Внутренняя среда организма - Григорий Кассиль

В. Н. Новосельцев рассматривает проблему гомеостаза как задачу управления потоками веществ и энергии, которыми открытая система обменивается со средой. А. Н. Меделяновский представляет внутреннюю среду в виде сложноцепной системы с рядом «активных входов» (внутренних органов) и последовательностью физиологических показателей (кровоток, артериальное давление, газообмен), значение каждого из которых обусловлено активностью «входов» предшествующих показателей. При этом, однако, не учитывается роль «выходов», различных при разных состояниях организма.

Стремлением решить проблему гомеостаза с тех же позиций является попытка английского исследователя У. Р. Эшби сконструировать искусственное саморегулирующееся устройство, названное им «гомеостатом», моделирующее способность живых организмов поддерживать некоторые величины в физиологически допустимых границах.

Чем же, какими механизмами, условиями, возможностями осуществляется гомеостаз в организме человека и животных?

Ответ на этот вопрос труден и, возможно, не совсем точен. В основном, по-видимому, хотя и не полностью комплексной вегетативной системой. Понятие это охватывает вегетативный нервный аппарат, совокупность гуморально-гормональных и ионных регуляторных механизмов, физико-химическую систему организма. Эрго- и трофотропные функции организма, взаимоотношение которых представлено на схеме Моннье, в значительной степени определяются как количеством, так и качеством адрен- и холинергических метаболитов и медиаторов.

В течение многих лет одной из ведущих задач физиологии, особенно отечественной, являлось изучение роли нервной системы в формировании внутренней среды организма. Рассматривая гуморально-гормональное звено как подчиненную часть той или другой функциональной системы, физиологи, патофизиологи и в значительной степени фармакологи оставляли вне поля зрения значение био- и физико-химических факторов в регуляции и организации деятельности самой нервной системы как центральной, так и периферической. И если можно признать, что в условиях нормальной жизнедеятельности высокоорганизованных организмов нервная регуляция является в определенной степени ведущей, то при некоторых возмущающих воздействиях или при стрессовых и экстремальных состояниях, связанных с нарушением или перестройкой тонких механизмов регуляции функций, деятельность нервной системы подчинена сложным химическим «ветрам и бурям» не только в общей внутренней среде организма, но и в непосредственной питательной среде (микросреде) нервных клеток.

Общебиологический механизм реакций, поддерживающих гомеостаз, рассматривается и расценивается по-разному различными исследователями. Выявление наиболее важного, ведущего звена, определяющего и осуществляющего основные физиологические и биохимические процессы в организме при возмущающих воздействиях, подчас затруднено и на современном уровне знаний не всегда доступно.

Ни одна из предложенных многочисленных конценций гомеостаза не исчерпывает проблемы в целом. Учение о гомеостазе, о механизмах детерминирующих, регулирующих, сохраняющих постоянство внутренней среды, явилось торжеством материалистического мышления, победы его над всеми виталистическими представлениями, господствовавшими в течение многих столетий. Оно возникло в результате стремительных успехов физико-химического направления в физиологии. Как справедливо утверждает М. Г. Ярошевский, особое значение имело для него внедрение в круг естественных наук закона сохранения и превращения энергии, с одной стороны, и триумф дарвинского учения — с другой. В принципе гомеостаза роль внешней среды, систематически истребляющей все, что неспособно к ней приспособиться, сочеталась с идеей борьбы живых существ за существование, за выживание в этой среде. Для того чтобы живая система могла сохраниться, не погибнуть при перепадах температуры, атмосферного давления, переменах в составе и свойствах водного или воздушного океана, природа должна была создать в ней защитное устройство, регулирующее ее известную независимость от внешнего мира. За миллионы лет это первоначальное устройство не только совершенствовалось, но и дополнялось множеством приспособительных механизмов, гуморальных, барьерных, нервных, что привело в конечном счете к нейрогуморально-гормонально-барьерным представлениям, значение которых увеличивалось по мере все большего и большего понимания внутренней сущности адаптации организма к условиям обитания. Вот почему ни одна из общебиологических теорий гомеостаза не может претендовать на свое единственное значение или абсолютную универсальность.

