Григорий Кассиль - Внутренняя среда организма

Г. Н. Кассиль

Внутренняя среда организма

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Ответственный редактор член-корреспондент АН СССР Л. Г. Воронин

Предисловие

Стремительный рост представлений о процессах, совершающихся в живых системах, требует систематического пересмотра высказанных на том или другом этапе суждений, положений и предположений. Уже общепризнано, что в наше время истины, самые трудные для восприятия неспециалиста, становятся доступными массовому читателю. Опыт ведущих научно-популярных изданий, будь то статьи, журналы, книги, говорит о необычайном интересе, который проявляется во всех областях знания именно неспециалистами к самым различным вопросам мироздания, начиная от микромира и кончая необъятностью Вселенной. Жизнь показывает, что особенно велик интерес к проблемам биологии и медицины, переживающим на наших глазах подлинную революцию. Требуют пересмотра традиционные, принятые представления, незыблемые устои, непреложные истины. Жизнь — неразрешимая загадка дня вчерашнего, приоткрывшая свои тайны сегодня, завтра, быть может, будет воспроизведена искусственно в немыслимых лабораториях будущего.

Проблемы внутренней среды, гуморализма, гомеостаза, стресса, генной инженерии необычайно расцвели к концу 20-го столетия. Но если совсем недавно было известно лишь небольшое число специфических гормонов, выделяемых немногочисленными и строго локализованными железами внутренней секреции, то за последние годы стало ясно, что биологически активные вещества гормоноподобного и медиаторного действия образуются во всех клетках и тканях. Вещества эти, оказывая влияние на отдельные физиологические системы, одновременно регулируют, координируют и настраивают функции всего организма. Его состояние и деятельность в самой высокой степени определяются физическим и химическим строением, специфическими биологическими свойствами этих веществ.

Каждый год открываются, описываются, а нередко и синтезируются сложнейшие химические соединения типа нейрогормонов, тканевых гормонов, метаболитов, медиаторов, способных вызвать или погасить физиологические или биохимические процессы, ускорить или замедлить их течение.

Содержание или соотношение этих соединений во внутренней среде определяет гормональный портрет человека, иными словами, состояние организма в данный момент, его потенциальные возможности, работоспособность, выносливость. Этот гормональный портрет позволяет в какой-то мере определить границы физиологических возможностей организма, прогнозировать его успехи и неудачи, предсказать степень изнашивания, предвидеть сроки выхода из строя.

Первое издание книги «Внутренняя среда организма» вышло в 1978 г. С тех пор наши знания в этой области во многом изменились и расширились. Открылась новая страница в нейрохимии мозга, широко развернулось учение о пептидах мозга, были открыты пептиды боли, памяти, настроения, сна. Внесены коррективы в представления о нейрогуморально-гормонально-барьерной регуляции функций, возникло учение о гуморальных рецепторах, об интимных механизмах действия медиаторов и гормонов на клетку.

Все это настоятельно диктовало необходимость нового издания книги. Изложенные в ней факты, мысли, соображения действительны сегодня. Быть может, завтра они будут нуждаться в пересмотре. Книга отражает в основном собственные представления автора и он будет благодарен за любое замечание, так как заранее уверен, что его представления потребуют в будущем уточнения под натиском новых фактов, новых мыслей, гипотез и экспериментов.

От автора

Постоянство внутренней среды — залог свободной и независимой жизни.

История науки знает много откровений, немало славных, сделавших эпоху открытий. К ним по праву принадлежит учение о внутренней среде организма. Выдающийся английский ученый Джон Холдейн назвал это учение наиболее плодотворным из всех когда-либо созданных физиологами. О внутренней среде и связанных с ней проблемах гомеостаза, нейрогуморальных, нейроэндокринных и барьерных механизмов регуляции функций написано множество книг, обзоров, трактатов, полемических статей. Но если одни исследователи — биологи, медики, философы безоговорочно приняли идею существования внутренней среды, отличной от внешней, другие отнеслись к ней с сомнением, третьи с недоверием, четвертые не поняли или не пожелали понять. Образное выражение Клода Бернара «свободная и независимая жизнь» нередко расценивалось как противопоставление организма среде обитания, что, конечно, не соответствует вложенному в него смыслу. Понадобились годы споров, горы экспериментальных материалов, чтобы понять и осмыслить единую, неразделимую сущность физиологических процессов в организме человека и животных, постичь глубочайшее взаимопроникновение, морфологическое, физиологическое, биохимическое, существующее между внутренней средой и окружающим миром. Постоянство внутренней среды превратилось в основной закон жизни, определяющий состояние и деятельность высокоорганизованной живой системы.

