Теперь мы уже знаем достаточно о нормальной физиологии человеческого организма для того, чтобы перейти к обсуждению причин нарушения нормального хода обменных процессов в нем. С позиций новейшей физиологии, представителями которой мы, прежде всего, считаем Г.Селье и В.М.Дильмана, общая причина возникновения всех без исключения болезней (кроме "острозаразных", вопрос о которых мы рассмотрим отдельно) является нарушение в организме взаимной регулировки комплекса обратных связей (ОС). Разрегулировка может быть частичной или общей. В зависимости от степени этой разрегулировки и цепей регулирования, ею затронутых, возникают различные ее проявления ("симптомы"), классифицируемые медицинской наукой как различные болезни.
Оговоримся сразу -
Однако, к делу. В чем причина общей патологии организма, причина его заболевания? Ведь автоматически действующие комплексы обратных связей должны всегда восстанавливать нормальную работу системы в целом, компенсируя влияние внешних и, тем более, внутренних воздействий, сохраняя таким образом здоровое состояние организма? Почему же возникает разрегулирование системы и в чем оно заключается?
На этот вопрос представители различных школ и направлений современной медицины дают различные, иногда прямо противоположные ответы. Одно их перечисление заняло бы не один абзац. Общим же для всех них является то, что они называют самые различные причины, которые в действительности могут иметь место, но при этом не объясняют ПОЧЕМУ столь зарегулированный внутренний комплекс обратных связей (ОС) не в состоянии самостоятельно справиться с этими внешними или внутренними причинами.
Единственной гипотезой, объясняющей это, является гипотеза Селье-Дильмана. Суть ее состоит в следующем. *
Рассмотрим снова систему "гипоталамус - поджелудочная железа" (ГТ-ПЖ) с блоками МТ (мышечная ткань) и ПЖ (жировая ткань). Эта система изображена на рис.10 (рис.9 здесь повторен для удобства читателя).
По мере усвоения глюкозы тканями ее концентрация снижается, снижается также и концентрация инсулина, и через 5-6 часов после введения глюкозы концентрация СТГ возрастает до исходного уровня, как это показано на рис.11.
Центр аппетита, находящийся в системе ГТ-ГФ, растормаживается, выдает в нервную систему сигналы, возникают небольшие спазмы мышц желудка, человек ощущает потребность в новом приеме пищи. После приема пищи процесс повторяется. Этот режим работы Дильман называет нормальным ритмическим режимом энергетического гомеостата (хотя ритмичность его работы определяется только ритмичностью приема пищи).
Согласно гипотезе В.М.Дильмана (а эта гипотеза охватывает весь комплекс эндокринных систем организма, а не только систему энергетического гомеостата) в
Такие системы на языке теории автоматического регулирования называются астатическими. Повышение управляющего воздействия от гипоталамуса на некоторую величину “А” (СТГ) приводит в конце концов к тормозящему воздействию на ГТ со стороны остальных клеток организма, так что величина “А” падает снова ПОЧТИ до нуля. Однако очень небольшой прирост величины “А” (СТГ) остается, и именно он вызывает некоторое увеличение размеров организма.
Для того, чтобы происходил дальнейший рост организма, очевидно необходимо, чтобы ГТ еще больше увеличил свою активность. Дильман считает, что увеличение активности гипоталамуса, возможно, запрограммировано генетически, и по этой причине вначале осуществляется рост организма, но затем та же самая программа приводит организм к гибели. (Дильман. Почему наступает смерть? [9])
Физиологически же, по Дильману, непрерывное повышение активности гипоталамуса происходит КОНКРЕТНО из-за
В возрасте 20 - 25 лет рост организма человека практически заканчивается. По-видимому (если придерживаться гипотезы Дильмана), торможение со стороны эстрогенов становится столь эффективным, что уровень СТГ временно стабилизируется. Однако Дильман
Вернемся к схеме, изображенной на рис.10, и к характеристикам работы ПЖ, изображенным на рис.9. На рисунке изображены кривые производства инсулина поджелудочной железой при различных концентрациях гормона СТГ, поступающего от гипоталамуса. При «растормаживании» ГТ он начинает производить больше гормона СТГ.
