Николай Амосов - Энциклопедия Амосова. Алгоритм здоровья
Встречается и нарушенное гормональное регулирование генов со стороны эндокринной системы, и «отравление» клеток микробными токсинами или другими ядовитыми веществами, которые тормозят действие ферментов. Аналогично могут действовать нормальные продукты обмена, если они не удаляются из-за нарушения кровообращения («шлаки»). Наконец, возможны прямые повреждения генов из-за радиации, отравлений, внедрения новых участков ДНК, привнесенных вирусами или в результате мутаций. Это самая тяжелая патология, так как нарушаются «чертежи», по которым изготовляются ферменты. Правда, клетка имеет возможность сама «ремонтировать» двойную спираль ДНК, если поражена одна ее нить, но только при делении. Но не все клетки делятся. Например, нейроны коры мозга рассчитаны на «всю оставшуюся жизнь»: когда они повреждаются, то заменяются рубцом из соединительной ткани.
Клетки могут «болеть» в результате любой из перечисленных причин, и для разных болезней человека разные причины становятся важнейшими.
Чтобы перейти к уровню органов и их систем, необходимо несколько пояснений.
Очень трудно представить себе картину эволюции как развития все более сложных организмов из простых. Несомненно, участвовали три компонента, показанные на схеме:
В процессе эволюции сначала изменение среды меняло «рабочие» функции «тела» при неизменных генах. При этом нужно учесть гибкость программ управления со стороны генов, обеспечивающую приспособление к среде, когда в некоторых пределах ее изменений удается осуществить рост и размножение. Можно говорить о «напряжении приспособительных механизмов», когда жизнь идет на границе возможностей приспособления.
В генах закономерно происходят мутации. Или в них попадают новые гены от вирусов и микробов: геном изменяется. Чем энергичнее размножение, тем больше возможностей для проявления изменений, которые приводят программы управления организмом от генов в большее соответствие с требованиями среды. Эффективность изменчивости отрабатывается в ходе естественного отбора. Это обычная схема эволюции. По-ученому это звучит так: организация управления клетки меняется в ходе самоорганизации генома.
В самом начале эволюции меняющиеся физико-химические условия среды могли привести к тому, что поделившиеся клетки первых одноклеточных не разошлись, как им полагалось изначально, а остались связанными. Так возникли «колонии». Это механическое изменение привело к изменению тел связанных друг с другом клеток — к асимметрии строения. В дальнейшем это закрепилось в генах, появилась новая строка «инструкции», меняющая структуру клеток.
Дальше — больше. Образовались колонии с замкнутой внутренней средой, через которую клетки могли влиять друг на друга. Некоторые клетки потеряли связь с внешней средой и стали целиком зависимы от внутренней среды. Одновременно шла так называемая дифференцировка, специализация клеток, разделение функций между ними.
Модель нормы и патология
Основные рабочие функции живого присущи всем одноклеточным. Это прежде всего энергетика обмена веществ — свои «электростанции», вырабатывающие энергию из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Второе — пищеварение, захват частичек пищи и переваривание внутри клетки в специальных пузырьках — лизосомах. Третье — движение, есть и у одноклеточных — сократительные элементы. Четвертое — защита внутренней среды от внешней и связь с ней за счет действия специфических каналов, избирательно пропускающих различные вещества внутрь или наружу. Кроме того, на поверхности клетки существуют разнообразные рецепторы, способные захватывать и препровождать внутрь избранные сложные молекулы. Через каналы и рецепторы осуществляется «снабжение» части «рабочих» функций клетки, передаются управляющие сигналы.
Клетки многоклеточного организма усовершенствовали и развивали отдельные функции одиночной клетки и таким образом сформировали органы: пищеварения, размножения, движения, восприятия раздражения, регулирования.
Особенное развитие в процессе эволюции получили органы управления. Они сформировались в несколько регулирующих систем, выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы (рис. 3).
