ГЛАВА 3.
АДАПТАЦИЯ К СТРЕССОРНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЕЕ ЗАЩИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Изложенное в предыдущих разделах монографии свидетельствует, что стресс-реакция играет роль необходимого звена в формировании системного структурного «следа» при адаптации к физическим нагрузкам, гипоксии, холоду и другим факторам окружающей среды, а затем, по мере развития устойчивой адаптации, становится излишней и угасает. Это позволяет подчеркнуть, что стресс-реакция сложилась в процессе эволюции как необходимое неспецифическое звено более сложного целостного механизма адаптации. Однако этим значение стресс-реакции в жизни организма не ограничивается. В реальной действительности существуют так называемые безвыходные, или тупиковые, ситуации, когда требования окружающей среды не могут быть удовлетворены с помощью специфических поведенческих или иных реакций: формирование адекватной среде функциональной системы и системного структурного «следа» оказывается невозможным и адаптация не осуществляется.

Обстоятельства, возникающие при действии необычайно сильного и неотвратимого повреждающего фактора — непосильной нагрузки, холода, голода, боли (от которых нельзя уйти), оценивают как ситуации «непреодолимой трудности», или «вынужденного терпения». При действии стереотипов условных раздражителей; которые выступают как сигналы приближения повреждающих факторов, а также при длительном сохранении разрыва между сильной потребностью и отсутствием информации о том, можно ли ее удовлетворить, эти условия оцениваются как явления «западни», «тревоги» и т. д. Во всех ситуациях такого рода отсутствие возможности реализовать адаптацию приводит к тому, что нарушения гомеостаза, составляющие стимул стресса, сохраняются долго. Длительным оказывается возбуждение адренергической и гипофизарно-адреналовой систем, составляющее содержание стресс-реакции.

В результате необычно длительного и интенсивного действия высоких концентраций катехоламинов и других стрессорных гормональных изменений могут возникать самые различные повреждения, составляющие область так называемых стрессорных заболеваний, занимающую одно из основных мест в современной медицине. В настоящее время доказана роль стресса как главного или вспомогательного этиологического фактора язвенных поражений слизистой желудка, гипертонической болезни, атеросклероза, нарушений функции и структуры ранее здорового и еще в большей мере больного сердца, иммунодефицитных состояний и даже злокачественных опухолей. Это означает, что при определенных условиях стресс-реакция из общего звена адаптации организма к различным факторам окружающей среды превращается

74

в общее звено патогенеза заболеваний, ограничивающих срок человеческой жизни.

Данное положение о роли стресса в патологии нередко заслоняет от внимания исследователей его основную, эволюционно детерминированную роль как звена адаптации и мешает сосредоточить внимание на важнейшем обстоятельстве, которое состоит в том, что большинство людей и животных, поставленных в так называемые безвыходные ситуации, не погибают, а приобретают ту или иную степень резистентности к ним.

Следовательно, организм должен обладать механизмами, обеспечивающими адаптацию к стрессорным ситуациям, которую можно обозначить как процесс, обеспечивающий сохранение жизни и активной деятельности организма, а также предупреждение заболеваний в опасных, потенциально повреждающих ситуациях, которые не могут быть преодолены путем простых реакций избегания, избавления или путем специфического приспособления к какому-либо физическому, химическому или биологическому фактору.

Внешне такая адаптация выражается двумя хорошо воспроизводимыми явлениями. Во-первых, трансформацией поведения, в результате которой специализированная работа людей или сложные поведенческие навыки животных становятся вполне возможными, несмотря на опасность и важные изменения окружающей среды, например на высоте, в космосе, в военной обстановке, при действии таких факторов, как боль, холод и т. д. Во-вторых, тем, что эмоционально-болевые стрессорные ситуации, которые ранее закономерно вызывали повреждения совершенно определенных систем и органов, после развития адаптации утрачивают способность их вызывать. В данной главе будет показано, что стандартные эмоционально-болевые или иммобилизационные стрессорные воздействия, которые у неадаптированных животных закономерно вызывают язвенные поражения слизистой желудка, повреждения миокарда и депрессию его сократительной функции, резкое снижение активности важного звена противоопухолевого иммунитета — нормальных киллеров и онкогенный эффект, утрачивают свои повреждающие свойства после адаптации, обусловленной сравнительно немногочисленными короткими, заведомо неповреждающими стрессорными воздействиями.

Поскольку успешная деятельность в экстремальных природных и социальных условиях, а также профилактика в этих ситуациях основных неинфекционных болезней, относятся к числу важных задач, выдвигаемых современным этапом цивилизации, то очевидно, что изучение адаптации к стрессорным ситуациям и управление этим процессом являются одной из главных целей современной физиологии и медицины.

Поэтому мы последовательно рассмотрим наиболее характерные черты повреждающей стрессорной ситуации и само явление адаптации к ней, оценим основные события, развивающиеся в организме при повторных стрессорных воздействиях и выделим

75

главные стресс-ламитирующие системы организма, которые в принципе могут играть роль в адаптации к стрессу. Далее кратко будет охарактеризован патогенез стрессорного повреждения и на этой основе показана роль стресс-лимитирующих систем в механизме адаптации и предупреждении стрессорных повреждений сердца, других внутренних органов, системы противоопухолевого иммунитета, т. е. в общем повышении резистентности здорового организма к стрессу.

Повреждающая стрессорная ситуация и адаптация к ней

Многообразные ситуации, вызывающие тяжелый и длительный стресс, чреватый повреждением внутренних органов, в конечном счете сводятся к конфликту между повелительной потребностью немедленного осуществления оборонительной, пищевой, половой реакций и непреодолимым запретом на них. В самой элементарной и обнаженной форме этот конфликт воспроизводят, подвергая животных болевому раздражению и одновременно лишая их возможности уйти от боли.

