неспецифическую резистентность клеток к повреждению. К неспецифическим реакциям
47
клетки можно так же отнести фагоцитоз, микровезикуляцию цитоплазмы, образование филоподий и др.
Реактивность на молекулярном, субклеточном и клеточном
уровнях различна для клеток и молекул, взятых:
от особей различного возраста. Например, фетальный гемоглобин и гемоглобин А неодинаково связывают кислород, клетки организма новорожденных более устойчивы к гипоксии, чем взрослого;
от различных тканей одной и той же особи. Например, тканевой и кровяной тромбопластин различаются по составу и механизму
образования; митохондрии скелетных мышц в качестве энергетического субстрата в основном используют одноуглеродные фрагменты,
получаемые из глюкозы, а митохондрии кардиомиоцитов – фрагменты
из жирных кислот.
Тканевой уровень реактивности. По мере дифференцировки, в
клетках часть унаследованных свойств (генетических программ) репрессируются, остаются лишь те, которые необходимы для выполнения определенных функций группой клеток. Поэтому они отвечают на
раздражитель реакциями, свойственными данной ткани. Примером
тканевой реактивности может служить местный ответ тканей на повреждение в виде воспалительного процесса, формирование отека,
образование новых микрососудов и др
.
Органный уровень реактивности. Он проявляет по мере фор-
мирования органов из различных тканей, т.е. с развитием органогенеза и характеризуется, например, реакцией гладкомышечных органов
при аллергии.
Важной составляющей единицей тканевого и органного субстрата реактивности является структурно-функциональный элемент
органа (ткани). Он, несмотря на различные названия (нефрон почек,
печеночные
дольки в печени, двигательная единица в мышце и т.д.)
имеет общие черты строения. По А.М. Чернуху (1982) структурнофункциональный элемент органа (ткани) – это структурно-
функциональный комплекс, представляющий собой интегральное целое, состоящий из клеток паренхимы (выполняющих специфические
функции), соединительно-тканных элементов (выполняющих опорную, трофическую и защитную функцию для
клеток органной паренхимы), нервных волокон с рецепторами, лимфатических микрососудов и микроциркуляторного русла. Согласно А.М. Чернуха, микроциркуляторное сосудистое русло является главной структурной единицей данного образования, так как его основное назначение – до-
48
ставка клеткам кислорода, питательных веществ и удаление продуктов метаболизма. Отсюда, реактивность на уровне функционального
элемента в первую очередь определяется состоянием кровотока в нем,
т.е. уровнем микроциркуляции, адекватности ее регуляции метаболическим потребностям органа (ткани), проницаемостью гистогематического барьера и т.д. Такие патологические процессы, как воспаление,
аллергия, артериальная и
венозная гиперемия, ишемия, стаз, тромбоз
развиваются именно в структурно-функциональном элементе. Именно
он является первичной ареной защитно-приспособительных реакций.
Каждый орган (ткань) состоит из большого количества функциональных элементов, причем в здоровом организме они не все работают, этим определяется надежность системы, даже если гибнет определенная ее часть и
не может регенерировать. Вместо погибших,
включаются, до этого времени не функционировавшие, структурнофункциональные элементы и, нередко, в целом деятельность органа
не нарушается.
Реактивность функциональных систем организма (систем-
ный уровень реактивности). Это качественно новая интеграция ме-
ханизмов реактивности, она создается для решения определенных задач организма. Основу этой реактивности представляет хорошо
известная концепция П.И. Анохина о функциональных системах организма. Функциональная система – это временное объединение разных
уровней организации (молекулярного, субклеточного, клеточного,
тканевого, органного, системного) и механизмов их регуляции, для
достижения конкретного, полезного для организма в целом, результата. В основе деятельности каждой системы лежат комплементарные
взаимодействия между различными уровнями организации
организма.
Однако, к аутокринному, паракринному и панокринному типам обмена сигнальной информацией, характерных для местного пользования,
присоединяются дистантные механизмы – эндокринный, нейроэндокринный, нейромедиаторный.
По современным данным, интеграционную деятельность механизмов реактивность организма, как целого, осуществляют нервная,
эндокринная и иммунная системы. Данные системы влияния на все,
выше рассмотренные уровни реактивности и
их деятельность тесно
взаимосвязана между собой. Показано, что иммунная система, посредством цитокинов и специфических аутоантител, может направлено изменять деятельность нервной и эндокринной систем.
49
В свою очередь, клетки иммунной системы, их функции, регулируются гормонами и нейромедиаторами. Установлена структурнофункциональное схожесть ряда гормонов с цитокинами, интерферонами и/или антителами. Лимфоцитам свойственны эндокринные
функции, например, они способны выделять некоторые гипофизарные
гормоны и их иммунологические копии; в коре больших полушарий
есть клетки, синтезирующие нейропептидные гормоны (соматостатин
)
и даже инсулин.
Таким образом, в настоящее время сформировалось представление о том, что у человека и животных имеется коммуникативнорегуляторный интегративный аппарат (КРИА). Деятельность составляющих его систем (нервной, эндокринной и иммунной) тесно взаимосвязана и направлена на поддержание в организме информационного равновесия, причем, при необходимости они комбинируют
и модулируют сигнальные воздействия друг друга. Функционирование
КРИА осуществляется двумя путями – проводниковым (электрическая передача сигнала) и гуморальным (транспорт биорегуляторов через биологические жидкости организма).
В той или иной форме нарушения нейро-иммуно-эндокринных
взаимоотношений наблюдаются при любой форме патологии, поэтому, изучение этих изменений является одним из перспективных
направлением
современной патофизиологии (Крыжановский Г.Н.,
1997, 2002; Акмаев И.Г., Гриневич П.В., 2001 и др.).
4. Роль наследственности в патологии
Генетика (от греч. genesis — происхождение) — наука о наследственности и изменчивости организмов.
Генетический аппарат. Материальным субстратом наслед-
ственности, сформированным в процессе эволюции, является генетический аппарат. Его основу представляют хромосомы, в
которых закодирована информация о виде животного, его породе, популяции,
индивидуальных особенностях.
Ген (др.-греч. Γένος — род) — в классической генетике —
наследственный фактор, который несет информацию об определённом
признаке или функции организма, и который является структурной и
функциональной единицей наследственности. В таком качестве термин «ген» был введён в 1909 году датским ботаником, физиологом
растений и генетиком В. Йоханнсеном.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]