2. Критерии реактивности. 3. Реализация механизмов реактивности на различных структурно-функциональных уровнях организма

2. Критерии реактивности

Реактивность, как свойство целого организма изменять свою жизнедеятельность под влиянием воздействий внешней среды, имеет ряд частных физиологических проявлений, или показателей. Рассмотрим основные качественные показатели реактивности.

Резистентность – устойчивость организма к действию чрезвычайных раздражителей, способность сопротивляться без существенных изменений постоянства внутренней среды; это важнейший качественный показатель реактивности.

Раздражимость – свойство клетки (организма) отвечать функциональными и структурными изменениями на воздействие агентов внешней и внутренней среды. Ответы носят, как правило, генерализованный, мало дифференцированный характер (изменения обмена веществ, формы и размера клетки, содержания и соотношения внутриклеточных структур и др. ). Особую роль в формировании механизма раздражимости играют нейроны.

Возбудимость – свойство клетки воспринимать воздействие агентов внешней и внутренней среды и отвечать на них реакцией возбуждения. Это своеобразная количественная оценка состояния раздражимости. Возбудимость определяется по порогу возбудимости, т. е. по той наименьшей силе раздражителя (механического, электрического, химического), которая достаточна для перевода ткани из состояния покоя в состояние деятельности (проведение нервного импульса, сокращение, секреция).

Лабильность – функциональная подвижность тканей – " большая или меньшая скорость элементарных реакций, которыми сопровождается физиологическая деятельность данного аппарата" (Н. Е. Введенский). Резкое снижение реактивности и лабильности нервной системы отмечают, например, при травматическом шоке. Изменение функциональной подвижности нервных структур наблюдают при бешенстве, столбняке, отравлении стрихнином.

Хронаксия – наименьшее время, в течение которого электрический ток способен вызвать возбуждение тканей. Различные изменения реактивности организма сопровождаются изменениями хронаксии. Если ткань разобщается с ЦНС, ее хронаксия удлиняется. Ее увеличение отмечают при травматическом и анафилактическом шоке, периферических параличах, тогда как при спастических параличах центрального происхождения хронаксия нервов меньше.

Чувствительность – свойство организма воспринимать воздействие агентов внешней и внутренней среды и определять их характер (качество), силу, локализацию и периодичность. Этот термин почти тождествен возбудимости, но применим к более сложным процессам происходящих в организме, чем элементарные акты (сокращения мышц или секреция желез). Основу физиологических механизмов чувствительности составляет динамическое взаимодействие различных сенсорных систем – зрительной, слуховой, обонятельной и др. На этом основании говорят о зрительной, слуховой, болевой и т. д. чувствительности. Нарушение чувствительности существенно влияет на реактивность.

3. Реализация механизмов реактивности на различных структурно-функциональных уровнях организма

«Реактивность», как и понятия «болезнь», «здоровье» относятся к организму, как к целому. Тем не менее, конкретные механизмы реактивности могут реализоваться в большей степени на каком-либо из уровней организации живых систем. Различают реактивность на молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом уровнях, органную реактивность, реактивность функциональных систем организма.

Молекулярный уровень реактивности. Для этого уровня наибольшее значение имеют комплементарные взаимодействия, основанные на однозначном структурном соответствии распознающих молекул. Например, рецепторная субъединица аденилатциклазы специфически узнает белковый гормон и комплементарно с ним взаимодействует по принципу «ключ-замок». Вследствие данного взаимодействия активируется каталитическая субъединица этого фермента. Комплементарность наблюдается во взаимодействиях ферментов и их субстратов, антигенов и антител, биологически активных веществ и др.

Субклеточный уровень реактивности характеризуется структурными и функциональными изменениями внутриклеточных ферментных систем, органелл, фрагментов мембран и др. Например, при гипоксии в клетке отмечается гипертрофия митохондрий и увеличение их количества, возрастает активность анаэробного окисления глюкозы, повышается сродство к кислороду дыхательных ферментов и др.

