Николай Амосов - Раздумья о здоровье
На схеме показаны характеристики функциональной структуры клетки при разных уровнях тренированности. Кривые отражают изменение “специфической” (“главной” для целого организма) функции клетки в зависимости от силы внешнего раздражителя.
Над верхней кривой для самой тренированной клетки обозначены три режима: нормальный, форсированный и патологический. Что это такое? Названия говорят сами за себя. Нормальный режим обеспечивает среднюю интенсивность деятельности клетки, он устойчив и не ограничен во времени. Все химические реакции хорошо сбалансированы и не напряжены. На кривых мы видим линейную зависимость между силой раздражителя и возрастанием функций.
Форсированный режим временно обеспечивает повышенную функцию ценой снижения КПД и расходования запасов энергии. В сложном организме он вызывается действием особых веществ — активаторов, чаще всего гормонов. Деятельность его ограничена резервами энергии.
Патологический режим — это уже болезнь, и об этом особый разговор.
В чем выражается здоровье клетки? Это выполнение программ жизни: питание, рост, специфические функции, размножение. “Уровень здоровья”— это интенсивность проявления жизни в нормальных условиях среды, которая определяется тренированностью структур клетки. Есть и другое определение:
“Количество здоровья — это пределы изменений внешних условий, в которых еще продолжается жизнь”.
“Количество здоровья” можно выразить в понятии “резервные мощности”. Оно хотя и не биологического происхождения, но всем понятно: например, при движении по ровной дороге с нормальной скоростью от мотора автомобиля требуется 15 лошадиных сил, а максимальная его мощность 75 сил. Следовательно, есть пятикратный резерв мощности, который можно использовать для движения в гору или по плохой дороге... То же самое в клетке или органе. Нижняя точка на оси ординат — это величина функции, которую организм в состоянии покоя требует от клетки. Для детренированной клетки — это почти предел нормального режима, чтобы получать больше, нужна форсировка. Для среднетренированной клетки есть трехкратный резерв, а при высокой тренированности — шестикратный. На оси абсцисс треугольником отмечена точка. Для детренированной клетки—это предельная величина силы раздражителя, при усилении раздражении наступает патологический режим. При высокой тренированности раздражитель такой силы является нормальным.
Тренировка наиболее эффективна, когда величина функции приближается к границе форсированного режима. Эта точка отмечена на средней кривой.
Схема показывает, какое значение имеет тренировка для повышения “резервных мощностей”. Сильный внешний раздражитель для детренирован-
ной клетки (органа или целого организма — все равно) вводит ее в патологический режим, то есть уже в болезнь, а для тренированной — это нормальная интенсивная работа.
Болезнь клетки в сложном организме — понятие непростое. Может ли “болеть” завод? Очевидно, да. Когда при нормальном снабжении и хороших рабочих он недодает продукцию или выпускает брак. Значит, есть к тому причины.
“По идее” клетка не должна “болеть”, пока она нормально снабжается энергетическими и строительными материалами, пока периодически получает извне раздражители, дающие ей хорошую тренировку и пока ее “органы управления”, то есть ДНК, в порядке. В самом деле: все структуры клетки обновляются, новые “детали” делаются по программам, заложенным в ДНК, в генах.
Даже если было плохо и клетка “заболела”, то создай ей нормальные условия, и спустя некоторое время она обновит свои структуры и выздоровеет. Если только гены в порядке. Специалисты по молекулярной генетике говорят, что гены повреждаются редко. Подумайте, как это хорошо!
И тем не менее болезней полно, и все они первично проявляются в клетках.
Какую клетку сложного организма мы считаем больной?
Если она не выдает достаточной функции в ответ на “нормальное” раздражение, поступающее от системы организма, не выполняет свои программы деления, ее химия нарушена, и она выдает вовне продукты неполного обмена, вредные для других клеток. В общем, с позиций целого организма клетка больна, если она не справляется с требуемыми от нее функциями — осуществлять движение, выделять гормоны, продуцировать нервные импульсы. Чтобы не залезать в дебри, я лишь перечисляю возможные причины патологии клетки.
Детренированность. Если клетка периодически не получала больших нагрузок, она детренируется и на нормальный раздражитель дает пониженную функцию. Если раздражитель превышает предел достигнутой тренированности, клетка вступает в патологический режим, при котором химические реакции идут не до конца, и в ней накапливаются их продукты. Условно их можно назвать “помехами”.
Плохое “снабжение”. В крови недостаточно энергетических или строительных материалов: молекул глюкозы, жирных кислот, аминокислот, витаминов, микроэлементов, кислорода. Иногда это бывает, когда между кровью и клеткой возникает барьер из межклеточных структур — продуктов соединительной ткани или нарушается циркуляция крови по капиллярам (так называемая микроциркуляция).
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.
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:
ОРГАНИЗМ Среда ————Тело————Гены
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. Чем энергичнее размножение, тем больше возможностей для проявления полезных мутаций, которые приводят программы управления в большее соответствие с требованиями среды. Это обычная схема эволюции.
Меняющиеся физико-химические условия среды могли привести к тому, что поделившиеся клетки одноклеточных не разошлись, а остались связанными. Так возникли “колонии”. Это механическое изменение привело к изменению тел связанных клеток — к асимметрии, к развитию сродства Друг друга. 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.
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 и сформировали органы: пищеварения, размножения, движения, восприятия раздражении, регулирования.
Особенное развитие в процессе эволюции получили органы управления. Они сформировались в несколько регулирующих систем, выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы.
