Северо-западный государственный медицинский университет имени и.И. Мечникова

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Кафедра патологической физиологии

И.В.Будникова, Е.А.Белогурова, В.И.Николаев

Патофизиология адаптации

Учебно-методическое пособие

Санкт-Петербург

2014 г.

УДК616-092

ББК52.5

И.В.Будникова, Е.А.Белогурова, В.И.Николаев Патофизиология адаптации. Учебно-методическое пособие. – СПб.: Издательство ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2014. – 28 с.

Рецензент(ы): зав. кафедрой медицинской биологии

СЗГМУ им. И.И. Мечникова д.м.н., профессор Костюкевич С.В.

В учебно-методическом пособии рассматриваются вопросы формирования общего адаптационного синдрома (стресс-реакции), излагаются основные механизмы, с помощью которых стресс-реакция участвует в формировании адаптации на уровне органов и клеток, а также патогенез превращения стресса из звена адаптации в звено повреждения.

.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов III курса лечебного факультета, медико-профилактического факультета и факультета иностранных учащихся СЗГМУ им. И.И. Мечникова.

Утверждено

в качестве учебно-методического пособия

Методическим советом ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И.И. Мечникова

протокол № _2 от «06» декабря 2013 г.

1. Тема «Патофизиология адаптации»

2. Контингент учащихся — студенты III курса лечебного факультета, медико-профилактического факультета и факультета иностранных учащихся.

7 стр., 3431 слов

Патофизиология боли (ВолгГМУ)

Технологическая карта для самостоятельного изучения теоретического материала Тема: «Патофизиология боли» 1.Основные вопросы для изучения: 1.Патофизиология боли. 2.Биологическое значение боли как сигнала опасности и повреждения. Вегетативные компоненты болевых реакций. 3.Понятие о «физиологической» и «патологической» боли. Генераторные механизмы болевых синдромов периферического и центрального ...

3. Продолжительность занятия — 4 часа (в академических часах).

4. Структура практического занятия

  1. Понятие адаптации. Виды адаптации.
  2. Механизмы срочной и долгосрочной адаптации.
  3. «Стресс-реакция» и общий адаптационный синдром по Г. Селье.
  4. Роль коры головного мозга, аппарата эмоций, симпатико-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем в адаптации.
  5. Роль стресса в патогенезе некоторых соматических заболеваний.
  6. Понятие о стресс-лимитирующих системах организма.
  7. Практикум.

5. Содержание практического занятия

Адаптация — приспособление живого организма к постоянно изменяющимся условиям существования, выработанное в процессе эволюции, и направленное на поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза).

Большинство адаптационных реакций человеческого организма осуществляются в два этапа: начальный этап срочной, но не всегда совершенной, адаптации, и последующий этап совершенной, дол­говременной адаптации. Срочный этап адаптации возникает непосредственно после нача­ла действия раздражителя на организм и может быть реализован лишь на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механиз­мов и программ. Примерами проявления срочной адаптации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоот­дачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода, приспособление органа зрения к темноте, бег человека, обусловленный социально значимой необходимостью и др. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти пол­ной мобилизации физиологических резервов, но, не обеспечивая наиболее опти­мальный адаптивный эффект. Так, бег нетренированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва гликогена в печени. Быстрое накопление молочной кислоты в крови лимитирует интенсивность физической нагрузки — двигательная реакция не может быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной. На уровне вегетативных систем обеспечения срочной адаптации к нагрузкам наблюдается максимальная мобилизация функциональных резервов органов дыхания и кровообращения, но реализующихся при этом неэкономным путем. Так, увеличение минутного объема крови достигается ростом частоты сердечных сокращений при ограниченном возрастании ударного объема крови. Увеличение легочной вентиляции осуществляется за счет возрастания частоты дыхания, но не глубины дыхания, при этом наблюдается несоответствие между частотой дыхания и движений. В итоге легочная вентиляция все же не избавляет от развития гипоксии и гиперкапнии.

