Способность к голоданию и выживание
Из вышеприведенного видно, что голодание человеком практикуется при столь же разных обстоятельствах, что и живыми существами более низших форм жизни, и по многим причинам адаптации и выживания. Голодание — это важная часть жизни человека вплоть до нынешнего времени, когда у нас существует фетиш и развилось смехотворное опасение перед лишением пищи даже на день. Совершенно очевидно,что способность обходиться длительное время без пищи столь же важна как средство выживания при многих условиях жизни человека, как и у низших животных. Вполне вероятно, что первобытный человек был вынужден даже чаще, чем современный, полагаться на эту способность, чтобы пережить периоды нехватки пищи. При острой болезни, в частности, способность длительное время обходиться без пищи имеет очень важное значение для человека, поскольку он, видимо, страдает от болезней гораздо больше, чем низшие животные. В этом состоянии, когда, как будет показано ниже, нет сил для переваривания и усвоения пищи, он вынужден опираться на свои внутренние запасы, что он, подобно низшим формам жизни, хранит внутри себя питательные резервы, которые могут быть использованы в чрезвычайной ситуации или при отсутствии поступления новых веществ.
АУТОЛИЗ
Чтобы представить, что происходит в голодающем организме, необходимо понять процесс аутолиза, который, будучи очень распространенным в природе, тем не менее обычно игнорируется физиологами. Ранее мы упоминали, что жизненно важные и функционирующие ткани и органы голодающего организма питаются за счет пищевых ресурсов, накопленных в организме. Эти резервы накапливаются в качестве довольно сложных веществ, таких, как сахар (гликоген), жиры, белки и др., и годны для включения в кровоток и использования клетками не более, чем жиры, белки и углеводы другого животного или другой пищи. Прежде чем войти в кровь и ассимилироваться клетками, они сначала должны быть переварены.
Начнем со знакомого примера пищеварения и усвоения части живого организма самим организмом. Прежде чем головастик станет лягушкой, у него вырастают четыре лапки. После того, как они полностью сформируются, лягушка более не пользуется своим хвостом, столь хорошо послужившим в стадии головастика, и начинает от него избавляться, но не сбрасывая его, как обычно это представляют, а поглощая его. Хвост состоит из мышцы, жира, нервов, кожи и т.д. И чтобы поглотить эти структуры, лягушка переваривает их в своем желудочно-кишечном тракте так же, как прочие жиры и ткани. С помощью соответствующих энзимов белки и жиры расщепляются на амино- и жирные кислоты. Только после этого они пригодны для повторного включения в кровообращение. Лишь в качестве жирных кислот и аминокислот они могут быть вновь использованы для питания других структур организма лягушки.
В течение всего времени переваривания молодой лягушкой хвоста бывшего головастика она не ест. Фактически она перестает есть, как только у нее появляются лапки. Голодание может быть необходимо для усвоения хвоста; по крайней мере, оно ускоряет этот процесс, ибо принуждает лягушку к потреблению хвоста в качестве пищи, которой нужно питать жизненно важные органы голодающей лягушки.
Этот процесс можно уподобить поеданию жабой собственной кожи. Жабы линяют по нескольку раз в году. Они глотают слинявшую кожу после того, как освобождаются из нее. Чтобы использовать эту кожу, жаба сначала должна переварить ее. Белки и жиры кожи нужно расщепить до простых усваиваемых соединений, таких, как амино- и жирные кислоты. В случае с жабой это происходит в ее желудке и кишечнике. Но в случае с голодающей лягушкой, переваривающей свой хвост, процесс происходит в самом хвосте. Тимус (вилочко-вая железа), который осуществляет контроль над ростом молодняка, потребляется после завершения им своей работы. Наблюдая за тем, как в случае с этой железой организм избавляется от нефункционирующих и более не нужных структур, можно фактически заключить, что в организме имеются структуры, которые, по существу, не выполняют никаких функций и были такими на протяжении веков.
Однако в данном случае наш интерес к этой железе и ее поглощению вызван другим обстоятельством. Здесь она упоминается для указания на то, что она расщепляется и поглощается в процессе аутолиза. Не может быть сомнения в том, что вещества, из которых она состоит, повторно используются организмом.
