Стресс и адаптация
по курсу нормальной физиологии для студентов медицинских специальностей
Министерство здравоохранения РФ
Новосибирская государственная медицинская
Кафедра нормальной физиологии
Стресс и адаптация
по курсу нормальной физиологии для студентов медицинских специальностей
Доктор медицинских наук, профессор Куликов В.Ю.
Доктор биологических наук, доцент Пиковская Н.Б.
Учебно-методическое пособие. Новосибирск: Новосибирская государственная медицинская академия, 2001. 64с.
Настоящее учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями учебных программ по нормальной физиологии и предназначено для самостоятельной работы студентов при подготовке к занятиям и экзаменам, при решении тестовых и ситуационных задач.
Издание рассчитано на студентов всех факультетов медицинских институтов, педагогических институтов и университетов.
Печатается по постановлению ЦКМС от 21 марта 2001г.,
Доктор медицинских наук, профессор Куликов В.Ю.
Доктор биологических наук, доцент Пиковская Н.Б.
Технический редактор Пыстина Е.А.
Заведующий кафедрой биохимии НГМА, доктор медицинских наук, профессор Шарапов В.И.
Заведующая кафедрой педагогики и медицинской психологии, доцент Безродная Г.В.
Новосибирская государственная медицинская академия, 2001
Оглавление
Формы адаптации 6
Фазы развития процесса адаптации 10
Структурный след адаптации, кросс-адаптация 12
Плата за адаптацию 20
Механизмы адаптации 22
Стресс как неспецифическая реакция организма 22
Физиологические механизмы стресса 29
Молекулярно-клеточные проявления стресса 50
Повреждающее действие стресса. 52
Механизмы защита от повреждающего действия стресса 58
Цена адаптации или болезнь? 62
Стресс и адаптация 68
Введение
Освоение не только экстремальных регионов нашей планеты, но и окружающего ближнего и дальнего космического пространства определяет особую фундаментальную и практическую значимость адаптации, которая становится одной из центральных проблем в современной биологии и медицине, проявляясь как на индивидуальном, так и на популяционном уровне. Даже теоретически невозможно предположить наличие стабильного состояния во взаимоотношениях человека и человеческих популяций с окружающей природно-климатической, техногенной, так и биосоциальной средой. Эти взаимоотношения, эволюционируя во времени и пространстве, в ряде случаев в результате деятельности самого человека, на каждом из этапов эволюции ставят перед организмом все новые и новые проблемы, стимулирующие каждый раз напряженность функционирования определенных адаптивных реакций и систем. Современные популяции людей уже нельзя рассматривать как консервативно устойчивые группы, постоянно изолированные на протяжении поколений в освоенном ими пространстве. Скорее всего, это непрерывные потоки людей, мигрирующих через географическое пространство в сложном переплетении социальных, производственных и природных условий. Если на заре цивилизации человек, борясь за свое выживание, сталкивался в первую очередь с природными катаклизмами, температурными перепадами, интенсивной физической нагрузкой, хищниками, врагами себе подобными, с аритмией питания и его неадекватностью, то последующие тысячелетия и особенно десятилетия, характер внешних, средовых факторов кардинально изменился. На арену жизни выходят принципиально новые воздействия, с которыми человечество в процессе своей предшествующей жизни ещё не сталкивалось, воздействия, которые, угрожая сохранению постоянства внутренней среды организма, вызывают напряжение как наиболее универсальных, так и достаточно специфических регуляторных и гомеостатических систем. Увеличивается количество действующих факторов, причем факторов самой различной природы, начиная от природных, космических, физических и социальных, а в последние годы и ксенобиотиков (включая лекарственные препараты). Это увеличение переводит проблему адаптации в новое русло, определяемое тем, что конечный биотропный эффект, т.е. сохранение постоянства внутренней среды, достигается громадным напряжением большого количества сопряженных между собой реакций и систем. Эти системы в ряде случаев, уже не способны выполнить свои эволюционно закрепленные функции, что чревато наступлением болезней адаптации, являющихся по существу базисом для болезней цивилизации. В этом случае, по-видимому, возможно уже говорить о патологии самих систем, участвующих в процессах адаптации.
Стратегия выживания биосистемы в экстремальных условиях определяется в первую очередь направленностью, характером и глубиной отклонения показателей гомеостаза от контрольных величин, которые характерны для индивида или вида в целом вне действия экстремальных факторов, т.е. в условиях относительной нормы.
Постоянство внутренней среды организма, которое обеспечивает и целостность клеток, и возможность выполнения ими своих функций, следовательно, и функционирование организма, является необходимым условием существования организма в постоянно меняющихся условиях внешней, окружающей нас, среды. Естественно, что в процессе эволюции все организмы приобрели способность к адаптации приспособлению к конкретным условиям обитания, проявляющейся в устойчивость к действию определенных факторов окружающей среды. Эта устойчивость к одним факторам или комплексу факторов сопровождается снижением устойчивости в действия ряда других воздействий. Это состояние носит название кросс-адаптации (перекрестной адаптации). Феномен чрезвычайно распространенный и важный как для понимания патогенеза экологически обусловленных заболеваний, так и для обоснования региональных и этнических основ фармакокинетики лекарственных препаратов и ксенобиотиков в целом.