4 стр., 1574 слов

Адаптация организма парашютистов в процессе выполнения прыжков с парашютом

Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВПО «Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина» Институт социальных технологий Кафедра теоретических и медико-биологических основ физической культуры БАКАЛАВРСКАЯ ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Адаптация организма парашютистов в процессе выполнения прыжков с парашютом Исполнитель: студент 7590 группы Сыктывкар 2015 СОДЕРЖАНИЕ ...

В целом срочная адаптация характеризуется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, возможным повреждением органов и систем.

Долговременная адаптация к длительно воздействующему раздражителю возникает постепенно, в результате длительного, постоянного или многократно повторяющегося действия на организм факторов среды. Основными условиями долговременной адаптации являются после­довательность и непрерывность воздействия экстремального фактора.

Долговременная и срочная адаптация находятся во взаимно реципрокных (антагонистических) взаимоотношениях. При не сформировавшейся долговременной специфической функциональной системе адаптации, стрессоры вызывают преобладание стресс-реакции, срочной (аварийной) адаптации, которая построена на катаболических процессах и поэтому не способна обеспечить устойчивого приспособления.

При повторных воздействиях этого же стрессора формируется устойчивая «долговременная» адаптация, которая создается постепенно и основана на преобладании анаболических процессов.

Принципиальной особенностью такой адаптации является то, что она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долговременная адаптация, по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в определенном виде деятельности — из неадаптированного превращается в адаптированный. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и выносливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жизнедеятельностью, способность организма к работе при существенно измененных показателях гомеостаза, развитие устойчивости к холоду, теплу и др. При потенцирующем влиянии стресс реакции происходит гипертрофия и гиперфункция клеток функционирующей адаптивной системы, что может делать излишней стресс-реакцию.

6 стр., 2600 слов

Раздел «Физиология сенсорных систем»

16 Раздел «Физиология сенсорных систем» Сенсорная система (анализатор), ее принципиальное строение. Рецептивная поверхность органа чувств. Принципы классификации рецепторов. Сс-комплекс нервных структур, обеспечивают восприятие и анализ сенс инф из внеш и внутр среды организма. Строение сс – 3 отдела: периферический(рецептор, орган чувств), проводниковый (афф волокна, ганглии и нц-проведение и ...

Долговременная адаптация характеризуется возникновением в ЦНС новых временных связей, а также перестройкой аппарата гуморальной регуляции функциональной системы — экономичностью функционирования гуморального звена и повышением его мощности. В ответ на ту же самую нагрузку не возникает резких изменений в организме, и мышечная работа сопровождается меньшим увеличением легочной вентиляции, минутного объема крови, ферментов, гормонов, лактата, аммиака, отсутствием выраженных повреждений. В результате становится возможным длительное и стабильное выполнение физических нагрузок. Переход от срочной к долговременной адаптации знаменует собой узловой момент адаптационных процессов, так как именно этот переход делает возможной жизнь организма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся среде. Этот момент определяется, прежде всего, тем, что возникает активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, что приводит к избирательному развитию определенных структур, лимитирующих двигательную деятельность. Формируются устойчивые двигательные динамические стереотипы, развивается экстраполяция, повышающая возможность быстрой перестройки ответных реакций при изменениях среды, происходит умеренная гипертрофия в скелетных мышцах, сердце, дыхательных мышцах и других рабочих органах, увеличение массы митохондрий. Существенно увеличивается аэробная и анаэробная мощность организма, нормализуется гомеостаз организма, интенсивность и длительность мышечной работы возрастают. При использовании специфической долговременной адаптивной системы для приспособления к постоянному неблагоприятному фактору стресс-реакция вообще не развивается. В процессе адаптации организма обмен перестраивается в направлении более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повышенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.

12 стр., 5948 слов

Тема 2. Социально-биологические основы адаптации организма человека к физической и умственной деятельности , факторам среды обитания

ВОЗДЕЙСТВИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ, ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И БЫТОВЫХ УСЛОВИЙ НА ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА. Сохранение здоровья или возникновение болезни — это результат сложных взаимодействий внутренних биосистем организма человека и внешних факторов окружающей среды. На человека воздействует множество различных факторов окружающей среды: природные факторы ( ...

