Реакция клеток на стресс

Реакция клеток на стресс. Реактивные свойства клеток

Реактивные свойства клеток

Стресс вызывается действием повреждающих факторов:
1. Химических — окислители, тяжелые металлы, химические препараты.
2. Физических — высокие и низкие температуры, ультрафиолетовое и другие виды излучений.
3. Биогенных — заражение вирусом, воздействие биотоксинов.
Воздействие этих факторов може т вызывать первичное повреждение и, соответственно, функциональные нарушения одной или нескольких клеточных структур. В зависимости от длительности и интенсивности воздействия изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Обра тимые изменения характеризуются тем, что при снятии воздействия повреждающего фактора клетка полностью восстанавливает свою структуру и функцию.
Индикатором проявления общеклеточной реакции на повреждение является изменение способности клетки связывать различные краси тели. При этом неизмененные клетки поглощают красители и о ткладывают их в гиалоплазме в виде включений (гранул), а ядро при этом не окрашивается. Воздействие повреждающего фактора останавливает процесс внутриклеточного гранулообразования и цитоплазма с ядром диффузно окрашиваются в цвет красителя. В случае, если интенсивность и продолжительность повреждающего фактора не вызывают необходимых изменений (дегенерации) в клетке, то процесс гра новообразования в цито плазме возобновляется, а ядро вновь становится интактиым от красители.
Общеклеточная реакция на воздействие повреждающего фак тора также проявляется падением интенсивности окислительного фосфорилироваиия, что сопровождается прекращением синтеза АТФ и ростом потребления кислорода, активацией протеолиза, резким усилением гликолятических процессов.
Паранекроз
Паранекроз это совокупност ь обратимых неснецифичееких изменении цитоплазмы, возникающих под действием повреждающих факторов.
При этом реакции некоторых клеточных структур следующие:
Ядра:

  • конденсация хроматина (гшкноз ядра), функционально вы ражается в резком падении синтетической активности клетки;
  • коагуляция хроматина, собирание его в крупные агрегаты и распад на отдельные глыбки (карнорекеис);
  • отечность (расширение) перинуклеарного пространства, инвагинация кариолеммы;
  • распад ядерной оболочки;
  • ядрышки сжимаются, теряют гранулы, фрагментуются, как следствие подавления синтеза р-РНК;
  • дегенеративное изменение ядра, сопровождающееся сильным набухавшем, утерей способности к окрашиванию хроматина (кариолизис гр. karyon — ядро + lysis — растворение).

Реакция клеток на стресс

РЕАКЦИЯ НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС МЕЗЕНХИМНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ЭНДОМЕТРИЯ И ФИБРОБЛАСТОВ ЧЕЛОВЕКА

Мезенхимные стволовые клетки человека в последнее время все шире применяются в качестве источника для регенерации поврежденных органов. При трансплантации они зачастую подвергаются окислительному стрессу со стороны клеток окружающих тканей. Ранее в экспериментах с клеточными культурами мезенхимных стволовых клеток эндометрия человека (СКЭ) мы показали, что характер ответа СКЭ на окислительный стресс определяется силой окислительного воздействия, которая зависит от концентрации окислителя. Помимо концентрации Н202 сила окислительного воздействия может быть связана также с длительностью действия окислителя. В настоящей работе сравнивали реакцию СКЭ и эмбриональных фибробластов легкого человека (ЭФЧ) на действие Н202 в высоких дозах при длительности окислительного стресса 60 и 10 мин. Обработка как СКЭ, так и фибробластов Н202 в течение 60 мин приводила к остановке пролиферации и дозозависимой гибели клеток во всех фазах клеточного цикла в равной степени. При этом наблюдали существенные различия характера и динамики клеточной гибели. Совершенно иначе реагировали клетки обоих типов при сокращении времени окислительного воздействия до 10 мин. Рост клеток замедлялся, они постепенно накапливались в фазе G1 клеточного цикла и увеличивались в размере. Совокупность этих фактов позволяет предположить индукцию преждевременного старения. Таким образом, сокращение продолжительности окислительного стресса при действии Н202 в высоких дозах дает возможность модулировать ответ клеток от гибели до индукции старения.

Издание: Цитология
Год издания: 2015
Объем: 11с.
Дополнительная информация: 2015.-N 10.-С.699-709. Библ. 0 назв.
Просмотров: 22

РЕАКЦИЯ КЛЕТОК НА СТРЕСС;

Кариоплазма

Кариоплозма (ядерный сок) — жидкий компонент ядра, в котором располагаются хроматин и ядрышко. Содержит воду и ряд растворенных и взвешенных в ней веществ: РНК, гликопротеинов, ионов, ферментов, метаболитов. Некоторые авторы разделяют понятия кариоплазмы и ядерного матрикса; к последнему помимо кариоплазмы относят также и кариоскелет, состоящий из ламины и фибриллярной сети, пронизывающей ядро.

На воздействие различных видов стресса (повышение температуры, угнетение энергетического обмена, заражение вирусами, нехватка кислорода или глюкозы, повреждение окислителями, химическими препаратами, тяжелыми металлами и др.) все клетки, в том числе клетки млекопитающих и человека, отвечают стереотипной реакцией, охватывающей ядерный аппарат и компоненты цитоплазмы. В основе этой реакции лежит резкое изменение характера экспрессии генов. Она проявляется усилением синтеза особой группы защитных стрессорных белков при подавлении продукции остальных.

Стрессорные белки первоначально были обнаружены при изучении реакции клетки на повышение температуры, поэтому их назвали белками теплового шока, или HSP (сокращение от англ. Heat Shock Proteins). В дальнейшем был установлен их универсальный характер. Они представляют собой группу белков, важнейшим из которых является HSP70. Различные представители группы HSP действуют на уровне ядра и отдельных компонентов цитоплазмы и выполняют роль молекулярных спутников, обеспечивая сборку, поддержание нативной конформации (свертывание, развертывание и упаковку) других белков, их взаимодействие между собой и направленный транспорт. Они предотвращают агрегацию белков и их дальнейшее повреждение в условиях нарушенного метаболизма клетки, способствуют разборке и расщеплению возникших белковых агрегатов.

Повышенная экспрессия стрессорных белков защищает от повреждений и препятствует развитию их гибели механизмом апоптоза (см. ниже). Предполагают, что известный эффект возрастания резистентности организма при лихорадке может быть связан с усиленной выработкой белков группы HSP в условиях повышенной температуры. Характерно, что экспрессия главного стрессорного белка, HSP 70 резко снижается с возрастом. Опухолевые клетки часто экспрессируют повышенные уровш HSP 70, который защищает их от гибели.

СТАРЕНИЕ И ГИБЕЛЬ КЛЕТОК

После функционирования в течение определенного периода времени клетка гибнет, причем ее гибели часто предшествует период старения. У соматических клеток имеется запрограммированный предел возможности деления, причем их пролиферативный потенциал обратно пропорционален возрасту организма и прямо пропорционален максимальной продолжительности жизни индивидуумов данного вида. При старении клетка утрачивает способность к репликации ДНК и задерживается в G1-фазе клеточного цикла, переходя в G-фазу; в отличие от нормальной покоящейся клетки на нее не действуют митогены.

