Внутренняя среда организма - Григорий Кассиль

Каждое из перечисленных выше воздействий может оказаться «возмущающим». Если бы в организме отсутствовали мощные регулирующие системы, снижающие содержание сахара, количество его во внутренней среде могло бы подняться до цифр, не совместимых с жизнью. Возмущающие воздействия вызывают изменения регулируемой величины, которые должны устраняться системой регулирования. Этот закон лежит, по существу, в основе теории гомеостаза.

Любое раздражение ведет к возникновению сложного комплекса реакций, основная задача которых приспособить организм к изменившимся условиям, предотвратить или сгладить возможный сдвиг в составе и свойствах внутренней среды в состоянии и деятельности органов, физиологических систем, организма в целом. Раздражение является толчком в возникновении длинной цепи взаимосвязанных физиологических процессов, выражающихся в одних случаях нарастающими, в других — затухающими фазовыми колебаниями состава, физиологических и биологических свойств крови, ускорением кругооборота биологически активных веществ, выведения из организма или задержки продуктов обмена веществ, гормонов, медиаторов, ионов, изменения проницаемости тканевых барьеров, клеточных мембран, повышения либо снижения тонуса и реактивности комплексной нейрогуморально-гормональной системы.

Возникшее и закрепившееся в процессе эволюционного развития состояние внутренней устойчивости позволяет организму приспособляться к условиям окружающего мира. Адаптация — это и лицевая, и оборотная сторона гомеостаза. В той или иной форме организм приспособляет свои функции к условиям внешней среды. Адаптация при этом может быть оптимальной, неоптимальной и даже вредной, вызывающей нарушение его жизнедеятельности. В этих случаях живая система способна перестраиваться, переходить на новый гомеостатический уровень, активировать одни регулирующие системы, тормозить другие. Даже у простейших, соприкасающихся всей своей поверхностью с окружающей средой, будь то капля жидкости, мировой океан или воздушное пространство, можно обнаружить пусть примитивные, но достаточно надежные приспособительные механизмы, позволяющие им сохранять жизнь в «безжалостной» среде существования. По мере восхождения по эволюционной лестнице постепенно вырабатываются все более сложные системы, направленные на поддержание устойчивости состава и свойств внутренней среды. У высших животных и человека гомеостатические механизмы достигли надежного совершенства, что позволяет выжить в борьбе за существование, сохранить себя в мире, полном угроз и возмущающих влияний, продолжить свой род. Именно благодаря гомеостазу человек способен подниматься в космос, находиться в нем многие месяцы, опускаться на дно океана, взбираться на горные вершины, переносить тропическую жару экватора и ледяной холод Антарктиды.

Не будь отлаженных многими миллионами лет гомеостатических механизмов, жизнь на Земле давно бы прекратилась. Гомеостазу внутренней среды и основных физиологических функций способствует и то обстоятельство, что условия существования в земной биосфере сами по себе «гомеостатичны». Колебания атмосферного давления, температуры, влажности, радиации в окружающем нас мире ограничены довольно узкими пределами и без должной защиты, подчас весьма сложной, наш организм с трудом переносит выход за эти пределы. Организм защищает свою внутреннюю среду от сдвигов и колебаний, совершающихся вокруг него и, как правило, адаптируется к месту обитания. Его «свободная и независимая» жизнь детерминирована окружающей средой, и гомеостатические системы, перестраиваясь и совершенствуясь в процессе эволюционного развития, дают ему возможность не превращаться в игрушку стихии, а сохранять жизнь, продолжать существование вопреки всем подстерегающим опасностям.

Однако жизнь нельзя себе представить как идеальное уравновешивание организма с внешней средой. Гомеостатические механизмы не всегда действуют безупречно. Бесспорно, они надежны, но и надежность их не беспредельна. При некоторых обстоятельствах они могут дать сбой, затормозиться, отреагировать не сразу, а с опозданием, могут и допустить ошибку. Особенно часто это наблюдается при заболеваниях центральной и вегетативной нервной системы, в раннем онтогенезе, при старении организма, возникновении тех или других эндокринных расстройств.