Этот конфликт является более сложным, когда человек подвергается воздействиям социальной среды, угрожающим его существованию или достоинству, а запрет на ответную реакцию наложен другими (тоже социально детерминированными) условиями, которые требуют выдержки во избежание еще большей опасности.

Выдержка, действительно, оказывается обеспеченной путем критического напряжения механизмов коркового торможения, но при этом заторможенным или видоизмененным оказывается лишь внешний поведенческий компонент реакции. Ее внутренний вегетативный компонент, т. е. стресс-реакция, мобилизация функций кровообращения, дыхания и т. д. сохраняется и даже может оказаться более интенсивной и длительной, чем при осуществлении самой поведенческой реакции. Эта ситуация, рассмотренная в трудах И. П. Павлова (1952), Г. Ф. Ланга (1948, 1950), П. К. Анохина (1948) и других исследователей, должна характеризоваться, в частности, тем, что усиленная стресс-реакция проявляется длительными и значительными повышениями концентрации катехоламинов и глюкокортикоидов в крови.

Не рассматривая здесь достаточно сложный вопрос, в какой мере воспроизводимы на животных стрессорные ситуации, вызывающие заболевания человека, следует, по-видимому, считать вполне оправданным реальное положение, которое сложилось в науке и состоит в том, что для приближенного моделирования таких ситуаций используется главным образом упомянутый основной конфликт между «потребностью» реализовать оборонительную реакцию и «запретом» на нее.

В ходе такого моделирования выяснилось, что степень стрессреакции и возникающих повреждений существенно возрастает, если на основной элементарный конфликт наслаиваются допол-

76

нительные воздействия, усиливающие активацию аппарата эмоций. Такими дополнительными воздействиями являются подача сигналов, заранее уведомляющих о неизбежном болевом ударе, нанесение ударов через случайные не слишком короткие промежутки времени, порождающее ожидание боли, сопряженное с тревогой и страхом. Аналогичное значение имеет введение, помимо основного конфликта, дополнительных: нанесение боли в ответ на выработанную пищевую реакцию или в ответ на реакцию, при помощи которой животному раньше удавалось уйти от опасности.

Для того чтобы оценить соотношение основного и дополнительных конфликтов в возбуждении стресс-реализующих систем и развитии стрессорного повреждения, целесообразно обратиться вначале к наиболее изученным повреждениям — стрессорным язвам желудка и затем к стрессорным повреждениям сердца и к другим стрессорным повреждениям.

Очевидная роль возбуждения адренергической регуляции в реализации самой стресс-реакции и в развитии стрессорных повреждений, в том числе язвенных поражений слизистой оболочки желудка, породила целый ряд исследований, в которых тяжесть стрессорного воздействия оценивали по расходу катехоламинов и степени язвенных поражений желудка.

W. Pare и A. Livingston (1970) показали, что если перед началом электроболевого воздействия имеется звуковое предуведомление, а также при сочетании болевого воздействия с пищевым условным раздражителем, снижение содержания катехоламинов в мозгу крыс и выраженность язвенных поражений слизистой у этих животных оказываются значительно большими, чем при изолированном электроболевом раздражении той же силы и длительности. Аналогичные данные были получены в исследованиях J. Weiss (1971).

Эти исследования говорят о том, что по меньшей мере два эмоциональных фактора — тревожное ожидание, вызванное предуведомлением о боли, и конфликт между безусловными рефлексами или между прежним опытом и реальностью — резко усиливают стресс-реакцию в создаваемых экспериментально безвыходных ситуациях и отягощают повреждающее действие стресса. Нетрудно заметить, что аналогичные факторы могут играть роль в сложных социальных коллизиях, вызывающих стресс-синдром и стрессорные заболевания у человека.

Таким образом, роль не простого физического воздействия, а именно эмоционального фактора совершенно определенно выявляется при стрессорном повреждении не только желудка, но и других органов. Так, в исследованиях D. Miller и S. Malov (1977) была дана количественная оценка стрессорного повреждения структур сердца. При этом стрессорная ситуация создавалась у крыс путем электроболевого раздражения лап через пол камеры. Повреждение миокарда выражалось в большем выходе ферментов из изолированного сердца подвергшихся стрессу животных, а также в увеличении включения в миокард пирофосфата, мечен-

77

ного технецием, который обычно используется для диагностики инфаркта миокарда.

При введении нембутала воздействие той же «дозой» электротока не вызывало никаких повреждений сердца. Таким образом, отнюдь не физическое действие тока, а боль и невозможность избавления от нее явились в данном случае фактором, вызвавшим повреждение сердца, которое было в прямом смысле стрессорным, оно не реализовалось в условиях, когда нембуталовый сон или наркоз блокировали стресс-реакцию.

Наши исследования на модели эмоционально-болевого стресса (ЭБС) по О. Desiderate и соавт. (1974) позволили подтвердить и развить эти данные о стрессорном повреждении сердца.

При воспроизведении данной стрессорной ситуации крыс-самцов, в течение суток не получавших пищи, помещали в специальную камеру, через пол которой подается ток 4 мА. Животные могли избежать действия болевого раздражителя только путем ухода на платформу, расположенную в центре камеры. В результате у них быстро вырабатывался условный рефлекс — животные постоянно находились на платформе. После этого через пол платформы начинают наносить короткие сильные удары тока (6 мА в течение 2 с). Это делалось через случайные промежутки времени в течение

6  ч. Главные черты этой модели ЭБС состоят в наличии конфликта между выработанным условным рефлексом избегания тока путем ухода на платформу и безусловным болевым раздражением на этой платформе, что сопровождается напряженным, связанным с чувством страха, ожиданием болевого воздействия, обусловленного тем, что удары по платформе наносились через случайные промежутки времени.