Слово «аутолиз» (autolysis) — греческого происхождения и буквально означает «самопереваривающийся». В физиологии оно используется для обозначения процесса переваривания или расщепления ткани ферментами (энзимами), вырабатываемыми в клетках. Это — процесс самопереваривания, или внутриклеточного усвоения. Известен ряд аутолитических энзимов, которые носят общее название «оксидазы» и «пероксидазы». Физиологи знают, что протеолитические (способствующие усвоению белков) энзимы образуются во многих, если не во всех живых тканях. Определенно, каждая ткань вырабатывает свой собственный энзим, который, вероятно, при обычных жизненных обстоятельствах используется в регулярных обменных процессах. При прочих условиях энзимы могут быть использованы для переваривания веществ самих клеток.
В своем «Учебнике физиологии» (1946) Зетут и Таттл указывают, что в определенных экспериментальных условиях в результате беспрепятственной деятельности энзимов, обычно присутствующих в печени (протеаза, липаза, карбогидраза), перевариваются белки, углеводы и жиры печени. В обычной жизни переваривание самой печени не происходит. Эти различные внутриклеточные энзимы играют выдающуюся роль в метаболизме пищевых веществ, т.е. в обычной, регулярной функции питания. Несколько знакомых примеров аутолиза помогут читателю понять действие аутолиза при «болезни».
Явления голодания дают много примеров контроля, осуществляемого организмом над его ауголитическими процессами. Например, ткани перевариваются в обратной пропорции (порядке) к их полезности — сначала жиры и патологические образования, а затем уже прочие ткани. Эти ткани (жировая, костная и др.) и питательные вещества (гликоген) не пригодны для поступления в кровоток прежде, чем они будут обработаны энзимами. Действительно, человеческий жир или человеческая мышца пригодны для поступления в кровоток без предварительного переваривания не более, чем жир или мышца коровы или овцы. Гликоген (животный крахмал), накопленный в печени, должен перевариться в простой крахмал прежде, чем он поступит в кровоток. Это превращение сопровождается действием энзимов.
Любому из моих читателей хорошо известно, как на поверхности тела выступает абсцесс и как он вытягивает наружу свое ядовитое содержимое. Но не все знают, что его появление на поверхности кожи возможно лишь потому, что плоть между абсцессом и поверхностью переваривается энзимами, т.е. ауголизируется и удаляется.
Поглощение околокостной ткани, появляющейся по краям перелома, становится возможным также благодаря аутолитическому распаду этой околокосткой ткани.
У Сильвестра Грэхема была концепция процесса аутолиза и его использования при болезни. Он считал, что общий закон органической жизни состоит в том, что если каким-либо образом или по любой причине катаболические процессы преобладают над процессами анаболическими, организм всегда улавливает и удаляет те вещества, которые наименее нужны ему. По этой причине, говорил он, все патологические образования вроде кист, опухолей, абсцессов и пр. быстро уменьшаются и часто полностью исчезают при жестком и длительном воздержании от пищи, голодании.
Во времена Сильвестра Грэхема многие физиологи считали, что лимфатические железы во веем организме, подобно млечным сосудам в тонком кишечнике, обладают высокой способностью извлекать из тканей питательные вещества, которые они превращают в нечто подобное млечному соку, но более очищенного и возвышенного свойства, и что этот готовый к усвоению материал возвращается в общий кровоток для использования во всех частях организма в качестве питания. Хотя Грэхем и полагал, что «переваривающая способность» лимфатических желез (или, как они их часто называют, абсорбентов) была реальной, но придерживался мнения, что физиологи ее преувеличивают. Тем не менее он говорил, что «когда поступление пищи в пищеварительный канал исключительно мало или длительное время отсутствует, лимфатические железы становятся гораздо более активными, чем обычно, и забирают животный жир и прочие вещества, образуя лимфу, имеющую многие характеристики млечного сока и крови, и могут в подобной чрезвычайной ситуации в определенной мере служить цели питания». Он писал, что это не происходит при обычных и спокойных акциях организма, когда пищеварительный тракт поставляет адекватный пищевой материал. Наряду с многими другими физиологами того времени он рассматривал лимфу в этих обстоятельствах как «в основном, если не полностью, «экспериментальную субстанцию». Он не считал, что существуют какие-либо факты, подтверждающие предположения, что конвертируемый подобным образом жир в лимфу используется во время голодания в качестве питания. Он рассматривал жир как в той или иной степени по своей природе неустранимые запасы (в основном нежелательного характера), которые организм вынужден накапливать, поскольку не в состоянии их выводить. И по этой причине жир не пригоден. По его мнению, при абсолютно здоровом состоянии организма между процессами ассимиляции и диссимиляции поддерживается равновесие, и потому не происходит никакого накопления жира.