Предположим, что порог торможения ГТ несколько увеличился (уменьшилась чувствительность к глюкозе), ГТ несколько растормозился и возрос уровень СТГ. Режим работы поджелудочной железы изменяется, поскольку он зависит от уровня СТГ. Теперь ПЖ вместо нормальной характреистики “1” будет иметь характеристику “3” или даже “4” (рис.9). Это означает, что стандартная доза глюкозы, ранее (по характеристике 1) повышавшая выход инсулина до величины ИН1, теперь сможет повысить его выход только до уровня ИНЗ или даже ИН4. Если принять, что ГТ тормозится не самой глюкозой, а инсулином (у Дильмана в разных книгах считается по-разному), то столь невысокий прирост инсулина не сможет существенно затормозить ГТ-ГФ-систему, и уровень СТГ почти не изменится.
В результате этого
Во-первых, теперь уже нехватает инсулина для эффективного поглощения глюкозы в мышцах. Внешний результат - повышенная усталость и утомляемость; внутренний результат - уменьшение темпа использования глюкозы из плазмы крови,
Таким образом,
Как уже было сказано, жировая ткань не является лишь местом хранения запасов жира, "жировым депо", как ее иногда называют. Она выполняет в основном другую функцию - производит жирные кислоты из глюкозы - процесс абсолютно необходимый для синтеза холестерина в печени, а холестерин необходим всем клеткам организма для их деления и роста. В конвейере производства жирных кислот из глюкозы жир является промежуточным продуктом, производимым на одном из участков этого конвейера, скорость движения которого зависит от внешнего по отношению к жировой клетке регулятора - от уровня СТГ. Чем выше этот уровень, тем быстрее движется конвейер, тем больше вырабатывается из глюкозы жирных кислот, тем больше их поступает в кровь, если, конечно, количества глюкозы, поступающего извне с пищей, достаточно для обеспечения потребности в ней конвейера "глюкоза - жирные кислоты" (для удобства ниже повторен рис.5).
Чем больше ЖК поступит в кровь, тем больше произведет печень холестерина и вторичной глюкозы. Последнее обстоятельство способствует поддержанию в крови повышенного уровня глюкозы по принципу положительной обратной связи. Коэффициент обратной связи все-таки остается меньше единицы, поэтому процесс поддержания концентрации глюкозы в крови остается апериодическим, затухающим, концентрация глюкозы через некоторое время после приема пищи все-таки начинает снижаться, а не нарастает непрерывно (как это бывает в случаях диабета).
Во взрослом состоянии организма повышенное производство жирных кислот приводит к повышению производства печенью холестерина в количествах, превышающих потребности в нем уже не растущего организма. Этот невостребованный холестерин продолжает циркулировать в крови. По причине своего белкового состава он не может выводиться с мочой, и, в конце концов, откладывается на стенках кровеносных сосудов в виде "холестериновых бляшек", сужая просвет сосудов и
В результате этого и дальнейшего развития событий в этом направлении по мере непрерывного повышения концентрации СТГ создаются предпосылки для возникновения сахарного диабета и атеросклероза с возрастающей гипертонией.
Повышение гипоталамической активности, приводящее к увеличению в крови концентрации гормона роста СТГ, приводит к тому, что системы, чувствительные к СТГ (а это большая часть всех клеток организма) начинают работать в условиях, отличных от нормальных. По-видимому, концентрация выше определенной величины любого, даже самого нужного клетке или железе вещества, ингибирует, подавляет ее деятельность, или изменяет ее настолько, что вещества, производимые ею (и потребляемые другими клетками организма), могут изменить свою химическую структуру, и стать для потребителей этих веществ бесполезными или даже вредными. Эта точка зрения обоснована Дильманом, называющим такое состояние железы "перевозбужденным". Из этого Дильман делает заключение, что такая болезнь как рак, является результатом описанной разрегулировки автоматических систем управления организма, и все виды рака имеют одну и ту же функциональную природу или причину. Вопрос лишь в том, какой именно орган в данном конкретном случае пострадает от разрегулировки в первую очередь - будет ли это рак желудка, печени или горла. Эта же точка зрения объясняет упоминаемые Армстронгом типовые случаи, когда оперированный с максимальной чистотой рак одного органа превращался затем в рак другого органа.
Следует отметить, что подобные случаи представители других направлений в онкологии "объясняют" вирусной природой рака или выносом в кровь при операциях "раковых" клеток с их последующим внедрением в другие органы. И эти объяснения считаются правдоподобными, несмотря на то, что уже давно установлено, что в организме любого человека во всякое время имеются "неправильные", раковые клетки, с которыми иммунная система организма успешно борется, не давая им размножаться и образовывать скопления, опухоли.
