Раздел 13. процесс защиты организма от воздействия внешней и внутренней среды

ГЛАВА 13.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ САМОУДОВЛЕТВОРЕНИЯ ОРГАНИЗМОМ ПОТРЕБНОСТИ В БЕЗОПАСНОСТИ

ОСНОВЫ САМОУДОВЛЕТВОРЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В БЕЗОПАСНОСТИ

Жизнь – это адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. В ответ на воздействие внешней среды развиваются адаптационно-приспособительные механизмы. Реакции организма, защищающие организм от вредоносных или повреждающих факторов, являются результатом эволюционного развития и до сих пор пополняются новыми свойствами. Их биологическое значение состоит в поддержании оптимального постоянства внутренней среды организма, в которой живут все его клетки. Это необходимо, так как нарушение гомеостаза приводят к нарушению функций клеток и тканей организма, особенно высокоспециализированных клеток центральной нервной системы. Адаптация обеспечивает приспособление организма к физическим, эмоциональным и другим нагрузкам. Благодаря адаптации организм может выжить в различных условиях окружающей среды. Термин «адаптация» в узком смысле этого слова употребляют для обозначения процесса изменения уровня чувствительности того или иного анализатора под действием адекватного раздражения – физиологическая адаптация. При этом как в рецепторах, так и в центральных нейронных структурах повышается или понижается чувствительность. Например, в темноте чувствительность глаза к свету повышается, а при действии света понижается. Характерно то, что снижается абсолютная чувствительность анализатора, а дифференциальная чувствительность к стимулам, близким к адаптирующему, повышается. Поэтому на фоне длительно действующего раздражителя мы различаем даже самые слабые его изменения. В ходе индивидуального развития в первую очередь формируются системы, обеспечивающие выживание ребенка после рождения. Чем выше уровень интеграции, координированности сложных регуляторных процессов, тем эффективнее адаптация. У человека адаптация выступает как свойство организма, которое обеспечивается автоматизированными саморегулирующимися системами - сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и др. В каждой из этих систем можно выделить несколько уровней адаптации - от субклеточного до органного. Все они повышают жизнестойкость, устойчивость системы к факторам среды.