Прказано, что в динамике развития реакций адренергической и гипбфизарно-адреналовой системы на такой стресс обнаруживается три периода (Малышев В. В. и др., 1982 а]. В первый период — с момента начала эмоционально-болевого воздействия и на протяжении 36—39 ч после его окончания, в 3—4 раза повышается концентрация кортикостерона в плазме крови и органах, в 1,5—2 раза снижается в сердце и надпочечниках содержаниекатехоламинов, угнетается в этих органах синтез и нейрональный захват меченого норадреналина, развивается выраженная эозинопения. Во второй период — через 39—45 ч после окончания действия стрессорного фактора, в плазме крови, в органах резкоснижается концентрация кортикостерона и развивается эозинофилия. В третьем периоде — на протяжении последующих 6—

7  сут, показатели  функционального состояния адренергической к гипофизарно-адреналовой систем постепенно приближаются к исходным.  Под влиянием  этого эмоционально-болевого воздействия возникают постепенно прогрессирующие и продолжающиеся после завершения воздействия активация ПОЛ, снижение содержания гликогена в миокарде, разобщение  процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях, выделенных из сердечной мышцы. Наиболее глубокие   нарушения функции   митохондрий   сердца в виде снижения интенсивности дыхания и фосфорилирования развиваются к 45 ч после окончания стрессорного воздействия, т. е. совпадают   с   пиком  эозинофилии,   завершающим  эозинопению.

78

В итоге стресс приводит к формированию очаговых контрактур миофибрилл, которые могут постепенно переходить в очаги некробиоза. Одновременно при этом повышается способность миокарда поглощать ⁹⁹Тс-пирофосфат. Максимум этих изменений оказывается достигнутым через 39—45 ч после окончания эмоционально-болевого воздействия, т. е. по времени они также совпадают с пиком эозинофилии, завершающим эозинопению [Малышев В. В., Андреев В. М., 1980].

В целом исследования на этой модели эмоционально-болевого стресса позволили установить, что одна из общих закономерностей развития стрессорного повреждения состоит в том, что по мере продолжения стресс-реакции нарушения метаболизма, структуры и функции сердца и, по-видимому, других органов нарастают. К моменту завершения стресс-реакции, определяемому по снижению концентрации кортикостерона и пику эозинофилов, завершающему эозинопению, все эти изменения достигают максимума. В дальнейшем постепенно развиваются процессы восстановления.

В целом изложенное означает, что не просто болевое воздействие, а именно эмоциональные или эмоционально-болевые ситуации играют повреждающую роль.

Аналогичные данные были получены при сравнении влияния на сердце гравитационных нагрузок различной интенсивности, вызванных вращением в центрифуге, у людей, мини-свиней и крыс. М. Laughlin (1982), детально проанализировавший собственные эксперименты и данные литературы по этому вопросу, показал, что у людей, сознательно оценивавших ситуацию, связанную с испытанием в центрифуге, повышение концентрации катехоламинов в крови при этом воздействии отсутствовало или было незначительным. Соответственно при самом тщательном клиническом обследовании, а в некоторых случаях при патологоанатомическом исследовании после смерти, вызванной случайными причинами, повреждения сердечной мышцы отсутствовали. У животных вращение в центрифуге, напротив, оказалось сильнейшим стрессорным фактором — концентрация катехоламинов в крови повышалась в 50 раз, и соответственно наблюдались тяжелые повреждения сердца, выражавшиеся субэндокардиальными геморрагиями, контрактурами миофибрилл, переходившими в микронекрозы и т. д. Автор обоснованно приходит к выводу, что и в этом случае не физическое воздействие, а сопутствующая стрессорная ситуация оказалась фактором, вызвавшим повреждение сердца. Аналогичные данные имеются относительно онкогенного эффекта стресса.

В экспериментах L. Sklar и соавт. (1981) мышей линии DBA (2), которым была имплантирована сингенная мастоцитома Р815, парами помещали в специальные камеры, где они были подвергнуты болевому воздействию. Животные при этом находились в отдельных камерах и одно из них могло избавиться от боли путем простого перехода в соседнее помещение, а другое было лишено такой возможности. Однако камеры были соединены таким образом, что избавление от боли первого животного немедленно прекращало электроболевое воздействие на второе животное. Таким образом, доза электроболевого раздражения была строго одинаковой у обоих мышей, но одна из них активно избавлялась от боли, а другая подвергалась этому воздействию независимо от своего поведения. В результате онкогенный эффект стресса — ускорение роста имплантированной опухоли — осуществлялся только у тех животных, которые не могли избавиться от боли; у животных, самостоятельно избавлявшихся от боли, он полностью отсутствовал. Таким образом, этот остроумный эксперимент свидетельствует, что не сама боль,

79

а невозможность избавиться от нее, т. е. своеобразная безысходность, явилась в данном случае стрессорным онкогенным фактором.

Все эти факты говорят о том, что повреждающее действие стрессорной, т. е. эмоциогенной, ситуации не следует смешивать, как это нередко делают, с повреждающим действием конкретных физических факторов: электротока, холода, ускорения, механической травмы и т. д. Соответственно, изучая в дальнейшем адаптацию к стрессу, мы будем рассматривать именно адаптацию к эмоциогенно-болевым ситуациям, связанным с действием различных факторов, а не адаптацию к самим этим физическим факторам.