Механизмы и смысл клеточного старения, как явления, остается предметом дискуссии. Согласно одной гипотезе, клеточное старение результат катастрофического накопления ошибок биосинтетических механизмов клетки, согласно другой – оно является способом защиты организма от рака путем ограничения возможностей роста клеток. Возможно, старение клеток служит механизмом стабилизации размеров взрослого организма.

Морфологические признаки старения и приближающейся гибели клетки включают уменьшение ее объема, редукцию большинства органелл, увеличение содержания крупных лизосом (нередко и элементов цитоскелета), накопление пигментных и жировых включений, нарастание проницаемости клеточных мембран, вакуолизация цитоплазмы и ядра.

Реакция клеток на стресс

4.1. Реакция клеток на стресс;

4.1 Реакция клеток на стресс

На воздействие различных видов стресса (повышение температу­ ры, угнетение энергетического обмена, заражение вирусами, нехватка кислорода или глюкозы, повреждение окислителями, химическими пре­ паратами, тяжелыми металлами и др.) все клетки, в том числе клетки млекопитающих и человека, отвечают стереотипной реакцией, охва­ тывающей ядерный аппарат и компоненты цитоплазмы. В основе этой реакции лежит резкое изменение характера экспрессии генов. Экспрессия генов — это процесс в ходе, которого информация, содержащаяся в гене, используется для синтеза функционального генетического продукта. В случае стресса она про­ является усилением синтеза особой группы защитных стрессорных белков при подавлении продукции остальных .

Стрессорные белки первоначально были обнаружены при изу­ чении реакции клетки на повышение температуры, поэтому их назвали белками теплового шока, или HSP (сокращение от англ. Heat Shock Proteins ). В дальнейшем был установлен их универсальный характер. HSP представляют собой группу белков, важнейшим из которых явля­ ется HSP 70. Различные представители группы HSP действуют на уров­ не ядра и отдельных компонентов цитоплазмы и выполняют роль моле­ кулярных спутников , обеспечивая сборку, поддержание нашивной кон формации (свертывание, развертывание и упаковку) других белков, их взаимодействие между собой и направленный транспорт . Они предают вращают агрегацию белков и их дальнейшее повреждение в условиях нарушенного метаболизма клетки, способствуют разборке и расщеплению возникших белковых агрегатов.

Повышенная экспрессия стрессорных белков защищает клетки от повреждений и препятствует развитию их гибели механизмом ano птоза . Предполагают, что известный эффект возрастания резистентности (устойчивости) организма при лихорадке может быть связан с усилен­ной выработкой белков группы HSP в условиях повышенной температу­ры. Характерно, что экспрессия главного стрессорного белка, HSP 70, резко снижается с возрастом. Опухолевые клетки часто экспрессируют повышенные уровни HSP 70, который защищает их от гибели.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины гибели, процессы морфологического и биохимического характера развития клеточной смерти могут быть различными. Но все же их можно четко разделить на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч . к орней, означающих «отпадение» или «распадение»), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством.

Этот вид клеточной смерти обычно связывается с нарушением внутриклеточного гомеостаза в результате нарушения проницаемости клеточных мембран, приводящим к изменению концентрац ии ио нов в клетке, с необратимыми изменениями митохондрий, что сразу приводит к прекращению всех жизненных функций, включая синтез макромолекул. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При этом при повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрац ии ио нов Na + и Ca 2+ , закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле , освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются ( пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы ( кариорексис ) а затем наступает кариолизис , растворение ядра. Особенностью некроза является то, что такой гибели подвергаются большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычным является то, что участок некроза подвергается атаке лейкоцитов и в зоне некроза развивается воспалительная реакция.

В процессе развития организмов и их функционировании во взрослом состоянии постоянно происходит гибель части клеток, но без их физического или химического повреждения, происходит как бы их «беспричинная» смерть.

Гибель клеток происходит практически на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов , погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме также постоянно происходит «спонтанная» гибель клеток. Миллионами погибают клетки крови нейтрофилы, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты . Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации. Таких примеров много. Особенно много примеров гибели клеток без непосредственного их повреждения при различных патологических процессах. Например, кастрация (удаление семенников) вызывает гибель клеток простатической железы, удаление гипофиза приводит к гибели клеток надпочечников.

Эти наблюдения наводят на мысль, что клеточная смерть регулируется межклеточными взаимодействиями различным образом. Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти. Например, клетки культуры нейронов погибают при отсутствии фактора роста нейронов (NGF), клетки простаты гибнут в отсутствии андрогенов семенника, клетки молочной железы погибают при падении уровня гормона прогестерона и т.д. С другой стороны, клетки могут получать сигналы, которые в клетках-мишенях запускают процессы, приводящие к гибели по типу апоптоза . Так, гидрокортизон вызывает гибель лимфоцитов, а глютамат – нервных клеток в культуре ткани, фактор некроза опухоли (TNF) вызывает гибель самых различных клеток. Тироксин (гормон щитовидной железы) вызывает апоптоз клеток хвоста головастиков. Кроме этого существуют ситуации, когда апоптическая гибель клетки вызывается внешними факторами, например, радиацией.

Смотрите так же:  Галлюцинации при маниакально-депрессивном психозе

Понятие « апоптоз » было получено при изучении гибели части клеток печени при неполной перевязке портальной вены. Было обнаружено, что при этом наблюдается своеобразная картина клеточной смерти, которая затрагивает лишь отдельные клетки в паренхиме печени. Процесс начинается с того, что клетки теряют контакты с соседними клетками, они как бы сморщиваются (первоначальное название этой формы гибели shrinkage necrosis – некроз сжатием клетки), в ядрах по их периферии происходит специфическая конденсация хроматина, затем ядро фрагментируется на отдельные части, вслед за этим сама клетка фрагментируется на отдельные тельца, отграниченные плазматической мембраной – апоптические тельца. Апоптоз — процесс, приводящий не к лизису, не к растворению клетки, а к ее фрагментации, распаду. Судьба апоптических телец тоже необычна: они фагоцитируются макрофагами или даже нормальными соседними клетками. При этом не развивается воспалительная реакция.

Важно отметить, что во всех случаях апоптоза , во время ли эмбрионального развития, во взрослом ли организме, в норме или при патологических процессах, морфология процесса гибели клеток очень сходна. Это может говорить об общности процессов апоптоза в разных организмах и в разных органах.

Исследования на разных объектах показали, что апоптоз есть результат реализации генетически запрограммированной клеточной гибели. Первые доказательства наличия генетической программы клеточной смерти (ПКС) были получены при изучении развития нематоды Caenorhabditis elegans . Этот червь развивается всего за 3 суток и его малые размеры позволяют проследить за судьбой всех его клеток, начиная с ранних этапов дробления до половозрелого организма.