Первая регулирующая система (I PC) условно определена как «химическая неспецифическая» и представляет жидкую замкнутую среду организма — кровь и лимфу. Кровеносная система объединяет все органы через посредство относительно простых химических веществ, например, таких, как кислород, углекислота, глюкоза. Каждый орган получает и отдает в кровь то, что предназначено его «специализацией».
Вторая регулирующая система (II PC) представлена эндокринными железами. Они регулируют «обеспечивающие» функции организма с помощью гормонов. Эти химически активные вещества тормозят или активируют клеточные ферменты, а через них и большинство функций клеток. Гормоны действуют через I PC, через кровь и лимфу, а специализация регулируемых процессов определяется клетками-«мишенями», обладающими особой чувствительностью к тем или иным гормонам.
Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы и главным образом уровень их специфической активности. Ее принцип действия отличается от предыдущей тем, что активирующие (или тормозящие) вещества (подобные гормонам) доставляются непосредственно к «адресату», выделяясь в окончаниях нервных волокон непосредственно в органах-«мишенях». То есть действует «адресная» система регулирования. Вегетативная нервная система состоит из двух отделов-антагонистов: симпатической и парасимпатической. Они управляют главным образом внутренними органами («симпатикус» выделяет адреналин, «парасимпатикус» — ацетилхолин).
Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) носит название анимальной нервной системы и отвечает главным образом за связи организма с внешней средой. Ее клетки и структуры воспринимают и передают внешнюю информацию и управляют произвольными движениями. Высший ее «этаж» — кора мозга. В IV PC представлены также «датчики» — глаза, уши, рецепторы кожи, мышц, суставов и, в меньшей степени, внутренних органов, доставляющих к коре (к сознанию) избранную информацию о теле.
Регулирующие системы (PC) имеют «этажную» структуру. Например, в IV PC описывают кору мозга, подкорку, спинной мозг. В III PC можно выделить высшие вегетативные центры, ведающие обобщенными функциями, например, питанием; «главные» центры, ведающие органами (кровообращение, дыхание), и местные нервные сплетения самих органов, регулирующие отдельные клетки. Эндокринная система (II PC) имеет несколько «этажей»: гипоталамус и гипофиз в подкорке головного мозга, большие эндокринные железы — надпочечник, щитовидная, половые, специфические клетки в «рабочих» органах. Даже I PC и ту можно поделить на две: кровеносная и лимфатическая системы.
В функциональном отношении все регулирующие системы связаны между собой прямыми и обратными связями: «высшие» управляют «низшими», но, в свою очередь, находятся под их обратными воздействиями. То есть типичная кибернетическая система управления.
Регулирующие клетки способны к тренировке при повышении функции, как и всякие другие. Для клетки это вполне физиологично, но в целом организме их повышенная тренированность может вызвать патологию, так как изменится характеристика регулятора, а, следовательно, он будет «неправильно» управлять органом или функцией. Например — кровяным давлением.
Всякая схема живых организмов условна. Клетки регулирующих систем проникают в «рабочие» органы, отдельные уровни самих регулирующих систем перекрываются, функции разных регулирующих систем наслаиваются и дублируются. Анатомически органы четко отделены, физиологически же они участвуют в совершенно разных функциональных системах. Поэтому я сделал совсем условную и простую функциональную схему, выделив важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям.
В самом верху помещена «психика», представленная корой и подкоркой. Отдельно выделен квадратик «чувства», а ниже показан четырехугольник с надписью II и III PC, то есть эндокринная и нервно-вегетативная системы.
Посредине помещен прямоугольник с надписью «Система напряжения». Анатомически она не выделяется четко, но функционально весьма важна. Массивным «входом» к ней показана стрелка от чувств, а «выходы» направлены как вверх — к «психике», так и вниз — к регуляторам II и III PC. Единственный выход от психики ведет к мышцам, к органам движения. Они направлены на внешнюю среду, и им противостоит ее «сопротивление».