Адаптация к стрессорным ситуациям, протекающая в форме трансформации поведения, является предметом изложения в исторической, военной, авиационной, спортивной и другой литературе. Мы остановимся на другом аспекте проблемы адаптации к стрессорным ситуациям, а именно на фактах, свидетельствующих, что повторное воздействие стрессорных ситуаций может реально предупреждать их первоначальное повреждающее действие на организм.

В одной из первых работ такого рода [Zigmond M., Harvey J., 1970] было показано, что стрессорное воздействие в форме электроболевых ударов силой 10 мА в течение 30 мин приводит к снижению содержания катехоламинов в мозге, развитию стрессорных язв желудка и к гибели части животных. У группы животных, предварительно обработанных в течение 9 дней по 30 мин в день неповреждающим током 4,5 мА, т. е. адаптированных, снижение концентрации катехоламинов, развитие язв желудка и смертность под влиянием электроболевого воздействия током 10 мА не наблюдались — адаптация предотвратила гибель животных. Дальнейшие исследования показали, что этот защитный эффект адаптации постепенно уменьшаясь, сохранялся в течение длительного времени, а именно в течение 36 сут. В последующих исследованиях выяснилось, что повторение стрессорных ситуаций и адаптация к ним закономерно уменьшают саму стресс-реакцию, т. е. подъем в крови концентрации катехоламинов и глюкокортикоидов fMikulaj L. et al., 1974; Keim K. L., Sigg Е. В., 1976].

Одновременно в результате адаптации оказываются предотвращенными такие нарушения как стрессорная анорексия [Stone Е., Platt J., 1982], онкогенный эффект стресса [Меерсон Ф. 3., Сухих Г. Г., Каткова Л. С., 1984], стрессорные повреждения сердца, как будет показано в 4-й и 5-й главах. Для того, чтобы приблизиться к пониманию этих разительных защитных эффектов, целесообразно последовательно рассмотреть патогенез стрессорного повреждения, защитные эффекты адаптации и, наконец, механизм этой адаптации.

Патогенез стрессорных повреждений сердца и предупреждение их при помощи адаптации

Природу стрессорных повреждений и принципиальную возможность их предупреждения целесообразно рассмотреть на двух конкретных и достаточно важных примерах — стрессорного по-

80

вреждения сердца и стрессорных нарушений  противоопухолевого иммунитета.

Стрессорное повреждение сердца при длительном эмоционально-болевом  стрессе явилось в последнее   десятилетие предметом комплексных физиологических, биохимических и цитологических исследований, которые  освещены в специальных обзорах и монографиях [Меерсон Ф. 3., 1983 а; 1984]. На схеме 2 обобщены эти данные о патогенезе  стрессорного  повреждения  сердца, они показывают, что при  стрессорных ситуациях возбуждение  высших вегетативных центров, детерминирующих стрессорную  реакцию, составляет I звено процесса и приводит к многократному увеличению   действующей   на сердце   концентрации  катехоламинов и активации аденилатциклазы (II звено). Это влечет за собой три наиболее существенных изменения, составляющих, на наш взгляд, ключевое, III звено процесса, а именно увеличение вхождения в кардиомиоциты Са²⁺, мобилизацию и уменьшение резерва гликогена и, наконец, реализацию липидной триады.  Последняя, как показано на схеме 2, слагается из активации ПОЛ,   активации фосфолипаз, липаз   и   детергентного действия жирных кислот. Именно  липидная  триада  составляет наиболее вероятную осно-

81

ву повреждения лизосомальных мембран, в результате которого из лизосом освобождаются протеолитические ферменты (IV звено). В результате эффекта липидной триады, действия лизосомальных ферментов и нарушений в системе гликолиза развиваются повреждения мембран сарколеммы, саркоплазматического ретикулума, ответственных за перенос Са²⁺, нарушается функционально-болевого воздействия, т. е. по времени они также совсарколеммы для Са²⁺ и возникает избыток этого катиона в саркоплазме (V звено). Одновременно под влиянием свободнорадикальных продуктов ПОЛ возникают разрывы в молекулах ядерной ДНК, которые в большинстве ядер устраняются посредством репарации, а в немногих приводят к разрушению ДНК и гибели клеток. В дальнейшем в результате нарушения работы кальциевого насоса нарастает избыток Са²⁺ в саркоплазме кардиомиоцитов. Это важное изменение имеет два следствия. Во-первых, он может активировать совокупность процессов, составляющих липидную триаду, и таким образом замыкает порочный круг, углубляющий повреждение миокарда. Во-вторых, избыток Са²⁺ обладает самостоятельным повреждающим действием — вызывает внутри клеток развитие комплекса изменений (кальциевая триада), слагающегося из контрактуры миофибрилл, нарушения функции митохондрий, перегруженных кальцием, и активации миофибриллярных протеаз и митохондриальных фосфолипаз; это усугубляет повреждение (VI звено). В результате возникают необратимая контрактура и некробиоз отдельных групп кардиомиоцитов и выраженные, но вполне обратимые нарушения сокращения и расслабления сердца в целом (VII звено).

При оценке этой схемы следует учитывать по меньшей мере три обстоятельства.

Во-первых, доказанные экспериментально и представленные в схеме нарушения метаболизма, структуры и функции были обнаружены после того, как стрессорная ситуация миновала; они представляют собой не просто реакцию на стрессор, а относительно стойкие последствия повреждения, возникшего во время стресса. Этот факт в совокупности с обширными клиническими данными о роли эмоционального стресса в этиологии заболеваний системы кровообращения дает основания полагать, что именно такие относительно стойкие нарушения метаболизма и функции, сохраняющиеся после того, как сам процесс миновал, и накапливающиеся от одного стрессорного эпизода к другому, могут играть роль в постепенном развитии тяжелых форм так называемого первичного некоронарогенного кардиосклероза и хронической сердечной недостаточности, которые нередко возникают у людей, не страдавших ранее заболеваниями системы кровообращения.