Оказалось, что при развитии C.elegans образуется всего 1090 клеток, из которых часть нервных клеток в количестве 131 штуки спонтанно погибает путем апоптоза , и в организме остается 959 клеток.

Одним из примеров разворачивания апоптозного ответа может являться реакция клетки на отсутствие сигнала от необходимого трофического фактора, например, фактора роста нервов (NGF) или андрогена. В цитоплазме клеток в присутствии трофических факторов находится в неактивной форме еще один участник реакции – фосфорилированный белок Bad . В отсутствии трофического фактора этот белок дефосфорилируется и связывается с белком Bcl-2 на внешней митохондриальной мембране и этим ингибирует его антиапоптозные свойства. После этого активируется мембранный проапоптический белок Bax , открывая путь ионам, входящим в митохондрию. В это же время из митохондрий через образовавшиеся в мембране поры в цитоплазму выходит цитохром С , который связывается с адаптерным белком Apaf-1, который в свою очередь активирует прокаспазу 9. Активированная каспаза 9 запускает каскад других прокаспаз , в том числе каспазу 3, которые будучи протеиназами , начинают переваривать мешенные белки ( ламины , белки цитоскелета и др.), что вызывает апоптическую смерть клетки, ее распад на части, на апоптические тельца.

Апоптические тельца, окруженные плазматической мембраной разрушенной клетки, привлекают отдельные макрофаги, которые их поглощают и переваривают с помощью своих лизосом. Макрофаги не реагируют на соседние нормальные клетки, но узнают апоптические . Это связано с тем, что при апоптозе нарушается асимметрия плазматической мембраны и на ее поверхности появляется фосфатидилсерин , негативно заряженный фосфолипид , который в норме располагается в цитозольной части билипидной плазматической мембраны. Таким образом путем избирательного фагоцитоза ткани как бы очищаются от погибших апоптозных клеток.

Как указывалось выше, апоптоз может быть вызван целым рядом внешних факторов, таких как радиация, действие некоторых токсинов, ингибиторов клеточного метаболизма.

Как уже говорилось, необратимые повреждения ДНК вызывают апоптоз . Это связано с тем, что накапливающийся транскрипционный фактор, белок р53, не только активирует белок р21, который ингибирует зависящую от циклина киназу и останавливает клеточный цикл в G1 или G2 фазе, но и активирует экспрессию гена bax , продукт которого запускает апоптоз .

Избирательные повреждения митохондрий, при которых в цитоплазму высвобождается цитохром С , также являются частой причиной развития апоптоза . Особенно митохондрии и другие клеточные компоненты страдают при образовании токсически активных форм кислорода (АТК), под действием которых во внутренней мембране митохондрий образуются неспецифические каналы с высокой проницаемостью для ионов, в результате чего матрикс митохондрий набухает, а внешняя мембрана разрывается. При этом растворенные в межмембранном пространстве белки вместе с цитохромом С выходят в цитоплазму. Среди освободившихся белков есть факторы, активирующие апоптоз , и прокаспаза 9.

Многие токсины (рицин, дифтерийный токсин и др.), а также антиметаболиты могут вызывать гибель клеток путем апоптоза . При нарушении синтеза белка в эндоплазматическом ретикулуме в развитии апоптоза участвует локализованная там прокаспаза 12, которая активирует ряд других каспаз , и в том числе каспазу 3.

Элиминация, удаление отдельных клеток путем апоптоза наблюдается и у растений. Здесь апоптоз включает в себя, так же как у животных клеток, фазу индукции, эффекторную фазу и фазу деградации. Морфология гибели клеток растений сходна с изменениями клеток животных: конденсация хроматина и фрагментация ядра, олигонуклеотидная деградация ДНК, сжатие протопласта, его дробление на везикулы, разрыв плазмодесм и т.д. Однако везикулы протопласта разрушаются гидролазами самих везикул, так как у растений нет клеток, аналогичных фагоцитам. Так ПКС происходит при росте клеток корневого чехлика, при формировании перфораций у листьев, при образовании ксилемы и флоэмы. Опадание листьев связано с избирательной гибелью клеток определенной зоны черенка.

Биологическая роль апоптоза или программированной смерти клеток очень велика: это удаление отработавших свое или ненужных на данном этапе развития клеток, а также удаление измененных или патологических клеток, особенно мутантных или зараженных вирусами.

Для того чтобы клетки в многоклеточном организме существовали, нужны сигналы на их выживание – трофические факторы, сигнальные молекулы. Эти сигналы могут быть переданы на расстоянии и уловлены соответствующими рецепторными молекулами на клетках-мишенях (гормональная, эндокринная сигнализация), это может быть паракринная связь, когда сигнал передается на соседнюю клетку (например, передача нейромедиатора ). При отсутствии таких трофических факторов реализуется программа апоптоза . С другой стороны, апоптоз может вызываться сигнальными молекулами, например при резорбции хвоста головастиков под действием тироксина. Кроме того, действие ряда токсинов, влияющих на отдельные звенья метаболизма клетки, также может стать причиной клеточной гибели посредством апоптоза .

Клеточные трагедии

Часть II: жизнь в условиях стресса

Иллюстрация: Ольга Степанюк

«Клеточные трагедии» — это большой цикл статей о клетках. Почитайте и другие тексты об их нелёгкой жизни: в них рассказывается самоубийствах, шоке, муках самоопределения, старости, второй молодости, и — бессмертии.

Стресс — неотъемлемая черта нашей повседневной жизни. Если прислушаться к разговорам окружающих, то он обнаруживается повсюду: друзья жалуются друг другу на тяжелую жизнь и вечный стресс, врачи спрашивают, когда и какой стресс переживал больной, работодатели ищут стрессоустойчивых сотрудников. Клеткам тоже не удается избежать действия стрессовых факторов, однако в некоторых случаях это даже идет им на пользу.

Восстание рабов

Самое известное из стрессовых состояний клетки — окислительный стресс — связано с необходимостью получать энергию. В общем виде процесс добычи энергии можно представить так: берем большую органическую молекулу, расщепляем на молекулы поменьше и еще поменьше, пока не удастся собрать достаточно атомов водорода. Затем концентрируем их внутри митохондрии и там разделяем каждый атом на протон и электрон. Протоны разгоняем, и за счет энергии их движения получаем АТФ — главную энергетическую валюту клетки. Все бы хорошо, но проблема в оставшихся электронах. Чтобы разгонять новые протоны, нужно куда-то деть старые электроны. А для этого нужно активное вещество, готовое их принять, в нашем случае — кислород.

Эта система отработана многими поколениями живых организмов, есть только одна проблема. Кислород — не просто активное вещество, а очень активное вещество. Можно представить себе клетку как рабовладельческое государство. Необходимую для поддержания своего существования энергию оно добывает в шахте (митохондрии). Но в ходе добычи ценного ресурса возникают мешки с мусором (электроны), которые нужно выносить, чтобы работа не останавливалась. Для этого используют рабов (молекулы кислорода), каждому из которых вручают по два мешка. Рабы, по понятным причинам, злые и агрессивные, поэтому если вовремя их не нагрузить мешками, то они начинают драться и атаковать окружающих.