АУТОЛИЗ В РАСТЕНИЯХ
Растительное царство изобилует примерами аутолиза, но для нашей данной цели достаточно привести несколько знакомых примеров. Все луковичные, из которых образцом может служить обычный лук, содержат внутри себя новое растение, окруженное пищей, достаточной для того, чтобы пережить период отдыха, в течение которого они не берут питание из почвы и воздуха. Лук может прорастать в ведре или мешке, где он хранится. Он выпускает ростки, и вскоре почти вся луковица превращается в зеленые побеги. Сама луковица постепенно становится мягкой, и, наконец, от нее остается просто оболочка по мере того, как растущее растение переваривает побег и использует содержимое луковицы. Так же растут свекла, репа и многие другие корнеплоды. Путем аутолитического поглощения содержимого корнеплода получается вещество для роста, и даже изъятые из земли, эти растения дают стебли и листья и растут. Кто не видел, как домашняя хозяйка сажает сладкий картофель в горшок с водой, подвешивает его и следит за тем, как картофель прорастает? Он выпускает ростки, которые достигают большой длины и дают много зеленых листочков. Картофель будет расти до тех пор, пока остается хоть какое-то питание в виде сладкого картофеля. Так называемый ирландский картофель также дает побеги в виде стеблей и листьев, которые берут вещества из клубня как единственного источника питания. При свете стебли и листья растут зелеными, а в темноте — белыми. И если в нескольких футах от этого растения есть щель, сквозь которую проступает даже небольшой свет, эти побеги будут расти в направлении источника света и вытянутся в ту сторону на несколько футов. С помощью аутолиза накопленные питательные запасы в корнеплодах расщепляются и становятся пригодными для использования молодым растением. Прорастание всех растений из семени происходит за счет усвоения пищевых запасов, накопленных в семени. Семя, как и яйцо у птиц, служит главным образом хранилищем питания. Фактически живая часть семени микроскопична по размерам. Обрезанные роза или инжир, посаженные в почву и политые водой, дают корни и листья и растут. Как листья, так и корни вырастают из того материала, который содержится в черенке. Разрежьте лист бегонии на мелкие части, правильно ухаживайте за ними, и каждая из этих частей вырастет в новую бегонию. Вещества каждой части листа используются для того, чтобы создать новое растение. Таковы лишь некоторые примеры аутолиза, перестройки и перераспределения вешеств, содержащихся в части целого.
АУТОЛИЗ У ЖИВОТНЫХ
В самом начале жизни аутолиз является одним из важных процессов. Эмбриональное развитие животного в яйце требует использования накопленной там пищи. Яйцо, большое или малое, имеет живой зародыш, микроскопический по размерам, который является единственно живой частью яйца. Остальную часть яйца составляет накопленный пищевой материал, из которого появляющееся на свет животное строит свои органы. Этот пищевой материал приспособлен для потребления молодым животным так же, как и взрослым. И прежде чем он может быть использован для построения тканей, он должен быть усвоен, что осуществляется энзимами, вырабатываемыми эмбрионом.
Голодающая саламандра с отрезанным хвостом растит новый хвост. Для этого она использует пищевые запасы с целью получения тех веществ, из которых создается новый хвост. Эти вещества должны быть сначала расщеплены (усвоены, переварены) путем аутолиза и затем использованы для нарастающего хвоста. Здесь мы наблюдаем процесс, в какой-то мере обратный тому, какой видим у лягушки, пожирающей свой хвост.