Во-вторых, данные многих исследований свидетельствуют, что представленная патогенетическая цепь реализуется не только в кардиомиоцитах, но также в миоцитах артерий и артериол и составляет вероятную основу стойкого спазма этих сосудов. Такой

82

контрактурный по своему существу спазм играет, как теперь показано, определенную роль в типичных для клиники стрессорных нарушениях коронарного, мозгового, периферического кровообращения и в развитии стрессорных повреждений, а именно язвенных повреждений слизистой желудка. Эти язвы теперь однозначно оцениваются как результат переваривания ишемических некрозов слизистой, вызванных стойким спазмом артериол.

Третье следствие связано с обнаруженным в экспериментах фактом, что основные звенья рассматриваемой патогенетической цепи реализуются не только в системе кровообращения, но также и в других органах. Это прежде всего относится к такому ключевому звену стрессорного повреждения, как активация ПОЛ, чрезмерное усиление которого играет важную роль в повреждениях клеточных мембран.

В экспериментах Е. Д. Богдановой и соавт. (1981) выяснилось, что такого рода активация ПОЛ закономерно возникает при эмоционально-болевом стрессе в головном мозге и сопровождается появлением в крови антител против мозговой ткани; исследованиями А. А. Шведовой и соавт. (1982) установлено, что активация ПОЛ играет решающую роль в механизме глубоких нарушений функции и метаболизма сетчатки, которые наблюдаются при использовании, модели эмоционально-болевого стресса. Наконец, показано, что активация ПОЛ, определяемая путем измерения содержания его продуктов в выдыхаемом воздухе, возникает не только у животных при нашей модели стресса, но закономерно развивается при стрессорной ситуации у людей [Прилипко Л. Л. и др., 1982].

Таким образом, рассматриваемое представление не частная принадлежность сердца и сосудов, не принадлежность частной экспериментальной модели, а имеет общее значение для патогенеза стрессорных повреждений организма.

В связи с этим существенное значение приобретают перечисленные в правой части схемы 2 факторы, при помощи которых в экспериментах нашей лаборатории [Меерсон Ф. 3., 1984] было осуществлено избирательное ингибирование раздельно каждого из звеньев патогенетической цепи стрессорного повреждения сердца. Можно видеть, что ингибирование возбуждения центров головного мозга, детерминирующих стресс-реакцию, например, с помощью γ-оксимасляной кислоты (ГОМК) или β-эндорфина, блокада индералом адренорецепторов сердца, через которые реализуется эффект катехоламинов, блокада липидной триады ингибиторами перекисного окисления липидов, фосфолипаз и липаз, ингибирование лизосомных ферментов и блокада вхождения Са²⁺ в клетки — эти пять групп факторов могут предупредить или ограничить стрессорные повреждения.

Знаменательно, что все эти факторы представлены естественными, эндогенными метаболитами стресс-лимитирующих систем и современными фармакологическими препаратами — аналогами таких метаболитов или активаторами их синтеза и блокаторами их распада. Значение этого обстоятельства мы сможем оценить в дальнейшем при рассмотрении представления о стресс-лимитирующих системах организма.

83

Возможность предупреждения стрессорного повреждения сердечной мышцы при помощи предварительной адаптации к достаточно мягким стрессорным воздействиям впервые была доказана в наших экспериментах на изолированном предсердии предварительно адаптированных, а затем подвергнутых тяжелому стрессорному воздействию животных [Меерсон Ф. 3., Каткова Л. С. и др., 1983].

При изучении сократительной функции изолированного предсердия, как и в прежних экспериментах, было показано, что длительный иммобилизационный стресс вызывает значительное снижение растяжимости миокарда — его постстрессорную ригидность и одновременно приводит к депрессии развиваемой предсердием силы сокращения. Эти параметры сократительной функции оказались сниженными в 2—2,5 раза. Соответственно возникла депрессия кривой Старлинга. Выяснилось также, что адаптация к коротким стрессорным воздействиям вызывала небольшое снижение параметров сократительной функции предсердия и умеренную депрессию кривой Старлинга, т. е. имела определенную физиологическую «цену». Вместе с тем длительный стресс не приводил у адаптированных животных к снижению растяжимости, основных параметров сократительной функции и существенной депрессии кривой Старлинга.

В дальнейших наших экспериментах изучался вопрос, как долго после завершения курса коротких стрессорных воздействий сохранялась отмеченная «цена» адаптации, и как долго сохранялся основной — защитный эффект адаптации. Установлено, что на 5-е сутки после завершения адаптации «цена» ее, т. е. некоторое снижение параметров сократительной функции предсердия, не проявляется, а защитный эффект сохранен в полной мере, к 10-м суткам защитный эффект уменьшается и становится недостоверным.

При дальнейшем развитии исследований представлялось важным подобрать оптимальный режим адаптации к коротким стрессорным воздействиям, при котором «цена» адаптации ничем не проявляется, а ее защитный эффект является полным, и затем сравнить защитный эффект адаптации для сердца и других отделов системы кровообращения, которые более уязвимы при тяжелых стрессорных воздействиях. Одним из такиих отделов является воротная вена, у которой под влиянием длительного иммобилизационного стресса сила сокращения снижается в 3—5 раз [Меерсон Ф. 3., 1983 б].