Особенностью злокачественной опухоли является переход составляющих ее клеток на режим работы с аутогенными гормонами, то есть с гормонами, обычно поступающими извне и являющимися внешними регуляторами, но в случае злокачественной опухоли продуцируемыми в самой раковой клетке. Для роста клетки в этом случае не требуются внешние ростовые факторы и внешнее управление - все необходимое для своей работы и размножения клетка производит сама. В этом смысле обычно и говорят о том, что раковые клетки работают как бы по самому «древнейшему» циклу, характерному для одноклеточных организмов, как будто они принадлежат самим себе, а не находятся в составе многоклеточного организма и не подчиняются «законам общежития» со всеми необходимыми регулировками "сверху".
Если бы удалось быстро уничтожать "неправильные" гормоны и одновременно существенно ограничить приток питательных веществ, раковые клетки через некоторое время должны были бы погибнуть, не дав потоства, не поделившись. Наличия одного из этих условий недостаточно, так как даже при ограничении внешнего питания раковые клетки могут (и будут) "перехватывать" его у нормальных. Поэтому метод лечебного голодания сам по себе часто не дает результата при лечении рака, требуется его комбинация с другими методами, в частности с методами уринотерапии.
В настоящем параграфе сделана попытка объяснить поведение петли регулирования "гипоталамус - поджелудочная железа" (ГТ-ПЖ) во времени, то есть понять причину повышения порога гипоталамуса к торможению, и объяснить, почему в предраковых состояниях, в сильно разрегулированной системе имеет место “инверсная" (обратная) реакция уровня СТГ на введение глюкозы ("растормаживание гипоталамуса”). На этот вопрос нет ответа в трудах Дильмана, поэтому автор взял на себя риск развития его гипотезы в данном направлении.
Пусть имеется какой-то регулятор, тормозящий гипоталамус при воздействии на организм глюкозы, работающий так, как это было описано выше вслед за Дильманом. Тогда характеристика этого регулятора должна иметь вид, изображенный на рис. 12.
Но ведь именно так и ведет себя ПЖ при производстве инсулина в зависимости от уровня СТГ. Согласно развитым выше представлениям о внутриклеточных конвейерах точно так же должна вести себя и любая другая железа или клетка при повышении концентрации СТГ - гормона, воздействующего на скорость работы клеточного конвейера. Поэтому, вообще говоря, сейчас для нас не так уж и важно, тормозится ли ГТ глюкозой, инсулином или еще чем-либо. Важно пока, что эти тормозные характеристики зависят от параметра, который изменяется в каких-то пределах.
Отсюда уже можно перейти к структурной схеме торможения гипоталамуса, приведенной на рис. 13.
Тормозящим агентом может быть какое угодно вещество, в том числе и любой даже не открытый еще медиатор. Но по так называемому принципу "бритвы Оккама" незачем привлекать дополнительные предположения, если на роль тормозящего агента вполне годится инсулин, а на роль узла торможения - сама поджелудочная железа (см. рис.14).
Предположение о роли инсулина как тормозящего агента может быть подтверждено, если будет показано, что проинсулин и, тем более, препроинсулин не являются для гипоталамуса тормозными факторами.
Если все это верно, то логичным является предположение о снижении чувствительности гипоталамуса к торможению, если возрастает уровень СТГ и, более того, становится понятным, почему СТГ может даже возрастать (график 3) при попытках тормозить гипоталамус введением в кровь глюкозы. Графики и таблицы Дильмана свидетельствуют о наличии этого эффекта, но в тексте книги Дильмана этот эффект не объясняется, а лишь констатируется.
Далее, в определенных случаях возможны, вероятно,
Предположение о такой функциональной схеме и зависимости не требует предположения о снижении чувствительности гипоталамуса к торможению из-за изменения числа рецепторов к инсулину в гипоталамусе. Оно базируется на
Остается ответить на вопрос: почему же после 25-30 лет организм начинает уходить с кривой 1 на кривую 2 (рис.9)? Почему возрастает средний уровень СТГ?