В одном случае вещества берутся из организма и используются для строительства хвоста, а в другом они берутся из хвоста для того, чтобы питать организм. Быстрый рост потомства у голодных лососей осуществляется путем перемещения веществ из организма в яичники. И аутолиз является необходимым первым шагом в этом перемещении. Организм способен не только строить ткани, он может их также и разрушать. Он может не только переваривать и утилизировать ткани других организмов, но и переваривать и усваивать свои собственные ткани.
АУТОЛИЗ ПРИ ОКУКЛИВАНИИ
Время жизни насекомого в куколке является периодом больших и сложных организационных изменений, порождающих новое и в корне отличное насекомое. Личинки полностью сосредоточиваются на росте и формировании. Они поглощают огромное количество пищи и вырастают большими и толстыми. Тутовый шелкопряд, например, за тридцать дней своего роста из личинки увеличивает вес в пятнадцать тысяч раз. В конце этого периода ему удается соткать для себя кокон, с помощью которого он защищает себя на этой стадии развития. Из кокона появляется не тутовый шелкопряд, а бабочка. Гусеница превращается в куколку. Внешняя поверхность куколки — это твердая скорлупа, обычно коричневого цвета. Из нее появляется бабочка, не червь. Напоминающая червь личинка входит в кокон или куколку, и выходит взрослой бабочкой, мотыльком, полностью измененной в своих внутренних и внешних структурах, с новыми функциями и новым образом жизни. Именно в стадии окукливания организм насекомого претерпевает полное и коренное преобразование, старые структуры отмирают, происходит замена веществ, создание и перестановка частей, так что то, что появляется из куколки при завершении трансформации, настолько не походит ни на куколку, ни на личинку, что ошибочно это можно принять за абсолютно новый вид насекомого.
Интересно отметить, что в период окукливания насекомое не принимает никакой пищи. В этот период внешнего покоя весь материал, накопленный прожорливой личинкой, используется для сооружения совершенно нового и отличного от прежнего организма. Путем аутолиза старые структуры заменяются, накопленные вещества перевариваются и готовятся к новому применению, перемещаются из одной части организма в другую. И весь этот чудесный процесс превращений происходит, когда насекомое голодает. Это — поразительный пример созидательной работы, которую совершает организм при воздержании от пищи. Однако надо понять, что вещества не могут перемещаться из одной части организма в другую, а ненужные больше структуры не могут сбрасываться, и вещества, из которых те состоят, не могут быть использованы для создания новых структур прежде, чем они сначала не будут переварены. Аутолиз является жизненной стадией развития насекомого как способность строить новые части его организма.
Превращения в насекомых дают нам один из самых замечательных примеров как самого аутолиза, так и распределения и реорганизации материала, происходящих в живом организме и являющихся постоянной частью жизненного процесса. Личинка обычной мухи растворяется, превращаясь в жидкость, по виду столь же бесструктурную, как и яичный желток. Первоначальные органы разрушаются и формируются новые. Никакие новые материалы, кроме, возможно, воздуха и влаги, не используются при создании этой новой формы. За пятнадцать дней голодания куколка пчелы превращается во взрослую пчелу, и происшедшие изменения сводятся к переходу одной формы жизни в другую с иными органами, иными функциями и совершенно иным образом жизни. Перекормленная гусеница закутывается в герметически непроницаемый кокон и засыпает, и во время сна она превращается в пышную бабочку с яркими крылышками, сияющими на солнце. Во время этого превращения ее мышцы и органы подвергаются растворению в вещество, напоминающее чем-то гной. Все ее внутренние структуры с помощью аутолитических процессов перестраиваются и перераспределяются в разные части организма для полной реорганизации. Превращение куколки в бабочку напоминает действия мага, манипулирующего волшебной палочкой. Здесь мы наблюдаем не просто химический процесс, это — организация и проницание, управляемые замена и перестройка, не просто соединение частей, а созидание сложных органов, которым предстоит функционировать в будущем. В этот период превращений кокон не принимает никакой пищи, весь реорганизационный процесс происходит в состоянии голодания, и вещества, накопленные в организме гусеницы, которая пробивает себе путь в этот мир, используются для превращения «червяка» в бабочку. Замечателен сам процесс превращения, когда не пропадает практически ни одного вещества материала. Веществ одной гусеницы как раз достаточно для того, чтобы сотворить одну бабочку.