Время от времени на кислород в митохондриях не попадает достаточное количество электронов, и он начинает их отбирать у других молекул, то есть окислять их. Молекулы, содержащие агрессивный атом кислорода, называют активными формами кислорода, или свободными радикалами. Самые известные из них — супероксид (молекула кислорода с одним неспаренным электроном) и перекись водорода (которая легко распадается на два радикала OH с неспаренными электронами). Разгневанные рабы (активные формы кислорода) атакуют всех на своем пути. Одни атакованные молекулы при этом распадаются, другие — теряют работоспособность, а некоторые сами становятся радикалами и присоединяются к бунту. Количество восставших молекул с неспаренными электронами растет, развивается цепная реакция.

Подавление восставших

До тех пор пока восстание не выходит за пределы шахты-митохондрии, клетка находится в относительной безопасности. Строго говоря, отдельные волнения для нее являются нормой, потому что при большом количестве рабов всегда найдется кто-нибудь недогруженный и недовольный. Говорить об окислительном стрессе становится возможно, когда активные формы кислорода выходят из митохондрии и попадают в цитоплазму. Возникает ситуация государственной нестабильности: радикалы нападают на мирных граждан, мешая им выполнять свои общественно полезные функции.

Но страшнее то, что бунтовщики начинают представлять угрозу государственному строю. Клеточная конституция — молекула ДНК, как и многие другие вещества, подвержена окислению. При этом могут видоизменяться отдельные азотистые основания или рушиться связи между нуклеотидами в цепочке. Некоторые из этих ошибок исправят белки системы репарации — своеобразное Конституционное собрание. Но если, например, порвались обе цепи ДНК (двунитевой разрыв), то восстановить информацию будет сложнее. Таким образом, когда восставшие рабы добираются до конституции, они могут внести в нее случайные изменения. Это может привести к раковой трансформации клетки: она провозгласит свою независимость от остального организма и начнет неконтролируемо делиться и расти.

Чтобы защитить свою ДНК, клетка включает антиокислительный ответ, то есть начинает производить защитные вещества. С восставшими можно справиться перевоспитанием — с помощью ферментов, нейтрализующих радикалы (например, каталаза разрушает перекись до безобидных молекул). Второй вариант — заткнуть им рты недостающими электронами: так действуют вещества-антиоксиданты. Их в клетке множество, из всем известных можно вспомнить витамины А, С и Е и кофермент Q. Но если антиокислительного ответа недостаточно и ДНК серьезно повреждена, запускается программа клеточной гибели — апоптоз. Государство, не справившееся с восстанием, ждут массовые убийства (разрушение молекул), раздробленность (клетка разваливается на мембранные пузырьки) и раздел между соседними государствами (клетками, поглощающими эти пузырьки).

Морковь против брокколи

Процессы в отдельных клетках не могут не сказываться на организме. Во множестве случаев окислительный стресс приводит не только к образованию опухолей, но и к ухудшению работы и гибели клеток, что лежит в основе разнообразных дегенеративных заболеваний. Так, например, могут погибать клетки при диабете, болезнях Альцгеймера и Паркинсона. Кроме того, было подмечено (у червей, мух и мышей), что организмы, у которых в течение жизни меньше активных форм кислорода в клетках, живут дольше. Поэтому создается впечатление, что окислительный стресс неизбежно приводит к гибели клеток и вреден во всех своих проявлениях.

В связи с этим некоторое время назад возникла мода на антиоксиданты. Аргументация в их пользу выглядела так: наш организм не совершенен и не может справиться с производимыми радикалами, поэтому нужно ему помочь, поставляя антиоксиданты извне. В качестве спасительных кандидатов фигурировали не только лекарства, но и привычные нам овощи и фрукты, богатые витаминами (морковь, смородина и т.д. ). Однако появляется все больше данных о том, что активное употребление антиоксидантов приносит чуть ли не больше вреда, чем пользы. Оговоримся сразу: из этого не следует, что морковь сокращает нашу жизнь. Но многочисленные клинические исследования не обнаружили позитивного влияния антиоксидантов на развитие рака и других заболеваний. Более того, некоторые исследователи отмечают даже негативный эффект от их приема. Значит, в исходную логику где-то закралась ошибка.

Смотрите так же:  Клуб истерия спб

Одно из обстоятельств, которое легко упустить из вида, — роль активных форм кислорода в иммунной системе. Клетки врожденного иммунитета часто намеренно их производят и применяют против бактерий. Антиоксиданты, попадающие в кровь, нейтрализуют радикалы и ослабляют нашу антибактериальную защиту. Другой немаловажный фактор — тренировочная роль стресса, подготовка клетки к тяжелым временам. Вернемся к нашему примеру с бунтующим кислородом. Представим, что на шахтах перестали появляться агрессивно настроенные рабы. Нет восстаний, полицейские бездействуют, ходят строем по плацу туда-сюда и от скуки вышивают крестиком. Понятно, что в критической ситуации, которая может возникнуть неожиданно, например в результате повреждения шахты (митохондрии), такая полиция справиться не сможет.

Постоянный невысокий уровень стресса держит клетку в состоянии боевой готовности. Это явление назвали гормезисом. С его помощью ученые объясняют позитивный эффект от самых разных стрессовых факторов в малых дозах: физических упражнений, алкоголя, диеты и температурных перепадов. В список попадают и продукты-оксиданты: экстракты чая, темный шоколад, шпинат и брокколи. Главное — не переборщить с закалкой, так как грань между мягким и жестким стрессом тонка. Например, в фибробластах включается мягкий стресс при 41 °C и жесткий — при 43 °C.

Пристальный взгляд на биологию клетки невольно заставляет задуматься: так ли сильно мы на самом деле страдаем от тяжелой жизни и нервной работы? В бесконечной битве со стрессовыми факторами не стоит забывать о спасительных тренировках. По крайней мере, сейчас мы знаем, как воспитывать стрессоустойчивость в собственных клетках. А любая борьба начинается с малого.

5.1.5. Адаптивные и повреждающие эффекты стресс-реакции

Вернемся к событиям, отраженным на схеме 5.1. Как пока­зано на этой схеме, в результате взаимодействия стресс-систе­мы и системы, специфически ответственной за адаптацию, до­стигается восстановление гомеостаза (т.е. адаптация к данно­му стрессору) и соответственно завершается стресс-реакция. Однако при прочих равных условиях эта схема реализуется только в случае, если сила и продолжительность действия стрессора умеренны, т.е. тогда, когда реализуются положи­тельные — адаптивные эффекты стресс-реакции. Чрезмерно сильное стрессорное воздействие вызывает превращение этих эффектов в повреждающие и приводит к нарушению функций и повреждениям органов и тканей.