Неправильное или повышенное потребление крахмалов, периодически "загоняя" систему авторегулирования в рабочую точку РТ2 (рис.4а), приводит к первоначальному избыточному накоплению жира в жировой ткани. При малоподвижном образе жизни высокий уровень глюкозы, инсулина и низкий уровень СТГ (гипоталамус пока еще эффективно тормозится) ведут к дальнейшему накоплению жира. Эти три фактора одновременно действуют в одну сторону. Если организм достаточно часто переходит в область насыщения на рис.4а, то ПЖ выделяет в среднем большое количество проинсулина, еще более усиливающего накопление жира, так как при этом гипоталамус растормаживается и, поэтому, еще более увеличивает выход проинсулина из ПЖ, уменьшает выход инсулина и способствует эффективной деятельности жировой ткани. Налицо - положительная обратная связь.
Если мы переели сахаров и крахмала, то мы попадаем в область РТ-З (рис.4а). Выход инсулина из ПЖ будет меньше по сравнению с необходимым, уровень проинсулина из ПЖ будет также относительно большим, гипоталамус будет несколько расторможен, уровень СТГ - увеличен, и все это вместе взятое будет способствовать преимущественному накоплению жира в жировой ткани.
Таким образом, СТГ вместо того, чтобы идти по графику "а" (рис.15), идет по графику "б". Ясно, что СРЕДНЯЯ величина СТГ во втором случае будет выше.
Не исключено, что в крайних случаях, когда уровень СТГ очень высок, скорость уменьшения запасов жира в ЖТ может превышать скорость их накопления, человек худеет, а после приема пищи кривая зависимости концентрации глюкозы в крови может выглядеть как показано на рис. 15в пунктиром. Это – явная патология.
Несмотря на все это, исчерпывающего ответа на вопрос, почему со временем гипоталамус повышает свой порог торможения, до сих пор не получено. Пока мы имеем только объяснение "инверсной реакции" СТГ на введение глюкозы.
Каким-то ответом на этот вопрос может быть уже упоминавшаяся положительная обратная связь через жирные кислоты и неогликогенез печени (производство печенью глюкозы из жирных кислот). При достаточно большом ожирении может возникнуть положение, при котором импульс внешней глюкозы загоняет систему в рабочую точку РТ-З. При высоком уровне СТГ из жировой ткани извлекаются жирные кислоты и превращаются в печени в глюкозу, что поддерживает почти постоянный уровень глюкозы в крови и этот уровень достаточно высок. При этом одновременно должен наблюдаться хороший аппетит, так как гипоталамус расторможен.
Вполне возможно, что когда говорят о возрастном повышении СТГ, имеют в виду его среднее значение, выраженное при ожирении достаточно заметно, хотя, как считает Дильман, некоторая "ритмичность", то есть колебания СТГ от еды до еды, все же остается.
Неправильная работа энергетического гомеостата (контура регулирования) может быть хорошо проиллюстрирована на примере САХАРНОГО диабета.
В тех случаях, когда при получении организмом глюкозы поджелудочная железа не выделяет достаточного количества инсулина вследствие недостатков в работе клеток самой поджелудочной железы (при невысоком уровне СТГ) может возникнуть сахарный диабет. Если пища (а стало быть, и глюкоза) поступают в организм регулярно, то в промежутках между приемами пищи глюкоза не успевает использоваться, усвоиться клетками мышечной и жировой тканей, из-за невысокой концентрации инсулина. Концентрация глюкозы в крови повышается, и часть ее начинает выводиться из организма с мочой, что и позволяет диагностировать заболевание
Такую форму диабета обычно называют "диабетом молодых" (хотя это может наблюдаться в любом возрасте и название, как часто бывает в медицине, не сообтвествует сути явления). Его причина в недостаточной производительности клеток поджелудочной железы. Эту форму диабета также называют
Существует и другая форма сахарного диабета, называемая
Работа поджелудочной железы происходит в этом случае
Поджелудочная железа в этом случае работает с максимальной скоростью из-за высокого уровня СТГ, но производит настоящего инсулина меньше, чем в норме. Поэтому центр аппетита испытывает меньшее подавляющее действие со стороны инсулина, и аппетит попрежнему сохраняется, заставляя человека вводить в организм еще большее количество питания, а, следовательно, и глюкозы. Поскольку проинсулин не заменяет инсулин в мышечной ткани, средний темп усвоения глюкозы снижается, уровень ее в крови повышается, что и приводит в определенный момент к появлению глюкозы в моче, и дает основание классифицировать эту болезнь как «сахарный диабет».