Для человека проблема адаптации приобретает особое значение, во-первых, потому, что смена условий жизни, как правило, включает не только изменение основных параметров окружающей среды, но и социальные изменения, во-вторых, человек должен не просто выжить при перемене условий, но и активно работать.
Таким образом, для будущего врача изучение механизмов адаптации и стресса важно по следующим причинам:
Все мы жители региона, климат которого трудно назвать комфортным. Наша жизнь, трудовая и учебная деятельность и болезни протекают на фоне и уже имеющейся адаптации, и постоянно протекающей адаптации к резким сезонным сменам температуры, освещенности, влажности, более или менее холодным зимам и т.д.
Трудовая деятельность в настоящее время такова, что требует переездов в другие климатические зоны и часовые пояса.
В настоящее время человек широко контактирует с результатами собственной деятельности: техногенными факторами окружающей среды такими как разнообразные выбросы токсических отходов производства, повышенный радиационный фон, загрязнение продуктов питания и питьевой воды.
Часть широко распространенных неинфекционных заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, аллергозы в определенной мере может рассматриваться как результат несостоятельной адаптации.
Любое заболевание, с которым Вам придется встретиться, тоже является стрессирующим фактором. Поэтом неспецифические реакции организма, свойственные процессу адаптации, вплетаются в специфическое течение болезни, иногда облегчая, а иногда осложняя ее течение. Следовательно, эти механизмы должны быть учтены в тактике лечения.
И последнее, специфика обучения в институте, по сравнению со школьным, предъявляет повышенные требования к студенту. Изменение социального статуса, высокие учебные нагрузки на фоне относительной свободы, новый коллектив, у многих переезд в иную климатическую зону требуют адаптации организма. Кроме того, после окончания обучения Вам предстоит еще один этап адаптации начало трудовой деятельности в незнакомом коллективе, на новом месте и с другими требованиями.
Обратим внимание на то, что если основной целью организма при изменении условий внешней или внутренней среды является достижение стабильного состояния адаптации (состояние адаптированности) то достижение этого состояния реализуется в результате процесса адаптации. Адаптация включает в себя два параллельно протекающих процесса специфические изменения в системе органов, на которую ложится основная нагрузка в адаптации к конкретному повреждающему фактору и неспецифическая реакция всего организма, которая создает необходимые для специфической адаптации условия.
Эту реакцию называют общим адаптационным синдромом, или стрессом. Именно этой реакции организма мы отводим основное место в этом пособии, и делаем это по двум причинам: 1) эта реакция сопровождает любое напряжение организма, 2) эта реакция в том случае, если она слишком выражена, или протекает долго способна из средства адаптации перейти в основу патогенеза большого класса заболеваний. Все это делает необходимым для будущего врача углубленное изучение механизмов адаптации человека. Нарушение процессов адаптации, или дизадаптация, зачастую, по данным И.В. Давыдовского трансформируется в организованную патологию, т.е. патологию, которую при действии угрожающих жизни факторов организм сам организует, «выбирая» из двух зол наименьшее. Лучше жить с определенным дефектом, сопровождающимся снижением качества жизни и её продолжительностью и. т.д., чем не жить вовсе.
Значение этой проблемы для практической медицины особо значимо в связи с тем, что адаптация является переходным процессом между здоровьем и болезнью и поэтому недостаточность адаптивных резервов является основой снижения надежности организма, приводящей к развитию патологических процессов.
Именно поэтому разработка критериев состояния адаптивных реакций организма человека приобретает все большее практическое значение, с одной стороны для оценки состояния здоровья и его резервов, с другой для ранней диагностики предболезненных (преморбидных) состояний, что важно при разработке научно обоснованных принципов первичной профилактики заболеваний.
Источник
Стресс и общий адаптационный синдром
Одним из достижений современной медицины является раскрытие важной роли эндокринных желез, в частности системы гипофиз — корковое вещество надпочечных желез, в адаптации организма к действию патогенных факторов. Широкую известность приобрела теория канадского ученого Ганса Селье о стрессе.
Термином «стресс» (от англ. stress — напряжение) обозначают неспецифическую реакцию организма, возникающую под влиянием любых сильных воздействий (стрессоров) и сопровождающуюся перестройкой защитных систем организма. Селье обратил внимание на то, что, несмотря на разнообразие стрессоров (травма, инфекция, переохлаждение, интоксикация, наркоз, мышечная нагрузка, сильные эмоции и т. д.), все они приводят к однотипным изменениям в вилочковой, надпочечных железах, в лимфатических узлах, составе крови и обмене веществ. В опытах на крысах он наблюдал типичную триаду, которая включает гипертрофию коркового вещества надпочечных желез, инволюцию вилочково-лимфатического аппарата и геморрагические язвы на слизистой оболочке желудка и двенадцатиперстной кишки.