Повреждающие эффекты стресс-реакции возникают как «издержки» активации стресс-системы в ответ на сильное стрессорное воздействие и связаны с избыточным выбросом стресс-гормонов (см. схему 5.1 — «Побочные эффекты стресс-реакции»).

Для понимания роли стресс-реакции в адаптации организ­ма к действию стрессоров и возникновении стрессорных по­вреждений рассмотрим 5 основных, во многом связанных друг с другом эффектов стресс-реакции (схема 5.5), за счет которых формируется «срочная» адаптация к факторам среды на уров­не систем, органов, клеток и которые могут превращаться в повреждающие эффекты стресс-реакции [Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1989].

Первый адаптивный эффект стресс-реакции состоит в мо­билизации функции органов и тканей путем активации наибо­лее древнего сигнального механизма стимуляции клетки, а именно увеличения концентрации в цитоплазме универсаль­ного мобилизатора функции — кальция, а также путем актива­ции ключевых регуляторных ферментов — протеинкиназ [Вег-ridge M.J., 1998]. На рис. 5.2 представлены на примере клетки сердечной мышцы (кардиомиоцита) 3 основных регуляторных механизма, за счет которых на уровне плазматической мем­браны регулируется вхождение кальция (Са 2+ ) в клетку, его со­держание в саркоплазме, а также уровень функции клетки и ее генетического аппарата.

При стресс-реакции увеличение концентрации Са 2+ в клет­ке и активация внутриклеточных процессов осуществляются благодаря двум факторам, сопровождающим стресс-реакцию. Первый из них — выход Са 2+ из костей и повышение его со­держания в крови под влиянием стрессорного повышения в крови уровня паратгормона (гормона паращитовидных желез); это способствует увеличению вхождения указанного катиона в клетки органов, ответственных за адаптацию. Второй фак-

Активация стресс-системы I

Рис. 5.2. Регуляция функции и генетического аппарата клетки (на примере клетки миокарда) с помощью универсального активатора внутриклеточных процессов кальция (Са + ) и потенциации этой ре­гуляции при стрессе, осуществляемой стресс-гормонами и медиато­рами через посредство вторичных мессенджеров.

М — мембрана; СПР — саркоплазматический ретикулум; MX — митохондрия; КМ — кальмодулин; Са-КМ-ПК — кальмодулинзависимая протеинкиназа; G — белковая субъединица рецепторного комплекса, осуществляющая сопря­жение рецептора с ферментом; В-рецептор, a i-рецептор и ой- соответственно: р-, ai- и аг-адренорецепторы; Уг — вазопрессиновый рецептор; ФИ фосфо-тидилинозитол; ИФз инозитолтрифосфат; ДАГ — диацилглицерол; П1С-С — протеинкиназа С; цАМФ-ПК — цАМФ-зависимая протеинкиназа; СТ-рецеп-тор — рецептор стероидных гормонов. Ломаной черной стрелкой обозначены деполяризация мембраны в ответ на импульс возбуждения и потенциал-зави­симый Са -канал. Сплошные стрелки указывают последовательность процес­сов. Штриховые стрелки означают активирующее влияние.

тор — возросший выброс катехоламинов и других гормонов, который обеспечивает их увеличенное взаимодействие с соот­ветствующими рецепторами клеток; в результате происходит активация механизма вхождения Са 2+ в клетку, повышение его внутриклеточной концентрации, потенциация активации про­теинкиназ и как следствие — активация внутриклеточных процессов. Рассмотрим это подробнее. Обратимся к рис. 5.2. Приходящий к клетке импульс возбуждения (на рисунке обо­значено черной ломаной стрелкой) вызывает деполяризацию клеточной мембраны, что приводит к открытию потенциалза-висимых Са 2+ -каналов, вхождению внеклеточного Са 2+ в клет­ку, выделению Са 2+ из депо, т.е. из саркоплазматического ре-тикулума (СПР) и митохондрий, и повышению концентрации этого катиона в саркоплазме. Соединяясь со своим внутрикле­точным рецептором кальмодулином (КМ), Са 2+ активирует КМ-зависимую протеинкиназу, которая «запускает» внутри­клеточные процессы, приводящие к мобилизации функции клетки. Одновременно Са 2+ участвует в активации генетичес­кого аппарата клетки. Гормоны и медиаторы, воздействуя на соответствующие рецепторы в мембране, потенцируют акти­вацию этих процессов через посредство вторичных мессенд-жеров, образующихся в клетке с помощью ферментов, сопря­женных с рецепторами. Воздействие на а,-адренорецепторы активирует связанный с ними фермент фосфолипазу С, с по­мощью которой из фосфолипида мембраны фосфатидилино-зитола образуются вторичные мессенджеры диацилглицерол (ДАГ) и инозитолтрифосфат (ИФ3). ДАГ активирует протеин­киназу С (ПК-С), ИФ3 стимулирует высвобождение Са 2+ из СПР, что потенцирует вызываемые кальцием процессы.

Воздействие на р-адренорецепторы, а2-адренорецепторы и вазопрессиновые рецепторы (V2) приводит к активации адени-латциклазы и образованию вторичного мессенджера цАМФ; цАМФ активирует цАМФ-зависимую протеинкиназу (цАМФ-ПК), которая потенцирует клеточные процессы, а также рабо­ту потенциалзависимых Са 2+ -каналов, через которые Са 2+ вхо­дит в клетку. Глюкокортикоиды, проникая в клетку, взаимо­действуют с внутриклеточными рецепторами стероидных гор­монов и активируют генетический аппарат. Протеинкиназы играют двоякую роль. Во-первых, они активируют процессы, ответственные за функцию клетки: в секреторных клетках сти­мулируется выход соответствующего «секрета», в мышечных клетках усиливается сокращение и т.п. Одновременно они ак­тивируют процессы образования энергии в митохондриях — «фабриках» кислородзависимого синтеза АТФ (носителя энер­гии), а также в системе бескислородного гликолитического образования АТФ. Таким образом мобилизуется функция клетки и органов в целом. Во-вторых, протеинкиназы участву­ют в активации генетического аппарата клетки, т.е. процессов,

протекающих в ядре, вызывая экспрессию генов регуляторных и структурных белков, что приводит к образованию соответст­вующих мРНК, синтезу указанных белков и обновлению и росту клеточных структур, ответственных за адаптацию. При повторных действиях стрессора это обеспечивает формирова­ние структурной основы устойчивой адаптации к данному стрессору [ссылки см.: Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г, 1988, 1989].