ВРОЖДЕННЫЕ (НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ) МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ
1. Безусловные защитные рефлексы: устраняют раздражения, которые могут привести к повреждению; Эффекторное звено рефлекса – это кожа, слизистые оболочки, рефлексогенные зоны сосудистой системы, и т. д. Центральное звено – разные уровни головного и спинного мозга. Эфферентная часть – моторный, железистый, сосудистый аппарат (двигательные реакции, выделение гормонов, слюноотделение и т.д.) Например, оборонительные рефлексы (болевое раздражение конечности вызывает отдергивание руки, мигательный рефлекс – при сильном движении воздуха в направлении роговицы глаза веки смыкаются); рефлексы пищеварительного аппарата (при интоксикациях усиливается секреторно-перистальтическая деятельность кишечника, что способствует удалению раздражающих агентов; рвотный рефлекс); защитные дыхательные реакции (кашель, чихание, изменение секреции с верхних дыхательных путей и бронхов при изменении состава газовой среды). 2. Барьерные механизмы защиты (тканевой и гистогематический): а) тканевой барьер - кожа, почки, органы дыхания, пищеварительный аппарат и печень. б) гистогематический барьер (ГГБ) обеспечивается избирательной проницаемостью эндотелия капилляров органов и тканей; это гематоэнцефалитический барьер (оболочки мозга, ликвор, венозные синусы, желудочки), барьеры уха и глаза. Кожа, слизистые оболочки, лимфатические узлы, бактерицидные белки слюны и сыворотки крови, выделительная функция, температурная реакция организма обезвреживают чужеродные тела и вещества за счет механических и физико-химических воздействий. - Первый барьер на пути микроорганизмов – кожа и слизистые оболочки. Установлено, что чистая кожа губительно действует на большинство микробов (кишечную палочку, гемолитический стрептококк и др.). Кислая среда пота связана с наличием в нем уксусной, молочной и жирных кислот (бактерицидное действие). Слизистые оболочки непроходимы для многих микробов, а их секрет оказывает противомикробное действие. Так в слезе, слюне, пищеварительных соках содержится лизоцим (белок, содержащийся во многих тканях и жидкостях, действующий как фермент), а также иммуноглобулин. Гиалуроновая кислота задерживает проникновение микробов в ткани и органы. Кислая среда желудочного сока имеет выраженные бактерицидные свойства в отношении кишечных инфекций и пищевых токсикоинфекций. Микробы сапрофиты (нормальная микрофлора организма) в коже, конъюнктиве, пищеварительном и мочеполовом тракте, в верхних дыхательных путях играют существенную роль в создании естественной защиты организма: они предохраняют местные антитела от разрушения путем регуляции активности протеолитических ферментов, подавляют рост других бактерий, в том числе возбудителей инфекционных заболеваний, за счет продукции спиртов, перекиси водорода, молочной кислоты, жирных кислот. - В случае, если микробы все же преодолевают барьер, созданный кожей и слизистыми оболочками, защитную функцию начинают выполнять лимфатические узлы. При этом они могут воспаляться (лимфаденит). - При воспалительной реакции из тканей освобождается ряд веществ (гистамин, серотонин, лейкопенический фактор, лейкотаксин), под влиянием которых активизируются лейкоциты. Лейкоциты скапливаются в зоне воспаления, что приводит к образованию защитного вала, препятствующего распространению микробов в ткани и органы. Воспаление обуславливает повышение температуры тела, возникновение ацидоза и гипоксии, что губительно действует на микроорганизмы. - Пропердин – белок сыворотки крови, разрушающий бактерии и инактивирующий вирусы; комплемент – система сывороточных белков, которая активизируется комплексом антиген- антитело (см. ниже); комплемент – система белков сыворотки крови и тканевой жидкости – присоединяется к антителам и способствует разрушению чужеродных веществ; интерферон – противовирусный белок, который вырабатывается пораженными клетками; он препятствует проникновению вирусов в клетки, и инфекция приостанавливается; этим объясняется феномен интерференции, когда одна инфекция тормозит развитие другой. - Защитные функции эритроцитов и тромбоцитов. Эритроциты связывают токсины за счет наличия на поверхности специальных белков – антител, вместе с тромбоцитами они принимают участие в остановке кровотечения (свертывание крови). 3. Иммунитет – невосприимчивость, способность организма защищать собственную целостностьОдним из самых мощных механизмов иммунитета является фагоцитоз (от phagein – пожирать). Он протекает в несколько стадий: 1 - приближение фагоцитов к микробу и отмирающим клеткам самого организма; - поглощение его, и образование фагосомы; - слияние фагосомы с лизосомой. Под влиянием протеолитических ферментов лизосомы и других активных ферментов происходит внутриклеточное переваривание. В реакции фагоцитоза участвуют микрофаги и макрофаги. Микрофаги – гранулоциты – первые приходят к очагу инфекции или повреждения, где остаются активными в течение 4-5 дней; макрофаги – это моноциты крови, которые, проникая в ткани, становятся местными макрофагами (где живут от одного до нескольких месяцев), а также фиксированные (тканевые) макрофаги в печени, селезенке, лимфоузлах, вилочковой железе, гистиоциты соединительной ткани. Процесс фагоцитоза усиливают опсонины - антитела, которые связываются с микроорганизмами и облегчают их захват фагоцитами.
ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА Это реакции биологической системы на действие биологически значимых факторов, направленные на ее выживание, сохранение состояния и свойств в новых условиях существования. Приспособительные реакции свойственны отдельным клеткам, органам и тканям. Но полноценное приспособление обеспечивает целостный организм, в котором оно осуществляется на разных уровнях: 1– регуляция метаболизма (обеспечение адекватного снабжения организма питательными веществами и энергией); 2 – сохранение гомеостаза (вегетативная нервная система и железы внутренней секреции регулируют деятельность пищеварительных, дыхательных, экскреторных и других вегетативных процессов); 3 – адекватное поведение, которое обеспечивают безусловные и условные рефлексы.
Срочные	Долговременные
Возникают в ответ на однократное воздействие фактора и выражаются в «аварийном» приспособлении к изменившимся условиям. Например, изменение параметров дыхания и кровообращения при интенсивной физической нагрузке; терморегуляторные реакции при изменении температуры окружающей среды. Механизм – активация высших нервных центров, ответственных за регуляцию гомеостаза и возникновение срочных приспособительных реакций соответственно полу, возрасту, конституции и особенностям онтогенеза.	Возникают постепенно после длительных или повторно возникающих воздействий путем их суммирования. Например, у спортсменов (физическая нагрузка) отмечается гипертрофия миокарда, то же – при патологической перегрузке сердца (пороки сердца, артериальная гипертензия и др.) Два механизма таких реакций: 1) в тех органах и тканях, которые участвуют в срочных реакциях, при повторениях усиливается синтез нуклеиновых кислот и белков, увеличивается масса гиперфункционирующих элементов; 2) повторное возбуждение корковых нейронов приводит к усилению синтеза РНК и белков в них, и формируются временные связи корковых нейронов, что лежит в основе образования условного рефлекса.