Стресс проявляется в виде общего адаптационного синдрома, который состоит из трех последовательных стадий: реакции тревоги, стадии резистентности и стадии истощения. Реакция тревоги означает немедленную мобилизацию защитных сил организма. Она состоит из фазы шока и противошока. В фазе шока наблюдаются гипотония мышц и артериальная гипотензия, гипотермия, гипогликемия, сгущение крови, эозинопения, повышение проницаемости капиллярных сосудов. Инволюция лимфоидной ткани, отрицательный азотистый баланс, язвенные поражения желудка свидетельствуют о преобладании процессов катаболизма. Фаза противошока характеризуется изменениями в обратном направлении (повышение артериального давления, мышечного тонуса, содержания глюкозы в крови), ведущими к развитию следующей стадии — стадии резистентности. Основное патогенетическое звено фазы противошока — это стойкое усиление секреции кортикотропина и кортикостероидов. В стадии резистентности гипертрофируется корковое вещество надпочечных желез и секретируется большое количество гормонов, активизируются анаболические процессы, усиливается гликонеогенез.
Защитные реакции организма, обусловливающие возможность жизни при стрессе, Селье назвал синтоксическими. При длительном действии повреждающего агента адаптация нарушается. Истощение функциональных резервов и атрофия коркового вещества надпочечных желез, снижение артериального давления, распад белковых веществ характеризуют переход стадии резистентности в стадию истощения (дистресс). Исход стресса зависит от соотношения силы и длительности действия стрессора и потенциальных возможностей защитных сил организма.
Биологическое значение адаптационного синдрома заключается не только в том, что во второй, наиболее длительной его стадии повышается резистентность организма по отношению к фактору, вызвавшему состояние стресса, но и в том, что при не очень сильном и длительном стрессе может создаваться или повышаться неспецифическая резистентность» организма к различным другим факторам. Она проявляется в повышенной выживаемости после воздействия летальных агентов или же в уменьшении воспаления, предупреждении гиперэргических реакций, поражении сердца, почек и других органов, возникающих под влиянием патогенных факторов. Например, кровопусканием (стрессор) можно ослабить воспаление, вызванное внутрикожным введением формалина. Мышечное напряжение или травма защищает животное от некроза в миокарде, вызываемого внутривенной инъекцией протеолитических ферментов. Кортикотропин и кортикостероиды играют в формировании неспецифической резистентности ведущую роль, поэтому их называют адаптивными гормонами (рис. 24.8). Систематическое воздействие на организм слабых и умеренных раздражителей (например, холодный душ, физические упражнения) поддерживает готовность эндокринной системы к адаптивным реакциям.
Недостаточность адаптации или ее отклонения в противоположную сторону являются, по Селье, причиной развития болезней адаптации. Экспериментальное подтверждение этого положения состоит в возникновении гипертензии, нефросклероза, гиалиноза органов, усилении воспалительных реакций после введения больших доз дезоксикортикостерона, который обладает провоспалительными свойствами. Введение животным гликокортикоидов (противовоспалительные гормоны) тормозит воспаление, но в то же время подавляет иммунные реакции, вызывает язвенное поражение желудка и двенадцатиперстной кишки, создает условия для возникновения некроза миокарда. Недостаточность секреции гликокортикоидов способствует гиперэргическому течению иммунных процессов, снижает устойчивость к болезнетворным воздействиям. К болезням адаптации Селье относит ревматизм, бронхиальную астму, некоторые болезни почек, сердца и сосудов, ряд кожных и других заболеваний. В их возникновении большое значение придается кондициональным (обусловливающим) факторам. Этими факторами могут быть переохлаждение, перегревание, физическое переутомление, отягощенная наследственность, избыточное потребление поваренной соли. Совместное введение кортикостероидов и натрия хлорида создает фон, на котором различные раздражители вызывают некротические изменения в сердечной мышце.
Теория Г. Селье возникла на основе изучения эндокринных механизмов приспособительных реакций организма. Между тем еще раньше трудами У. Кеннона, Л. А. Орбели и их учеников было создано учение об адаптационно-трофической роли симпатической части вегетативной нервной системы в защитно-компенсаторных реакциях. Некоторые проявления стресса (появление язв) наблюдаются у гипофизэктомированных животных. Следовательно, невозможно сводить все разнообразие этих проявлений к одной только гормональной перестройке. Стресс является сложной нервно-гуморальной реакцией, в развитии которой принимают участие нервная система и эндокринные железы. Вместе с тем следует подчеркнуть, что теория Г. Селье оказала и продолжает оказывать большое влияние на развитие медицины. Она дала теоретическое обоснование кортикостероидной терапии. На основе этой теории разработан новый подход к проблеме старения, получила объяснение неспецифическая терапия (кровопускание, аутогемотерапия, иглоукалывание). Основные положения этой теории успешно разрабатываются и в настоящее время.
Источник