В соответствии с этим были предприняты эксперименты, в которых сопоставлялся защитный эффект двух режимов адаптации — интенсивного и щадящего, а повреждающий эффект длительного 6-часового иммобилизационного стресса оценивали по величине депрессии сократительной функции изолированной воротной вены, которую регистрировали в условиях изометрического режима сокращения. Режим интенсивной адаптации был таким же как в предыдущих опытах, т. е. — ежедневные одноча-

84

совые стрессорные воздействия в течение 2 нед. При выборе режима щадящей адаптации исходили из того, что в основе долговременной адаптации к самым различным факторам и, в частности, к стрессорным воздействиям лежит явление памяти, в частности памяти мозга [Меерсон Ф. 3., 1981], которая нередко может вырабатываться с большей эффективностью при отставленных друг от друга во времени повторных воздействиях, чем при более частых [Deutsch J., 1971].

Поэтому в процессе щадящей адаптации короткие стрессорные воздействия применялись не ежедневно, а через день и не 14, а всего 6 раз.

При изучении влияния интенсивного режима адаптации установлены три положения. Первое положение заключается в том, что длительный иммобилизационный стресс вызывает снижение интенсивности сократительной функции миокарда в 2 раза, а воротной вены — в 3,5 раза. Это подтверждает данные, полученные нами при использовании другой модели стресса [Меерсон Ф. 3., Манухина Е. Б., Пинелис В. Г., 1983], и свидетельствует о меньшей по сравнению с миокардом резистентности гладкой мускулатуры воротной вены к повреждающему действию стресса.

Второе положение состоит в том, что интенсивная адаптация имеет «цену», т. е. вызывает заметное снижение сократительной функции миокарда и воротной вены. При этом интересно отметить, что «цена» адаптации по развиваемому напряжению для вены составляет 44%, а для предсердия 24%, т. е. оказывается для вены почти вдвое большей. Это является еще одним свидетельством большей уязвимости воротной вены к стрессу по сравнению с миокардом.

Третье положение заключается в том, что стресс не вызывает достоверных повреждений органов животных, адаптированных к коротким стрессорным воздействиям; предварительная адаптация обладает достоверным защитным эффектом.

При изучении щадящего режима адаптации оказалось, что в этом случае адаптация не вызывает какого-либо снижения сократительной функции как сердца, так и воротной вены, т. е. не имеет заметной физиологической «цены». Сократительная функция изучаемых объектов животных, подвергнутых стрессу в течение 6 ч на фоне предварительной щадящей адаптации, достоверно не отличается от контроля. Защита является практически полной, длительный стресс при таком режиме адаптации даже у высокочувствительной к его повреждающему действию воротной вены вызвал лишь недостоверное снижение показателей сократительной функции.

Высокий защитный эффект адаптации к стрессорным воздействиям распространяется не только на сердце и вены, он охватывает все звенья системы кровообращения. Об этом свидетельствуют исследования М. П. Горизонтовой и А. М. Чернуха (1976) по влиянию коротких стрессорных воздействий на микроциркуляцию.

85

Поскольку активация перекисного окисления липидов является ключевым звеном патогенеза стрессорного повреждения, на следующем этапе исследований изучали интенсивность этого процесса в миокарде при стрессе и адаптационной защите. Выяснилось, что длительный 6-часовой иммобилизационный стресс привел к увеличению более чем в 3 раза содержания гидроперекисей липидов и шиффовых оснований в сердечной мышце, т. е. активации ПОЛ.

Предварительная адаптация к коротким стрессорным воздействиям сама по себе не влияла на ПОЛ. Вместе с тем на фоне такой адаптации длительный иммобилизационный стресс не вызывал какой-либо активации ПОЛ.

Тот факт, что предварительная адаптация к коротким стрессорным воздействиям блокирует ключевое звено цепи стрессорного повреждения — активацию ПОЛ — давал основание предполагать, что такая адаптация может предупреждать типичное для стресса повреждение мембран клеток сердечной мышцы. Традиционным критерием для оценки такого рода повреждений является количество клеточных ферментов, которые высвобождаются миокардом изолированного сердца в коронарный кровоток в стационарных условиях аэробной перфузии.

Установлено, что для сердца контрольных животных выход изучавшихся ферментов в коронарный проток сравнительно невелик. Длительный иммобилизационный стресс привел к увеличению в 2—3 раза выхода аспартаттрансаминазы, малатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы и РНКазы в коронарный проток. Адаптация к коротким стрессорным воздействиям сама по себе не оказывала влияния на этот процесс и вместе с тем на фоне адаптации стресс вызывал значительно меньшие увеличения выхода ферментов.

Таким образом, адаптация к коротким стрессорным воздействиям действительно предупреждает активацию ПОЛ и клеточные повреждения, возникающие в сердечной мышце при длительном стрессе. Этот факт явился основанием для предположения, что предварительная адаптация может в той или иной мере предупредить нарушения внутриклеточных ферментных систем и, в частности, системы обеспечения биоэнергетики, возникающие обычно под влиянием длительного стресса.

В связи с этим было изучено влияние предварительной адаптации на возникающее при стрессе снижение содержания гликогена и нарушение дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях [Меерсон Ф. 3., Малышев В. В. и др., 1986]. В этих экспериментах учитывали, что метаболические и структурные нарушения в органах-мишенях прогрессируют до тех пор, пока продолжается первая, наиболее выраженная, фаза стрессреакции, до снижения концентрации кортикостерона в плазме и пика эозинофилов, завершающего эозинопению. Поскольку у крыс эта фаза завершается через 40—45 ч после прекращения эмоционально-болевого стрессорного воздействия, содержание гликогена

86

определяли через 45 ч. Для защиты сердца применяли интенсивный и щадящий режимы адаптации.