АДАПТАЦИОННЫЙ СИНДРОМ СЕЛЬЕ Это проявление стресса. Стресс (от лат. stress – напряжение) - общая защитная (неспецифическая) реакция организма на действие чрезвычайных (значительных по силе и продолжительности) или патологических внешних и внутренних раздражителей. Стрессоры – факторы, вызывающие развитие стресса: инфекция, резкие изменения температуры, кровопотеря, ионизирующее излучение, многие фармакологические воздействия и др. – состояние, развивающееся при действии стрессоров. В основе адаптационного синдрома лежат приспособительные реакции.

Если интенсивность стрессорного фактора чрезмерна и превышает компенсаторно-адаптационные возможности организма, могут возникнуть серьезные нарушения жизнедеятельности в виде гипертензии (увеличение минералокортикоидов), нарушения коронарного кровообращения, нарушения ритма сердца, появления язв в желудочно-кишечном тракте (избыток глюкокортикоидов), дисфункций эндокринной системы. При взаимодействии человека и животных с внешней средой, возникают ситуации, характеризующиеся конфликтом между потребностями и возможностями их удовлетворения (у человека – это преимущественно социальные конфликты) эмоционального стресса. Невозможность его разрешения приводит к формированию длительного застойного эмоционального возбуждения, проявляющегося в нарушениях мотивационно-эмоциональной сферы и в различных соматических заболеваниях. При этом наблюдаются глубокие изменения баланса нейромедиаторов и нейропептидов в ЦНС. Развитие адаптационного синдрома проходит в 2 или 3 стадии. 1-ая стадия – реакция тревоги. Вначале включаются рефлекторные процессы (защитные, сосудодвигательные и др.); затем – гуморальные (адреналин, гистамин, продукты распада поврежденных тканей). Активизируется система гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Клетки гипоталамуса вырабатывают высвобождающий фактор, под действием которого увеличиваются образование и выделение гипофизом в кровь адренокортикотропного гормона, стимулирующего выработку глюкокортикоидов; активизируется симпатико-адреналовая система (нервно-гуморальная) и нервная система в целом, что выражает мобилизацию защитно-приспособительных сил организма. В результате усиливается распад гликогена, превращение жиров и белков в глюкозу, возникает гипергликемия, активизируется дыхание и кровообращение, изменяется состав крови (лейкоцитоз, лимфопения, эозинопения), перераспределяется кровь в пользу мозга и сердца. Все направлено на борьбу со стрессорным фактором. 2-ая стадия – стадия резистентности (устойчивости). Устраняются повреждения, реакция тревоги исчезает, усиливаются процессы синтетические, восполняются запасы гликогена, жиров; нормализуется деятельность нервной и эндокринной систем и все физиологические функции. 3-ья стадия – истощения. Если стресс продолжается длительное время, компенсаторно-приспособительные возможности исчерпываются: ослабляются синтетические процессы в тканях, снижается образование гормонов коры надпочечников, угнетаются функции физиологических систем организма. Эта стадия может завершиться гибелью организма.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое адаптация организма?

2. Что Вы знаете об адаптации анализаторов?

3. Охарактеризуйте врожденные механизмы защиты организма человека.

4. Что такое срочные и долговременные приспособительные реакции организма?

5. Какую роль играет гипоталамо-гипофизарно-симпатико-адреналовая система в регуляции механизмов защиты?