Длившиеся многие годы споры между «нервистами» и «гуморалистами» представляют лишь исторический интерес. Линиц Бернар — Кеннон и Сеченов — Павлов не только сомкнулись, но и слились воедино. Автор этой книги, получивший физиологическое образование под руководством выдающегося советского ученого академика Лины Соломоновны Штерн и посвятивший всю свою научную деятельность изучению гуморально-гормональных и барьерных механизмов регуляции в условиях нормы и патологии, пришел к выводу, что необходимо критически осмыслить на фоне сделанного другими то, что сделано в этой области им самим.

Форма, которая была избрана с этой целью, несколько необычна. Это не исчерпывающая монография с последовательным пересказом работ, выполненных со дня зарождения проблемы внутренней среды или задолго до него с длинным списком литературы и перечнем опубликованных во всех странах мира теоретических и экспериментальных, подчас противоречащих друг другу изысканий. Читателю предлагается небольшая книга, рассчитанная не столько на специалиста, сколько на небиолога, нефизиолога, неврача. Использованы в основном собственные материалы, накопленные совместно с товарищами по работе, сотрудниками и учениками. Материалы эти получены в значительной мере во Всесоюзном научно-исследовательском институте физической культуры и, как правило, опубликованы в специальной литературе. Всем, чьи результаты экспериментов, мысли, соображения и предложения нашли место на страницах этой книги, — глубокая дружеская признательность.

Второе издание книги в значительной степени перестроено, дополнено и переработано. В него вошли новые данные, новые представления, изъяты некоторые положения, утратившие свое значение.

Глава I. Внутренняя среда

Трудно поверить, но представление о внутренней среде таит для многих исследователей элементы неясности и неопределенности. И хотя уже не менее 130 лет термин «внутренняя среда» не сходит со страниц научных монографий, журналов, диссертаций и ученых трактатов, споры о том, что понимать под ним, продолжаются до наших дней. Понятие это прочно вошло в медицинскую литературу и на первый взгляд как будто не требует разъяснения. Внешняя среда — окружающий нас мир, все, что находится вне нашего тела, внутренняя — то, что находится внутри него. Границы между средами пролегают по кожному покрову и слизистым оболочкам. На самом же деле это примитивное суждение. Является ли внутренняя среда анатомической единицей, совокупностью отдельных клеток, физиологической системой, философским или психологическим понятием? Существует ли определение, одинаково приемлемое для морфологов, физиологов, философов и психологов?

Поэтому книгу эту мы начинаем с классической физиологической дефиниции, сформулированной нашими учителями — крупнейшими естествоиспытателями XIX и XX столетий. В разных вариантах ее можно найти во всех справочниках, в общих и специальных энциклопедиях мира.

Внутренняя среда организма — комплекс жидкостей (крови, лимфы, тканевой жидкости), омывающих в высокодифференцированном животном организме клеточные элементы и принимающих то или иное участие в питании и обмене органов и тканей. От химического состава, физико-химических и биологических свойств внутренней среды зависят реактивность и возбудимость органов, их чувствительность к различным воздействиям, трофика, а также в значительной степени состояние и жизнедеятельность организма в целом.

Общей внутренней средой организма является кровь, но поскольку клетки органов с кровью не соприкасаются, в процессе эволюционного развития роль непосредственной питательной среды (микросреды) тканевых элементов приобрела тканевая (интерстициальная, межклеточная, внеклеточная) жидкость, состав и свойства которой специфичны для отдельных органов и соответствуют их структурным и физиологическим особенностям.