На первом этапе эксперимента выяснилось, что через 45 ч после эмоционально-болевого стрессорного воздействия основные параметры дыхания и фосфорилировання выделенных из миокарда митохондрий оказываются сниженными на 40—50%, а содержание гликогена уменьшено на 35—40%.

Опыты показали, что предварительная адаптация к коротким стрессорным воздействиям особенно в ее щадящем, близком к оптимальному, режиме предупреждает стрессорное нарушение функции митохондрий и намечающееся истощение резерва гликогена [Голубева Л. Ю., Меерсон Ф. 3., 1986; Меерсон Ф. 3., Малышев В. В. и др., 1986].

На основе этих данных был оценен эффект предварительной адаптации на функцию изолированных желудочков сердца [Меерсон Ф. 3., Долгих В. Т. и др., 1985]. Выяснилось, что в изолированных сердцах, взятых от животных, перенесших иммобилизационный стресс, при частотах стимуляции 120 и 300 импульсов в минуту наблюдалась депрессия развиваемого давления.

При навязывании частоты 300 сокращений в минуту сердце этих животных реагировало неполным расслаблением — развивался дефект, который в контроле отсутствовал. Более высокой частоты сокращений сердца перенесших стресс животных не усваивали.

Адаптация к повторным коротким стрессорным воздействиям не оказывала влияния на сократительную функцию изолированных сердец, но вместе с там у животных, которые были подвергнуты стрессорному воздействию после адаптации, отмеченные выше нарушения не развивались, т. е. адаптация к коротким неповреждающим стрессорным воздействиям предупреждала нарушения сократительной функции сердца, возникающие после длительного стресса.

Оценивая изложенное, надо иметь в виду, что адаптация к стрессорным ситуациям предупреждает не только стрессорные повреждения сердца. Это состояние повышенной резистентноети к стрессорным воздействиям характеризует организм в целом и соответственно обеспечивает предупреждение самых различных стрессорных повреждений. Так, во всех рассмотренных выше сериях длительный иммобилизационный стресс вызывал развитие язвенных поражений слизистой желудка, причем средняя длина язвенных повреждений в расчете на один желудок составляла от 7 до 16 мм. Предварительная адаптация к стрессорным ситуациям достоверно уменьшала степень этих повреждений. У адаптированных животных после длительного стресса средняя длина язв составляла от 3,5 до 6 мм (р<0,005), т. е. была примерно вдвое меньше, чем у незащищенных крыс. Еще более показательным примером защитного эффекта адаптации является предупреждение стрессорного нарушения некоторых звеньев системы иммунитета.

87

Стрессорное нарушение противоопухолевого иммунитета и его предупреждение при помощи предварительной адаптации¹

 

Роль стресс-реакции в этиологии второй по значению группы неинфекционных болезней человека, а именно в этиологии опухолей давно уже привлекала внимание благодаря эмпирическому опыту клиники, который получил затем отражение в систематических эпидемиологических исследованиях.

В полном соответствии с этим эксперименты последнего десятилетия свидетельствуют, что тяжелый и достаточно длительный стресс, активирующий рост имплантированных опухолей [Solomon G. et al., 1974; Sklar L. et al., 1981], подавляет вместе с тем важные звенья физиологической системы иммунитета.

Так, показано стрессорное снижение функции наиболее важного звена противоопухолевого иммунитета, а именно Т-лимфоцитов. Это выражается в уменьшении реакции оластной трансформации на различные   мутагены [Keller S. et al., 1981], в уменьшении литической активности цитотоксических Т-лимфоцитов [Monjan A. et al., 1977] по отношению к соответствующим опухолевым клеткам-мишеням, в снижении литической активности К-клеток, а также в существенной депрессии функции цитотоксических макрофагов [Kores S., 1980].

В этих многообразных исследованиях по стрессорной депрессии противоопухолевого иммунитета до недавнего времени полностью отсутствовали данные о влиянии стресса на весьма важное звено системы естественной противоопухолевой резистентноети, а именно на активность нормальных киллеров.

Между тем, эта категория иммунокомпетентных клеток обладает чрезвычайно важным в биологическом плане отличием, а именно способностью лизировать широкий спектр клеток-мишеней, и в первую очередь опухолевых. Причем, этот цитолитический эффект осуществляется в условиях, когда в организме еще не успели сформироваться эффективные специфические клеточные и гуморальные механизмы, направленные на уничтожение или ограничение данной конкретной опухоли. Таким образом, защитный эффект нормальных киллеров оказывается наиболее срочной мерой противоопухолевой защиты организма, и эта популяция клеток естественной цитотоксичности занимает одно из главных мест в физиологической системе противоопухолевого иммунитета [Herberman R., 1983].

В последние годы была выполнена серия исследований, в которых изучено влияние длительного эмоционально-болевого и иммобилизационного стресса на активность нормальных киллеров и впервые продемонстрирована возможность предупреждения стрессорной депрессии такой активности с помощью предварительной адаптации к коротким стрессорным воздействиям [Меерсон Ф. 3., Сухих Г. Т., Каткова Л. С. и др., 1984].

¹Меерсон  Ф 3., Сухих Г. Т. Вести. АМН СССР, 1985, № 8, с. 23—29.

88

 

Рис. 7.    Активность нормальных киллеров при разной длительности    стрессорного    воздействия. Ордината   —   изменение    активности  киллеров   при   стрессе,   % по -отношению к контролю,  при-нятому за 100%; абсцисса — длительность   стресса,   ч.

При проведении этих исследований мы должны были учитывать описанные выше основные закономерности стресс-реакции организма.                                                        

Первая из этих закономерностей заключается в том, что изменения в любых органах-мишенях при стресс-реакции зависят от длительности стрессорного воздействия.