Организующая роль нервного аппарата (принцип нервизма) лежит в основе отечественной физиологической школы И. М. Сеченова, И. П. Павлова, А. Д. Сперанского, их многочисленных учеников и последователей. Гуморально-гормональные теории (принцип гуморализма) более распространены за рубежом, хотя в последние годы получили широкое признание и в нашей стране. Представление о ведущей роли вегетативной нервной системы, в особенности ее симпато-адреналового отдела, развиваемое У. Кенноном, Л. А. Орбели, Б. Р. Гессом, Э. Гельгорном и др., в осуществлении гомеостаза не является исчерпывающим или всеобъемлющим, но и невозможно, нельзя исключить, как это говорилось выше, особо важную роль комплексного вегетативно-гуморально-гормонального аппарата в регуляции и координации физиологических механизмов.

Значение гипофизарно-надпочечниковой системы, разработанное Г. Селье, учение о барьерных функциях организма Л. С. Штерн, теория функциональных систем П. К. Анохина, учение о доминанте А. А. Ухтомского — все это отдельные блоки, быть может, фрагменты, а может быть, и компоненты учения о гомеостазе. Французский ученый Г. Лабори считает, что все равновесие многоклеточного организма как бы вращается вокруг «путешествия» в нем молекулы водорода. Участвуя в сложнейших процессах обмена веществ, водород регулирует концентрацию водородных ионов, т. е. реакцию внутренней среды организма, что и лежит в основе гомеостатических механизмов.

Каждая из предложенных теорий таит в себе часть, иногда большую, иногда меньшую, истины жизни, каждая охватывает одну или другую сторону проблемы, но ни одна не в состоянии исчерпать ее полностью. Стремительное движение науки ломает устоявшиеся представления, для того чтобы поставить на их место другие, казалось бы, на этот раз более близкие к «абсолютной истине», но проходит какое-то время, новые гипотезы и теории сменяются еще более новыми, а сомнения возникают снова и снова, ибо нет границ тайнам природы, как и нет пределов познанию их человеком.

Глава III. Гуморально-гормональная регуляция физиологических процессов

Изучение химических и физико-химических взаимоотношений в организме значительно расширяет наши возможности при решении неясных и недостаточно разработанных аспектов проблемы внутренней среды. В этом плане особое значение для понимания механизмов регуляции ее состава и свойств приобретают гуморальные и гормональные факторы.

У высокоразвитых животных и человека гуморальная регуляция тесно связана с нервной, составляя вместе с ней единую систему нейрогуморальных неразрывных связей. В течение ряда лет, исходя из предвзятых теоретических положений и неточных экспериментальных данных, многие исследователи противопоставили нервную регуляцию гуморальной. Сторонники нервной теории стремились доказать отсутствие сколько-нибудь существенного химического взаимодействия между органами и тканями, в то время как представители стремительно развивающегося гуморального направления готовы были исключить или свести к минимуму ведущее значение нервной системы и нервных импульсов в организме человека и животных.

Вполне закономерно, что для выросшего и вошедшего в науку за последние десятилетия поколения физиологов, патологов, биохимиков непримиримые схватки, разыгравшиеся между «нервистами» и «гуморалистами» в первой половине нашего столетия, не представляют большого интереса. Но «старожилы» вспоминают и жаркие споры, подчас выходившие за пределы пауки, помнят и постепенное смягчение разногласий, и мирное объединение противоречивых, казавшихся несовместимыми мнений под единым нейро- или нервно-гуморальным флагом.

От колыбели до зрелости научного гуморализма, впервые заявившего право на существование в 1921 г. после работ австрийского фармаколога О. Леви, его развивали, расширяли и углубляли Г. Дейл, У. Кеннон, А. Ф. Самойлов, Ч. Шеррингтон, Л. А. Орбели, И. П. Разенков, А. Розенблют, У. Эйлер, А. В. Кибяков, X. С. Коштоянц, Д. Нахмансон и многие другие физиологи, патофизиологи, биохимики, физикохимики, морфологи, терпеливо собиравшие доказательства своей правоты и создавшие наконец стройную концепцию регуляции физиологических процессов через жидкие среды организма.