Адаптация, или приспособление к изменению факторов внешней и внутренней среды

Адаптация, или приспособление к изменению факторов внешней и внутренней среды, — одно из основных свойств живого организма. Способностью к адаптации обладают и одноклеточные, и сложные высшие организмы, хотя, естественно, проявляется она у них по-разному.

Структура одноклеточных организмов не обеспечивает надежной защиты при значительных изменениях внешней среды. Соответственно у одноклеточных важнейшей формой адаптации является изменчивость. На этом свойстве основано привыкание микроорганизмов к токсическим веществам, в частности к антибиотикам. Если можно так выразиться, одноклеточные, не наделенные такой же степенью индивидуальности, как высшие организмы, адаптируются за счет изменения своей индивидуальности или путем изменения свойств всей популяции организмов за счет приобретения новых свойств (например, устойчивости к антибиотику).

Напротив, у высших организмов сохранение индивидуальности обеспечивается специальными защитными механизмами, что соответствует принципу сохранения гомеостаза. Эти механизмы осуществляют изменения, нужные для защиты, но при этом сохраняется способность организма вновь вернуться к исходному состоянию, когда необходимость в защите отпадает. Хотя адаптация к повреждающим факторам осуществляется на всех уровнях систем организма, начиная с клеточного, однако для реализации гомеостатической защитной реакции у высших организмов имеется специализированная адаптационная система, или адаптационный гомеостат — webpolyglot.ru. Основными компонентами этой системы являются кора надпочечников, которая вырабатывает гормон защиты — кортизол, гипофиз, который вырабатывает кортикотропин, регулирующий продукцию кортизола, и, наконец, гипоталамус, контролирующий секрецию кортикотропина. Вся эта тройка находится в одной упряжке, повинуясь приводам механизма обратной связи. Например, если в крови повышается концентрация кортизола, то он по механизму отрицательной обратной связи тормозит активность гипоталамуса, значит, продукцию своего регулятора — кортикотропина. В результате продукция кортизола корою надпочечников снижается.

Наличие такой взаимосвязи легко проверить следующим образом. Животному назначается определенное количество кортизола или его производного — дексаметазона. Дексаметазон, тормозя по механизму отрицательной обратной связи выделение кортикотропина, тем самым уменьшает и активность коры надпочечников, контролируемой кортикотропином, то есть уменьшает продукцию кортизола.

Если всегда использовать одну и ту же дозу тормозящего гормона — дексаметазона, то степень снижения продукции кортизола будет зависеть от порога чувствительности гипоталамуса к действию дексаметазона. Например, у двухмесячных крыс под влиянием дексаметазона уровень кортизола в крови снизился на 51%, а у крыс в возрасте восьми месяцев — только на 11%. Следовательно, дексаметазон у животных старшей группы оказывает менее выраженное тормозящее действие на гипоталамус. Иначе говоря, по мере старения происходит повышение порога чувствительности гипоталамуса к тормозящему влиянию рабочего гормона дексаметазона. Этот простой опыт удивителен по своей информативности: он демонстрирует сразу механизм и фундаментального закона биологии — закона постоянства внутренней среды, и его антипода — закона отклонения гомеостаза.

Совершенно такое же явление наблюдается и у человека. Вот пример: у группы лиц, средний возраст которых был 56 лет, определенная доза дексаметазона снизила уровень кортизола в крови на 39%, а у молодых людей (средний возраст 24 года) — на 54%. Это означает, что в среднем возрасте гипоталамус хуже воспринимает регулирующие сигналы, становится к ним менее чувствительным, что неизбежно приводит к нарушению закона постоянства внутренней среды.

Но нарушение этого фундаментального закона биологии — отклонение от нормы или болезнь, ибо стабильность среды есть главное условие сохранения «качества жизни» и самой жизни индивидуума. По мере старения в адаптационном гомеостате постоянно происходит то, что остро возникает в период стресса в условиях, когда организация защиты от повреждающего агента (стрессора — webpolyglot.ru) требует повышения работоспособности организма. В организации антистрессорной защиты фундаментальную роль играет ее материальное обеспечение, или снабжение энергетическими веществами — глюкозой и жирными кислотами, а также повышение концентрации в крови гормона защиты — кортизола (последний регулирует течение стрессорной реакции). Но повышение в крови уровня кортизола в соответствии с механизмом отрицательной обратной связи должно привести к подавлению его продукции.

Однако если имеет место повышение гипоталамического порога чувствительности к тормозящим сигналам, то механизм отрицательной обратной связи срабатывает с запозданием или вообще оказывается недостаточно эффективным. Так бывает в процессе нормального старения, когда вследствие нарушения регуляции гормоны адаптации оказывают на организм нежелательное влияние. Так, например, если приглядеться внимательно, нередко можно видеть, что у еще сильного мужчины лет 45-60 ноги тоньше, чем это должно соответствовать его торсу, а лицо имеет значительно более округлые очертания, чем это свойственно юношам, быть может, менее физически крепким. Эти изменения — признаки избыточного влияния кортизола на организм.