Однако при чрезмерно сильной и/или затянувшейся стресс-реакции, когда содержание Са 2 * и Na + в клетке чрезмерно увели­чивается, возрастающий избыток Са 2+ может приводить к по­вреждению клетки. Это может усугубляться при врожденной неполноценности ферментов и/или других субъединиц катионных насосов, которые должны обеспечивать своевременное удаление кальция из цитоплазмы в депо и внеклеточную среду (насос плазматической мембраны, удаляющий из клетки Са 2+ , Ыа + /Са 2+ -обменный механизм плазматической мембраны, а также Са 2+ -насос СПР). Применительно к сердцу такая ситуа­ция вызывает кардиотоксический эффект [Fleckenstein A. et al., 1985]: реализуется так называемая кальциевая триада по­вреждения клеточных структур избытком кальция, которая складывается из необратимых контрактурных повреждений миофибрилл, нарушения функции перегруженных кальцием митохондрий и активации миофибриллярных протеаз и мито-хондриальных фосфолипаз. Все это может приводить к нару­шению функции кардиомиоцитов и даже к их гибели и разви­тию очаговых некрозов миокарда. Этот повреждающий эф­фект не реализуется как изолированный феномен, а находится в коренной связи с чрезмерным усилением рассматриваемого далее второго адаптивного (липотропного) эффекта стресс-ре­акции.

Второй адаптивный эффект стресс-реакции состоит в том, что «стрессорные» гормоны — катехоламины, вазопрессин и др. — прямо или опосредованно через соответствующие ре­цепторы активируют липазы, фосфолипазы и увеличивают ин­тенсивность СРО. Это реализуется путем повышения содержа­ния в клетке кальция и активации зависимых от него кальмо-дуллин-протеинкиназ, а также за счет повышения активности зависимых от ДАГ и цАМФ протеинкиназ ПК-С и цАМФ-ПК (см. рис. 5.2). В результате в клетке повышается содержание свободных жирных кислот, продуктов СРО, фосфолипидов. Этот липотропный эффект стресс-реакции меняет структур­ную организацию, фосфолипидный и жирнокислотный состав липидного бислоя мембран и тем самым меняет липидное ок­ружение мембраносвязанных функциональных белков, т.е. ферментов, рецепторов, каналов ионного транспорта, ионных насосов, локализованных в мембране. В результате миграции фосфолипидов и образования лизофосфолипидов, обладаю-

щих детергентными свойствами, снижается вязкость и повы­шается «текучесть» мембраны. Такие изменения умеренной степени увеличивают «подвижность» полипептидных цепей функциональных мембраносвязанных белков и повышают их активность [Архипенко Ю.В. и др., 1983; Меерсон Ф.З., Пшен-никова М.Г., 1989; Меерсон Ф.З., 1993].

Важным фактором, модифицирующим липидный бислой мембран, является процесс СРО липидов, который при фи­зиологических условиях протекает в мембранах клеток всех без исключения органов. При стресс-реакции или введении катехоламинов доказана активация СРО в сердце, печени, скелетных мышцах и других органах [Владимиров Ю.А., Ар-чаков А.И., 1972; Меерсон Ф.З., 1993]. В частности, на моде­ли эмоционально-болевого стресса показано, что в зависи­мости от длительности стресса активация СРО может дости­гать значительной степени, что выражается увеличением в 2—3 раза содержания гидроперекисей фосфолипидов, шиф-фовых оснований и других продуктов СРО в миокарде [Ме­ерсон Ф.З., 1984]. Важно подчеркнуть, что активация СРО обнаружена также у человека при эмоциональном стрессе — операторской работе в условиях цейтнота [Прилипко Л.Л. и др., 1982].

В основе модифицирующего влияния СРО на липидный бислой мембран лежат реакция радикалов кислорода с нена­сыщенными жирными кислотами фосфолипидов и образова­ние таким образом в мембранах полярных гидроперекисей фосфолипидов, обладающих детергентным действием. В опы­тах in vitro показано, что при умеренной активации СРО, когда в процесс вовлечено не более 2—5 % фосфолипидов мембраны, происходят увеличение «жидкостности» бислоя и как следствие — нарастание подвижности полипептидных цепей мембраносвязанных белков и соответственно — по­вышение их активности. Это явление, в частности, сопровож­дается повышением активности такого важного фермента сер­дечной мышцы, как Са 2+ -АТФаза СПР, которая составляет ос­нову структуры Са 2+ -насоса СПР [Архипенко Ю.В. и др., 1983]. Активация этого фермента играет ключевую роль в ме­ханизме такого важного адаптивного эффекта, как активация процесса расслабления миокарда при действии на сердце ка­техоламинов или при кратковременной умеренной стресс-ре­акции. Следует отметить также, что повышение содержания Са 2+ , свободных жирных кислот и активация СРО стимулиру­ют фермент синтеза NO NO-синтазу [Малышев И.Ю., Ману-хина Е.Б., 1998] и, таким образом, сопровождаются увели­чением продукции NO. Это, несомненно, имеет адаптивное значение, так как способствует формированию «рабочей ги­перемии», которая обеспечивает увеличение кровотока в орга­нах, ответственных за адаптацию (см. далее).

Адаптивное значение липотропного эффекта стресс-реак­ции, очевидно, велико, так как этот эффект может быстро оп­тимизировать активность всех мембраносвязанных белков, а следовательно, функцию клеток и органа в целом и способст­вовать, таким образом, срочной адаптации организма к дейст­вию факторов среды. Однако при чрезмерно длительной и ин­тенсивной стресс-реакции усиление именно этого эффекта, т.е. избыточная активация фосфолипаз, липаз и СРО, может привести к повреждению мембран и приобретает ключевую роль в превращении адаптивного эффекта стресс-реакции в повреждающий.

Повреждающими факторами становятся при этом свобод­ные жирные кислоты, накапливающиеся в результате избы­точного гидролиза триглицеридов липазами и при гидролизе фосфолипидов фосфолипазами, а также лизофосфолипиды, образующиеся в результате гидролиза фосфолипидов. Высо­кий уровень жирных кислот повышает содержание их длинно-цепочечных производных; эти производные и лизофосфоли­пиды имеют как гидрофильную (полярную), так и гидрофоб­ную (неполярную) группы, что позволяет им взаимодейство­вать с фосфолипидами бислоя и внедряться в их молекулы. В результате меняется структура бислоя мембран. При высо­ких концентрациях такие соединения образуют мицеллы, ко­торые «разбивают» мембрану и нарушают ее целостность. В итоге повышается проницаемость клеточных мембран для ионов и особенно для Са 2+ . В частности, показано, что актива­ция фосфолипазы А2 и образование лизофосфолипидов при действии катехоламинов на сердце вызывают повышение про­ницаемости мембран СПР кардиоцитов и выход из него Са 2+ , что приводит к перегрузке этим катионом саркоплазмы и по­вреждению клеток [Takasu N. et al., 1986].

Смотрите так же:  Психоз от наркотиков

Повреждающими факторами липотропного эффекта при интенсивной или затянувшейся стресс-реакции становятся и продукты активации СРО. При прогрессировании СРО все большее количество ненасыщенных фосфолипидов окисляет­ся и в мембранах растет доля насыщенных фосфолипидов в микроокружении функциональных белков. Это приводит к уменьшению жидкостности мембраны и подвижности пептид­ных цепей указанных белков. Возникает явление «вморажива­ния» этих белков в более «жесткую» липидную матрицу, и как следствие активность белков снижается или полностью блоки­руется. Дальнейшее накопление окисленных ненасыщенных фосфолипидов приводит к образованию так называемых пере-кисных кластеров, т.е. упорядоченных групп фосфолипидов, между которыми образуются каналы ионной проводимости, что ведет опять-таки к повышению проницаемости, а также разрушению мембран [Архипенко Ю.В. и др., 1983; Меерсон Ф.З., 1984]. Повреждающим мембраны фактором также стано­

вится избыток NO, обладающий токсическим действием [Ма­лышев И.Ю., Манухина Е.Б., 1998].