Итак, возбуждение нервной системы реализуется в 2 направлениях:

1. Активация специальной функциональной системы, специфически ответственной за приспособление к данному неблагоприятному воздействию и деятельность которой восстанавливает гомеостаз. Например: снижение кислорода в воздухе вызывает увеличение вентиляции и кровообращения, тем самым восстанавливается кислородная насыщенность крови, снижение температуры окружающей среды ограничивает теплоотдачу путем действия системы терморегуляции.

2. Включение неспецифической адаптивной системы (стресс-реакция), которая активируется на любое неблагоприятное воздействие независимо от его качества, в том числе на информативное, психическое, эмоциональное раздражение.

Регуляция гомеостаза находится под контролем нейро-эндокринной системы. В постоянно меняющихся условиях окружающей среды возрастает нагрузка на адаптивные механизмы человека, среди которых нейрогормональная система имеет решающее значение. Напряжение функций адаптивных систем организма воздает предпосылки для негативных проявлений приспособительных реакций. Поэтому физиологическая реакция адаптации обладает относительной целесообразностью и при определенных условиях может быть звеном патогенеза – болезни адаптации.

Общая задача стресс-реакции состоит в быстрой мобилизации энергетических и пластических резервов организма и эффективное согласование отдельных функциональных систем для восстановления гомеостаза, т.е. обеспечение работы специфических механизмов адаптации. Именно эти специфические механизмы осуществляют долговременную адаптацию, тогда как стресс является срочным неспецифическим механизмом адаптации.

7 стр., 3363 слов

Стресс представляет собой реакцию на значимый раздражитель

СТРЕСС Неотъемлемым элементом современной жизни является постоянное столкновение с ситуациями, которые вызывают стресс. С точки зрения психического здоровья стресс (от англ. Stress – напряжение) – это состояние психофизиологического напряжения. Если человек научился справляться со стрессом, его жизнь проходит более благополучно и с наименьшими трудностями. Неспособность противостоять ...

Рассмотрим упрощенную схему ответной реакции живого объекта на любое новое и достаточно сильное раздражение факторов внешней среды, которое способно вызвать нарушение гомеостаза. Такая реакция, впервые описанная Г.Селье в 1936 г., получила название общего адаптационного синдрома (ОАС) или стресс-реакции. Итак, «стресс – совокупность защитных физиологических реакций, возникающих в организме животных и человека в ответ на воздействие стрессоров» (РЭС, 1999 г.).

Он по-разному выражен на различных стадиях адаптации, что может иметь патогенное значение.

После анализа возникших изменений гомеостаза и оценки характера неблагоприятного воздействия в регуляторных центрах нервной системы (у человека в лимбической системе головного мозга) возникает первичная психическая реакция — отрицательная эмоция. Отрицательные эмоции (страх, испуг, гнев и др.) выступают как активатор и системообразующий фактор адаптивной функциональной системы. Таким образом, стрессор – это фактор, интерпретация которого в мозге вызывает эмоциональную реакцию. С этих позиций очень важна оценка событий, различных воздействий человеком. Поэтому профилактика стресса во многом связана с правильной оценкой ситуации.

Стрессор – любой вид раздражителя, который должен быть велик по силе и продолжительности. Характеристика стрессорных факторов:

1. Раздражители, реально угрожающие гомеостазу – боль, гипоксия, голод, травма, жажда.

2. Потенциально опасные раздражители. Стресс начинается до причинения реального повреждения, если на основе опыта, частности условных рефлексов, организм предполагает существование опасности (важно отношение к ней индивида).

3. Стрессор, в действительности, не опасный, а неожиданный.

Стрессорно то, что вызывает потребность в новой адаптации, включение новой приспособительной программы, отказе от старой, стрессогенна смена стереотипа.