Аналогия между механизмами старения и стресса была бы неполной без одного примера. Обменные сдвиги у горбуши создаются повышенной активностью коры надпочечников, вырабатывающей в период подготовки к нересту избыточное количество кортизола. Именно кортизол снижает использование сахара в тканях, тем самым обеспечивая превращение его в жир и вызывая своеобразное накопление жира — горб. В дальнейших разделах будет рассмотрено, почему такого рода обменные сдвиги приводят к развитию болезней. Механизм этих болезней во многом схож с болезнями, которые возникают в результате влияния на организм стрессорных факторов. Сходство между стрессом и нормальным старением состоит в том, что в обоих случаях повышается гипоталамический порог чувствительности к регулирующим воздействиям.

По существу, возрастной процесс повышения гипоталамического порога создает «нормальную болезнь» регуляции в адаптационном гомеостазе, болезнь, которую можно обозначить термином «гиперадаптоз». Действительно, гиперадаптоз — болезнь, ибо само это слово указывает на стойкое нарушение гомеостаза, приводящее к уменьшению жизнеспособности организма. Но гиперадаптоз — «нормальная болезнь», так как возникает всегда в процессе старения организма, а не под влиянием внешних причин или случайных поломок в механизме регулятора. В чем же заключается отличие гиперадаптоза от болезней адаптации?

Известно, что адаптационный гомеостат, помогая организму выдерживать натиск факторов внешней среды, сам претерпевает изменения под влиянием стрессорных факторов. С этими изменениями и связаны болезни адаптации, то есть болезни, которые развиваются в процессе осуществления механизма защиты. Гиперадаптоз же развивается в силу внутренних причин, изменяющих систему регуляции в адаптационном гомеостазе. Так, гиперадаптоз будет возникать и в самой благоприятной обстановке лишь под влиянием фактора времени. Это и происходит в действительности, ибо гиперадаптоз реально существует и практически диагностируется просто — по повышению порога чувствительности гипоталамо-гипофизарного комплекса к тормозящему действию дексаметазона. Но гиперадаптоз это не только «нормальная болезнь старения», вносящая в жизнь организма черты хронического стресса. Когда возникает реальная стрессорная ситуация, то разрегулированная адаптационная система дольше, чем это необходимо, не приходит в равновесие и ее ответ на стресс в целом становится избыточным. Поэтому организм платит за свою защиту в старости больше, чем в молодые годы.

Именно гипоталамические сдвиги, свойственные нормальному старению, делают адаптационную систему все хуже регулируемой, все более инертной. Гипоталамический регулятор не только утрачивает способность «чутко» прислушиваться к изменениям внешней и внутренней среды, но отчасти начинает жить как бы своей обособленной жизнью, постепенно сам создавая нарушения в адаптационной системе. Пожалуй, в известном смысле лучше вообще не зависеть от главного регулятора, чем иметь регулятор, плохо работающий.

В этом случае защитные изменения возникают без всякой надобности, в силу действия внутренних закономерностей. Так, само старение заставляет человека жить и вне стрессорной ситуации как бы в постоянном хроническом стрессе. Буря обменных сдвигов, возникающих в процессе старения, вначале, правда, не столь интенсивна, как при стрессе, но ведь эта буря не стихает, постепенно разрушая фундамент здоровья — постоянство внутренней среды. Гиперадаптоз и является одной из причин того, что человек в старости может существовать в более узком диапазоне изменений внутренней и внешней среды. В пожилом возрасте нередко незначительные причины — волнения, физическое перенапряжение, расстройство пищеварения, даже легкая простуда — могут вызвать внезапную, как бы почти беспричинную смерть — смерть от старости, как чаще всего говорят.

Однако хотя приведенное утверждение стало общепринятым и в геронтологии, оно уязвимо во многих отношениях. Прежде всего, снижение способности к приспособлению (а именно об этом свидетельствует гибель от незначительных по силе факторов — webpolyglot.ru) есть, по существу, также следствие болезни — гиперадаптоза, и того накопления повреждений в различных органах и системах которые сопровождают гиперадаптоз и родственные ему возрастные процессы. Как уже было сказано, никто не умирает от старости — и в старости человек умирает от болезней, хотя в некоторых случаях это положение не является самоочевидным. Ведь гиперадаптоз — это не обычная болезнь. Она развивается у всех, не вызывается видимыми причинами, и поэтому кажется несуществующей. Так, живой организм всегда платит за адаптацию к внешним воздействиям ускорением старения. Затем нарушение адаптации, возникающее в процессе нормального старения, вносит эту плату уже вне всякого призыва к защите, по существу, вопреки организму. То, что послужило приспособлению, в конце концов лишает организм возможности не только приспособиться к самым умеренным требованиям, предъявляемым жизнью, но и в силу действия внутренних факторов влечет за собой болезнь — гиперадаптоз.

Что это за факторы, которые «двигают организмом»? В наиболее общей форме можно сказать, что это именно те силы, которые служат развитию организма. Что дело обстоит именно так, станет видно из материалов следующих вебстраниц.

Климакс является одновременно и нормой и болезнью: нормой потому, что климакс в женском организме явление закономерное, а болезнью потому, что это стойкое нарушение регуляции, приводящее в конечном итоге к снижению жизнеспособности организма.