Таким образом, чрезмерное усиление липотропного эффекта стресс-реакции, т.е. ее «липидной триады» (активации липаз и фосфолипаз, активации СРО и увеличения количества свободных жирных кислот) может приводить к повреждению биомембран, что играет ключевую роль в нарушении работы ионных каналов, рецепторов и ионных насосов. В результате адаптивный липо-тропный эффект стресс-реакции может превратиться в по­вреждающий эффект, липидная триада адаптивного эффек­та—в липидную триаду повреждения клеток.

Третий адаптивный эффект стресс-реакции состоит в моби­лизации энергетических и структурных ресурсов организма, что выражается в увеличении в крови концентрации глюкозы, жирных кислот, аминокислот, а также в мобилизации функ­ции кровообращения и дыхания. Этот эффект приводит к уве­личению доступности субстратов окисления, исходных про­дуктов биосинтеза и кислорода для органов, работа которых увеличена. Оценивая этот адаптивный эффект стресс-реак­ции, следует иметь в виду, что главную роль в мобилизации резерва углеводов и увеличения поступления в кровь глюкозы играют катехоламины и глюкагон за счет прямой активации гликогенолиза и гликолиза через аденилатциклазную систему в печени, скелетных мышцах и сердце. При этом глюкагон вы­деляется при стрессе несколько позже катехоламинов и как бы «дублирует» и подкрепляет эффект катехоламинов. Особую значимость это приобретает в условиях, когда действие ка­техоламинов реализуется не полностью из-за десенситизации (J-адренорецепторов, вызванной избытком катехоламинов. В этом случае активация аденилатциклазы осуществляется через глюкагоновые рецепторы [Ткачук В.А., 1987].

Другим источником глюкозы являются возникающие под влиянием глюкокортикоидов и в известной степени паратгор-мона активация гидролиза белков и увеличение фонда свобод­ных аминокислот, а также активация глюконеогенеза в печени и скелетных мышцах [Голиков П.П., 1988]. При этом глюко-кортикоиды, действуя на свои рецепторы на уровне клеточно­го ядра, стимулируют синтез ключевых ферментов глюконео­генеза глюкозо-6-фосфатазы, фосфоэтанолпируваткарбокси-киназы и др. [Голиков П.П., 1988]. Итогом активации глюко­неогенеза являются трансаминирование аминокислот и обра­зование из них глюкозы. Важно, что оба гормональных меха­низма мобилизации глюкозы при стресс-реакции обеспечива­ют своевременное поступление глюкозы к таким жизненно важным органам, как мозг и сердце. При стресс-реакции, свя­занной с острой физической нагрузкой, особое значение при­обретает возникающая опять-таки под влиянием глюкокорти­коидов в скелетных мышцах активация глюкозо-аденинового

цикла, который обеспечивает образование глюкозы из ами­нокислот непосредственно в мышечной ткани [Виру А.А., Эй­лер А. К., 1976].

В мобилизации жировых депо при стрессе главную роль играют катехоламины и глюкагон, которые опосредованно через аденилатциклазную систему активируют липазы и липо-протеинлипазы в жировой ткани, скелетных мышцах, сердце. В гидролизе триглицеридов крови, по-видимому, играют роль паратгормон и вазопрессин, секреция которых при стрессе, как указывалось выше, возрастает. Появившийся таким обра­зом фонд жирных кислот используется в сердце и скелетных мышцах.

В целом мобилизация энергетических и структурных ресурсов выражена- при стресс-реакции достаточно сильно и обеспечива­ет «срочную» адаптацию организма к стрессорной ситуации, т.е. является адаптивным фактором. Однако в условиях затя­нувшейся и/или интенсивной стресс-реакции, когда не происхо­дит формирования «структурных следов адаптации», иными словами, не происходит увеличения мощности системы энерго­обеспечения, интенсивная мобилизация ресурсов перестает быть адаптивным фактором и приводит к прогрессирующему истоще­нию организма.

Четвертый адаптивный эффект стресс-реакции может быть обозначен как «направленная передача энергетических и структурных ресурсов в функциональную систему, осущест­вляющую данную адаптационную реакцию». Одним из важ­ных факторов этого избирательного перераспределения ресур­сов является хорошо известная, локальная по своей форме «рабочая гиперемия» в органах системы, ответственной за адаптацию, которая одновременно сопровождается сужением сосудов «неактивных» органов. Действительно, при стресс-ре­акции, вызванной острой физической нагрузкой, доля минут­ного объема крови, протекающей через скелетные мышцы, возрастает в 4—5 раз, а в органах пищеварения и почках этот показатель, напротив, уменьшается в 5—7 раз по сравнению с состоянием покоя [для ссылок см.: Пшенникова М.Г., 1986]. Известно, что при стрессе развивается увеличение коронарно­го кровотока, что обеспечивает увеличенную функцию сердца. Главная роль в реализации этого эффекта стресс-реакции при­надлежит катехоламинам, вазопрессину и ангиотензину И, а также субстанции Р, секреция которых, как известно, увеличе­на при стресс-реакции [Harbuz M.S., Lightman S.L., 1992; Aguilera G. et al., 1995]. Эти гормоны вызывают сужение сосу­дов в тех органах и тканях, где этому не препятствуют «рабо­чая гиперемия» и мобилизация закрытых запасных капилля­ров. Так, при стрессорных поведенческих реакциях, когда ак­тивированы локомоции, выделяющаяся в центральном звене стресс-системы субстанция Р способствует снижению крово­

тока в почках, но увеличивает его в скелетных мышцах [Cul-man J. et al., 19951.

Ключевым локальным фактором рабочей гиперемии, как уже упоминалось выше, является продуцируемый эндотелием сосудов оксид азота (NO) — главный вазодилататор, продук­ция которого возрастает параллельно росту потребления кис­лорода. «Рабочая гиперемия» обеспечивает увеличенный при­ток кислорода и субстратов к работающему органу путем вазо-дилатации в этом органе [Yamabe Т. et al., 1992]. Показано, что при стресс-реакции умеренной силы происходит рост продук­ции NO [Малышев И.Ю., Манухина Е.Б., 1998]. Таким обра­зом, при стрессе увеличенная продукция оксида азота в орга­нах с повышенной функцией, по-видимому, противостоит констрикторному действию гормонов, обеспечивая в них ра­бочую гиперемию и тем самым участвуя в реализации рассмат­риваемого адаптивного эффекта стресс-реакции.