На рис. 7 представлены результаты измерения активности нормальных киллеров, которые оценивали в условиях in vitro по выходу радиоактивного хрома из клеток-мишеней YAC-1, лизированных нормальными киллерами, которые находились в популяции спленоцитов. Во всех случаях клетки-эффекторы были взяты через 2 ч после стрессорного воздействия. Видно, что после короткого стрессорного воздействия длительностью 1—1,5 ч, наблюдалась отнюдь не депрессия, а увеличение активности нормальных киллеров более чем в 2 раза, т. е. стресс реализовывал свою эволюционно-детерминированную роль. По мере удлинения стрессорного воздействия до 3 ч активность нормальных киллеров оказалась повышенной, но в меньшей мере. И наконец, при значительном увеличении длительности стресса до 6 ч мы наблюдали выраженную депрессию активности нормальных киллеров по сравнению с контролем, которая, очевидно, является одним из вероятных механизмов снижения резистентности организма к бластоматозному росту.

Вторая закономерность стресс-реакции состоит в том, что изменения, возникающие после стрессорного воздействия в самых различных органах-мишенях, зависят от времени, прошедшего после прекращения такого воздействия. Известно, что за ранней, хорошо известной катаболической фазой стресса после однократного стрессорного воздействия закономерно развивается более длительная анаболическая фаза, т. е. генерализованная постстрессорная активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, которая потенцирует реализацию самых различных адаптационных реак-

89

ций организма, в том числе и реакции иммуногенеза. При изучении динамики активности нормальных киллеров селезенки через различные сроки после завершения однократного стрессорного воздействия в течение 6 ч было показано, что в ближайшие 3 сут после этого длительного тяжелого стрессорного воздействия наблюдается выраженная депрессия активности нормальных киллеров. В дальнейшем эта активность восстанавливается до нормы, а к 7—8-м суткам превышает норму более чем в 2 раза. Далее эта постстрессорная активация систем естественных киллеров постепенно исчезает и активность их приближается к контрольному уровню.

При изучении механизмов главного обнаруженного феномена — стрессорной депрессии активности нормальных киллеров — следовало учесть, что интерферон и индукторы его синтеза играют решающую роль в регуляции активности данной популяции иммунокомпетентных клеток. Поэтому представлялось вероятным, что обнаруженная депрессия активности этих клеток как-то связана с угнетением биосинтеза интерферона.

Исследования показали, что после 6-часового иммобилизационного стресса наблюдается снижение содержания интерферона в сыворотке крови и активности нормальных киллеров в селезенке. При этом максимальное снижение осуществляется через сутки после стрессорного воздействия, затем происходит постепенное восстановление, причем интерферон восстанавливается раньше, чем активность нормальных киллеров. В фазе постстрессорной активации биосинтеза содержание интерферона и активность нормальных киллеров превышают контрольный уровень. Существенно, что такую же динамику при стрессе имеет не только сывороточный интерферон, но и γ-интерферон, который, по существу, является основным регулятором активности нормальных киллеров.

Дальнейшая задача исследования заключалась в том, чтобы защитить систему нормальных киллеров и предупредить стрессорную депрессию ее активности.

Таблица  7. Активность нормальных киллеров при длительном стрессе

(М±m)

 

 

Вариант опыта	Активность киллеров в литических ед. число эффекторных клеток на 1 клетку-мишень
	50 :  1	25 : 1
Контроль (12)	17,1±1,5	9,3±1,1
Стресс (15)	5,3±0,6*	3,5±0,4*
Адаптация (12)	16,1±1,4	8,8±0,8
Адаптация + стресс (11)	12,9±1,2	8,1±0,9
Примечание. Цифры в скобках — число животных. * Отличия от варианта «контроль» достоверны: р<0,05.

90

Явление стрессорной депрессии важного звена системы противоопухолевого иммунитета не является экспериментальным феноменом, оно доказано после экстремальных, по существу своему стрессорных, ситуаций у человека. Так, например, в ближайшие 2 суток — после спуска космонавтов с орбиты — доказана выраженная депрессия нормальных киллеров [Константинова И. В. и др., 1983]. Поэтому понятно, что выяснение возможности профилактики данного нарушения с помощью предварительной адаптации к коротким неповреждающим стрессорным воздействиям имеет принципиальное значение.

При решении этой задачи мы опирались на упомянутую закономерность, которая состоит в том, что основные органы-мишени, повреждаемые при тяжелом стрессе, можно защитить, если предварительно адаптировать организм ж коротким стрессорным воздействиям.

В табл. 7 представлена противоопухолевая активность нормальных киллеров. Видно, что длительный иммобилизационный стресс почти в 3 раза снижает активность нормальных киллеров в организме мышей. Адаптация к повторным коротким стрессорным ситуациям сама по себе не влияет на эту активность, но в значительной мере или полностью предупреждает ее депрессию, вызываемую длительным стрессом.

В целом эти данные соответствуют развитому выше представлению, что реализуемая самим организмом адаптация к стрессорным ситуациям — мощный фактор самозащиты, в основе которого должны лежать конкретные системные, клеточные и молекулярные механизмы.

Изложенное говорит о том, что защитное действие адаптации к коротким стрессорным воздействиям распространяется на самые различные органы и системы: сердце, желудок, воротную вену, противоопухолевую систему иммунитета. Данное действие нельзя объяснять только местными изменениями в определенных органах. Защитный эффект адаптации может реализоваться как на уровне высших нейрогуморальных регуляторных механизмов, так и на уровне органов-мишеней.