Так как уровень СТГ высок, то скорость конвейера "глюкоза - жирные кислоты" в жировой ткани повышается. А так как усвоение глюкозы на входе этого конвейера продолжает оставаться высоким из-за действия проинсулина, то и уровень подукции жирных кислот также возрастает. Содержание ЖК в крови увеличивается, печень вырабатывает больше холестерина, чем это необходимо, он откладывается на стенках кровеносных сосудов, приводя к повышению артериального давления, которое обычно регистрируется у больных диабетом. Как следствие, очень часто случаются инфаркты и инсульты, связанные с закупоркой важнейших сосудов внезапно оторвавшимися "холестериновыми" комками.
Недостаток инсулина в ответ на введение глюкозы вызывает целую цепь последствий, приводящих к так называемому кетоацидозу, и, как следствие, во многих случаях к кетоацидотической коме - явлению потери сознания с возможной гибелью организма.
Кетоацидоз получил свое название потому, что при этом наблюдаются одновременно два явления - резкое увеличение в крови кетонов (продуктов деятельности печени) и сдвиг реакции крови в кислую сторону.
"Предположение о токсическом влиянии на мозг кетоновых тел не подтвердилось специальными исследованиями, поскольку не обнаружено связи между глубиной расстройства сознания и концентрацией кетоновых тел в крови. Точно так же не существует прямой зависимости психоневрологических нарушений от выраженности метаболического ацидоза. Принято считать (!), что решающее значение в патогенезе комы имеет дегидратация и гиперосмолярность нейронов головного мозга " [Ю.Николаев].
Как видим, название явления не имеет ничего общего с существом дела. Правильнее было бы называть его "дегидратационной комой". Поэтому мы не будем здесь рассматривать причин и механизмов повышения содержания в крови и моче кетоновых тел, хотя следует знать, что сильный запах ацетона изо рта больного свидетельствует о кетоацидозе, и предупреждает о возможности развития коматозного состояния. Укажем лишь причину дегидратации.
Во-первых, повышение содержания сахара в крови (гипергликемия) значительно повышает осмолярность плазмы крови. В силу этого внутриклеточная жидкость начинает перемещаться в сосудистое русло, что приводит в итоге к тяжелой клеточной дегидратации и уменьшению внутриклеточного содержания электролитов, прежде всего ионов калия.
Во-вторых, гипергликемия, как только превышается почечный порог проницаемости для глюкозы, обусловливает глюкозурию (выход глюкозы с мочой), а последняя, в свою очередь, так называемый осмотический диурез, когда из-за высокой осмолярности первичной мочи (мочи, прошедшей клубочки-фильтры и попадающей затем в почечные канальцы, всасывающие обратно глюкозу и электролиты) почечные канальцы перестают повторно всасывать воду и выделяющиеся с нею электролиты.
“Эти нарушения, продолжающиеся часами и сутками, в конце концов вызывают тяжелую общую дегидратацию со значительным сгущением крови, увеличением ее вязкости и нарушение микроциркуляции с развитием тяжелой тканевой гипоксии (кислородное голодание)." [Там же].
Гипоксия как раз и есть последнее звено в цепи явлений, приводящих к ацидотической коме.
Вышеизложенное имеет для нас значение потому, что в условиях лечебного голодания также наблюдается сдвиг реакции крови в кислую сторону с легкими признаками кетоацидоза. Однако в условиях лечебного голодания даже при не вполне нормальной работе поджелудочной железы организм не доходит до ацидотической комы, а имеет место лишь ацидотический криз, сопровождающийся недомоганием, слабостью или головокружением. У Ю.С. Николаева говорится лишь, что "у человека ацидоз всегда носит компенсированный характер". Существо же дела состоит в том, что при лечебном голодании глюкоза извне не поступает, а синтезируется в печени из приходящих к ней жирных кислот (аланин, глицин, серин, глицерин и пр.) - происходит так называемый процесс неогликогенеза. Этот процесс находится под контролем гипоталамуса. Но даже при недостаточной работе поджелудочной железы количества вырабатываемого ею инсулина обычно хватает для того, чтобы
В конце своей книги [10] Дильман рассматривает возможности снижения уровня гормона роста путем химиотерапии, называя целый ряд препаратов, действующих на активность гипоталамуса. Здесь нужно отметить, что при всей правдоподобности гипотезы Дильмана, он сам все же предлагает прежние традиционные методы ортодоксальной медицины - раз растет активность гипоталамуса, значит нужно ею затормозить. Но ведь он сам исходит из того, что дело не в самой активности гипоталамуса, а в том, что эта активность