Очевидно, что перераспределение ресурсов организма при стрессе, направленное на преимущественное обеспечение органов и тканей, ответственных за адаптацию, представляет собой важный адаптивный феномен. Вместе с тем при чрезмерно выра­женной стресс-реакции он может сопровождаться ишемически-ми нарушениями функции и даже повреждениями других органов, не участвующих непосредственно в данной адаптивной реакции, например ишемическими язвами желудочно-кишечного трак­та, возникающими у спортсменов при тяжелых длительных эмоционально-физических нагрузках.

Превращение адаптивного эффекта увеличения коронар­ного кровотока в повреждающий, на первый взгляд, представ­ляется маловероятным, так как в сердце преобладает (J-адре-нергический эффект катехоламинов, что может стимулировать коронародилатацию и «рабочую гиперемию» миокарда [Beamish R.E., Dhalla N.S., 1985; Young М.А., Vatner S.F., 1986]. Однако при большой длительности стресса, особенно эмоционального, высокие концентрации в крови вазопресси-на, адреналина и гистамина могут приводить к десенситизи-ции р-адренергических рецепторов и на первый план будут выходить а-адренорецепторы и другие кальциймобилизующие рецепторы, стимулирующие коронароконстрикцию. В экспе­риментах такой спазм коронарных сосудов был показан при действии вазопрессина [Фролькис В.В. и др., 1983] и НА [Beamish R.E., Dhalla N.S., 1985]. Спазм коронарных сосудов под влиянием сильного стресса наблюдали у практически здо­ровых людей [Yasue Н. et al., 1984].

Исследования последних лет позволяют считать, что клю­чевую роль в реализации данного адаптивного эффекта стресс-реакции и превращении его в повреждающий играет продукция N0 в сосудистой стенке. При кратковременных и умеренных стрессорных воздействиях продукция N0 возрастает, и это

может способствовать рабочей гиперемии, но при сильных и дли­тельных стресс-реакциях продукция N0 снижается, обусловли­вая возникновение стрессорных спазмов коронарных сосудов, а также стрессорных гипертензивных состояний.

Пятый адаптивный эффект стресс-реакции состоит в том, что при однократном достаточно сильном стрессорном воз­действии вслед за рассмотренной выше хорошо известной «ка-таболической фазой» стресс-реакции (третий адаптивный эф­фект) реализуется значительно более длительная «анаболичес­кая фаза». Она проявляется генерализованной активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков в различных органах [Меерсон Ф.З., 1993]. Эта активация обеспечивает восстанов­ление структур, пострадавших в катаболическую фазу, и явля­ется основой формирования структурных «следов» и развития устойчивого приспособления к различным факторам среды. В основе этого адаптавного эффекта лежат процессы, рас­смотренные при описании первичного эффекта, а именно — гормональная активация образования вторичных мессендже-ров ИФ3 и ДАГ, повышения в клетке уровня кальция, а также действие на клетку глюкокортикоидов. Помимо мобилизации функции клетки и ее энергообеспечения, этот процесс имеет «выход» на генетический аппарат клетки (см. рис. 5.2), что приводит к активации синтеза белков. Кроме того, показано, что в процессе развертывания стресс-реакции активируется секреция «приторможенных» в начале реакции соматотропно-го гормона (гормона роста), инсулина, тироксина, которые потенцируют синтез белков и могут играть роль в развитии анаболической фазы стресс-реакции и активации роста кле­точных структур, на которые приходилась наибольшая нагруз­ка при стрессорной мобилизации функции клеток. Вместе с тем следует иметь в виду, что чрезмерная активация этого адаптивного эффекта, по-видимому, может приводить к нере­гулируемому клеточному росту. В частности, наряду со стрес­сорным иммунодефицитом (см. раздел 5.2.3.3.2) это может иг­рать роль в механизме онкогенного эффекта стресса.

В целом можно заключить, что при затянувшейся по вре­мени интенсивной стресс-реакции все рассмотренные основ­ные адаптивные эффекты трансформируются в повреждающие и именно так могут стать основой стрессорных болезней.

Эффективность адаптивной реакции на стрессоры и вероят­ность возникновения стрессорных повреждений в значительной мере определяются, помимо интенсивности и длительности дей­ствия стрессора, состоянием стресс-системы: ее базальной (ис­ходной) активностью и реактивностью, т.е. степенью актива­ции при стрессе, которые обусловлены генетически, но могут ме­няться в процессе индивидуальной жизни.

Хронически увеличенная базальная активность стресс-сис­темы и/или избыточная ее активация при стрессе сопровожда-

ются повышенным артериальным давлением, нарушением функции органов пищеварения, подавлением иммунитета. При этом могут развиваться сердечно-сосудистые и другие за­болевания. Сниженная базальная активность стресс-системы и/или неполноценная активация ее при стрессе также небла­гоприятны. Они приводят к снижению способности организ­ма адаптироваться к окружающей среде и решать жизненные задачи, к развитию депрессивных и других патологических со­стояний.

Другие статьи

  • Лечение влажного кашля у ребенка народными средствами "Лук - от семи недуг" Лук издавна считали ценным лекарственным растением. Не зря в народе говорили: «Лук – от семи недуг». Это высказывание актуально и сегодня. Смотрите сами. Недуг 1. Пневмония у детей Всем знакомый «острый» рецепт горчичников более мягко заменяют […]
  • Можно ли ребенку 2 лет арбидол Как детям принимать Арбидол? Как известно, у любого медпрепарата имеются свои противопоказания. Именно поэтому становятся обоснованными сомнения родителей по поводу того, можно ли давать Арбидол детям и как его принимать. Что касается противопоказаний, то для данного […]
  • Как отучить от груди 10 месячного ребенка Как отучить от груди 10 месячного ребенка Мобильное приложение«Happy Mama» 4,7 Общаться в приложении гораздо удобней! Чего нельзя делать: перетягивать грудь, или мазать её чем-либо, говорить, что "сися- кака, бяка" и другой негатив, отдавать ребенка к бабушке, пить […]
  • Сколько спят ваши дети Сколько спят ваши дети в год-полтора? Девочки, напишите, пожалуйста, сколько часов в возрасте 1-1,5 года ваши дети спят ночью, и сколько днём. У нас днем два сончаса по 1,5 часа. А ночью спит всего 8 часов. Я думаю, ночью он спит так мало, потому что днём […]
  • Развитие ребенка по месяцам после года Развитие малыша после года по месяцам Как происходит развитие ребенка после года, чему учится малыш с каждым новым месяцем и как изменяются его интеллектуальные способности? Обо всем этом родителям нужно знать для того, чтобы выявить отклонения от нормы в случае их […]
  • В каком возрасте ребенок спит 2 раза днем С какого возраста ваш ребенок спит 1 раз в день? Нам год и 2 месяца, еще неделю назад мой ребенок отлично укладывался спать 2 раза в день. в 11.00 и в 17.00 и спал по 1,5 часа. И хорошо укладывался в ночь, в 22:00. Но последнюю неделю это что-то. Во-первых, сложнее […]