Клеточный уровень реактивности в основном определяется генетически обусловленной способностью клетки, с помощью различных мембранных рецепторов, дифференцированно воспринимать и реагировать на большое многообразие внешних раздражителей. Данные механизмы обеспечивают, прежде всего, их специфическую сторону реактивности. Например, тиреотропный гормон, взаимодействуя с мембранными рецепторами клеток щитовидной железы, стимулирует ими синтез тиреоидных гормонов; фибробласты, гладкомышечные клетки и макрофаги путем эндоцитоза реагируют на липопротеиды низкой и очень низкой плотности (реакция опосредована рецептором аполипротеина В, входящего в состав данных частиц). Кроме того, клетки способны и к неспецифическим механизмам реактивности. Многим клеткам (от дрозофилы до человека) в ответ на повреждение свойственен синтез нетканеспецифических и невидоспецифических белков – «белков теплового шока» – повышающих неспецифическую резистентность клеток к повреждению. К неспецифическим реакциям клетки можно так же отнести фагоцитоз.

Реактивность на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях различна для клеток и молекул, взятых от особей различного возраста и из различных тканей. Например, фетальный гемоглобин и гемоглобин А неодинаково связывают кислород; клетки организма новорожденных более устойчивы к гипоксии, чем взрослого. Митохондрии скелетных мышц в качестве энергетического субстрата в основном используют одноуглеродные фрагменты, получаемые из глюкозы, а митохондрии кардиомиоцитов – фрагменты из жирных кислот. Тканевой и кровяной тромбопластин различаются по составу и механизму образования. Макрофаги разных тканей, например, печеночные клетки Купфера и остеокласты, несмотря на общность происхождения, выглядят по-разному и т. п.

Тканевой уровень реактивности. По мере дифференцировки, в клетках часть унаследованных свойств (генетических программ) репрессируются, остаются лишь те, которые необходимы для выполнения определенных функций группой клеток. Поэтому они отвечают на раздражитель реакциями, свойственными данной ткани. Примером тканевой реактивности может служить местный ответ васкуляризованных тканей на повреждение в виде воспалительного процесса, формирование отека, образование новых микрососудов и др.

Органный уровень реактивности проявляет по мере формирования органов из различных тканей, т. е. с развитием органогенеза. С развитием органогенеза можно связать начало формирования системных ответов, так как каждый орган состоит из различных тканей.

Важной составляющей тканевого и органного субстрата реактивности является структурно-функциональный элемент органа (ткани).

Несмотря на различия названий (нефрон почек, печеночная долька — в печени, двигательная единица — в мышце и т. д. ) структурно-функциональные единицы органов и тканей имеют общие черты строения. По А. М. Чернуху (1982) структурно-функциональный элемент органа (ткани) – « гистион » – это структурно-функциональный комплекс, представляющий собой интегральное целое, состоящий из клеток паренхимы (выполняющих специфические функции), соединительно-тканных элементов (выполняющих опорную, трофическую и защитную функцию для клеток органной паренхимы), нервных волокон с рецепторами, лимфатических микрососудов и микроциркуляторного русла. Согласно А. М. Чернуху, микроциркуляторное сосудистое русло является главной структурной единицей данного образования, так как его основное назначение – доставка клеткам кислорода, питательных веществ и удаление продуктов метаболизма. Отсюда, реактивность на уровне функционального элемента (гистиона) в первую очередь определяется состоянием кровотока в нем, т. е. уровнем микроциркуляции, адекватности ее регуляции метаболическим потребностям органа (ткани), проницаемостью гистогематического барьера и т. д. Такие патологические процессы, как воспаление, аллергия, артериальная и венозная гиперемия, ишемия, стаз, тромбоз развиваются именно в структурно-функциональном элементе. Именно он является первичной ареной защитно-приспособительных реакций.

Каждый орган (ткань) состоит из большого количества функциональных элементов, причем, в здоровом организме они не все работают, что определяет надежность системы, даже если гибнет определенная ее часть и не может регенерировать (в здоровом организме используется 20–25% нефронов, 12–15% паренхиматозных элементов печени и т. д. ). Вместо погибших включаются до этого времени не функционировавшие структурно-функциональные элементы и, нередко, в целом деятельность органа не нарушается.

Реактивность функциональных систем организма (системный уровень реактивности). Это качественно новая интеграция механизмов реактивности, она создается для решения определенных задач организма. Основу этой реактивности представляет концепция П. И. Анохина о функциональных системах организма. Функциональная система – это временное объединение разных уровней организации (молекулярного, субклеточного, клеточного, тканевого, органного, системного) и механизмов их регуляции, для достижения конкретного, полезного для организма в целом, результата.