Возникают состояния, которые, по нашему предложению, носят название «болезней гомеостаза». Плохое самочувствие, вызванное переменой атмосферного давления, дождливой погодой, легкими волнениями, мелкими неприятностями или огорчениями, нередко связано со сдвигами, выходящими за границы гомеостаза, в составе и свойствах внутренней среды, недостаточностью или слабостью гомеостатических систем, ошибками или «просчетами» регулирующих устройств. Гипертонические кризы, совпадающие с магнитными бурями, возросшим космическим излучением, повышенной активностью солнца, обусловлены нередко «болезнями гомеостаза». Беспричинная раздражительность, головные боли, сердечная недостаточность, ломота в костях, особенно в пожилом или старческом возрасте, возникают нередко за счет перебоев в регуляции функций, некомпенсированного выхода физиологических или биохимических показателей за границы гомеостаза.

И в детском, и в преклонном возрасте гомеостатические механизмы менее совершенны, чем в расцвете жизненных сил. Таковы законы природы. «Болезнь гомеостаза» — это физиологическое ослабление факторов регуляции, особый вид предпатологии, нарушения или дисбаланса функций, неадекватность ответа на возмущающее воздействие, недостаточность или срыв компенсаторных, предохраняющих, сглаживающих или уравновешивающих реакций.

Сам по себе термин «гомеостаз» не вскрывает сущности тонких и многообразных механизмов, осуществляющих регуляцию физиологических и биохимических функций, он отражает лишь конечное стационарно-равновесное состояние системы и является результирующей, алгебраической суммой большого числа необычайно сложных взаимодействующих и взаимозависимых (цепных) процессов, протекающих как в целостном организме, так и на органном, клеточном и молекулярном уровнях. Гомеостаз охватывает фазовое или циклическое течение жизненных явлений, компенсаторные механизмы, в одних случаях оптимальные, в других недостаточные или избыточные.

В понятие входят регулирование и саморегулирование функций и, когда это необходимо, — последовательность и эффективность включения различных линий защиты для сохранения жизни и существования вида.

Здесь необходима оговорка. Еще до сих пор некоторые исследователи как отечественные, так и зарубежные, утверждают, что гомеостазом следует называть незыблемые, в лучшем случае едва меняющиеся, а в худшем неизмеримо прочные состояния равновесия всех составных частей и жизненных функций организма.

Понятию о гомеостазе некоторые исследователи придают фиксированный на прочном несдвигающемся фундаменте характер. В литературе появился термин «гомеокинез», который должен подчеркнуть, что организм стремится поддержать свои функции на колебательном в определенных границах уровне. При этом забывается, что жизнь — постоянное движение, а живая система никогда не пребывает в абсолютном равновесии. Жизненный процесс — это непрерывная смена предельно сложных, подчас неразгаданных явлений, протекающих в разных направлениях на самых высших и самых низших уровнях. Еще до сих пор проскальзывают утверждения, что представление о гомеостазе ничего не дает и требует пересмотра, поскольку пределы колебаний состава и свойств внутренней среды и устойчивости физиологических функций в одних условиях могут быть сужены, а в других расширены или перестроены.

Так, Р. Гольдэкр считает, что в организме могут существовать два взаимно исключающих друг друга состояния — стабильности, т. е. полной и абсолютной, неколеблющейся устойчивости, и «поддержания ритма». «Природа, — говорит он, — не любит пустоты, но обожает ритм и цикличность». Гомеостаз по Гольдэкру может трансформироваться в какое-либо ритмическое состояние или изменять периодичность ритма. Тогда он перестает быть «гомеостазом» и противопоставляется фазовым или циклическим состояниям, а отсюда уже один шаг до признания идеального равновесия физиологических процессов и превращения теории гомеостаза в схоластическую модель, не имеющую ничего общего с его истинным (диалектическим) содержанием. При этом исключается незыблемое положение: в живой системе нет и не может быть неколеблющегося равновесия, а жизненные явления не могут протекать и никогда не протекают по принципу «тихой заводи».

Как только наступило равновесие, система превращается в мертвую. В то же время одно из важнейших свойств живого организма состоит в том, что он может сохранять динамическое постоянство вопреки всем возмущающим воздействиям.