Все стрессоры можно разделить на:

1. Биологические – голод, гипоксия, жажда, раны, инфекции, боль и другие факторы, вызывающие повреждение или нарушение гомеостаза. Их главная характеристика – абсолютность воздействия. Стрессогенность определяется только количественной характеристикой (интенсивностью), степенью нарушения гомеостаза.

3 стр., 1347 слов

Презентация на тему: Психика и организм

... организм Психология конституциональных различий •Параметры, влияющие на психическую деятельность человека: возраст, пол, строение нервной системы ... начало связано с необходимостью адаптации к совершенно новым, ... вегетативная нервная система=> рефлекторная реакция. II. Стимул => спинной ... необходимое условие продуктивной деятельности); стресс (специфическое состояние нервнопсихологической ...

2. Психические или эмоциональные – связаны с неблагоприятной информацией в социально-бытовых отношениях – конфликтные ситуации на работе, в быту, в семье и т.д. Главной характеристикой эмоциональных стрессоров является их относительность, т.е. стрессогенность зависит не только от чрезвычайности ситуации, а от отношения к ней индивидуума, его качеств личности, воспитания, умения выходить из конфликтных ситуаций.

Необходимо отметить, что современная жизнь не только увеличивает эту группу стрессовых воздействий на человека, но не предоставляет возможностей избежать действия этих стрессоров, заставляя приспосабливаться к ним. К тому же граница между ними условная, т.к. практические все биологические потребности человека социально опосредованы и протекают с активацией эмоционального компонента.

Несмотря на перемещение адаптации в психогенную сферу (сейчас введено понятие «эмоциональный стресс», что выделяет особую роль эмоций в генезе стресса), эволюционно сформированные механизмы срочной адаптации, стадийность процесса, физиологические изменения являются в принципе общими – адаптировать организм к действию стрессора.

Вне зависимости от вида стрессора развивается стандартный адаптивный ответ стресс системы – увеличенный выброс глюкокортикоидов и катехоламинов – главных стресс-гормонов, которые способствуют мобилизации функций органов и тканей, ответственных за адаптацию, и обеспечивают увеличение их энергообеспечения.

Во многих случаях приспособительный эффект характеризуется изменениями не зависящими от природы действующего агента. Не всякое воздействие вызывает стресс. Слабые воздействия не приводят к стрессу. Стресс возникает, когда влияние стрессора (непривычного для человека объекта, явления) превосходит обычные приспособительные возможности индивида. Общие неспецифические реакции организма необходимы для эффективного осуществления конкретных гомеостатических реакций. Представление о взаимодействии специфических и неспецифических компонентов приспособления в ответ на любое неблагоприятное воздействие (физическое, химическое, биологическое или психическое) основывается на работах Г.Селье. Понятие «стресс», предложенное Г.Селье, включает основной компонент срочной неспецифической адаптивной реакции, составляющее суть ОАС и характеризуется активацией симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем (стресс-реализующих систем).

Предполагается, что в начале происходит возбуждение дорсомедиальной части миндалевидного ядра (одного из центральных образований лимбической системы).

Из миндалевидного ядра мощный поток импульсов идет к эрготропным ядрам гипоталамуса, оттуда импульсация направляется к грудному отделу спинного мозга, а затем к мозговому слою надпочечников. В ответ происходит выброс адреналина и норадреналина, в результате чего возрастает артериальное давление, увеличивается сердечный выброс, снижается кровоток в неработающих мышцах и органах, возрастает уровень свободных жирных кислот (активация липолиза), уровень триглицеридов, холестерина, глюкозы. Адренокортикальный механизм включает в себя следующую цепь событий: активация неокортекса, септально-гипоталамического комплекса (выделение кортиколиберина), передней доли гипофиза (выделение адрено-кортикотропного гормона (АКТГ)), стимуляция коры надпочечников и выделение глюкокортикоидов – кортизола, гидрокортизона (гормонов пучковой зоны коры) и частично минералокортикоидов – альдостерона (гормона клубочковой зоны коры).

Глюкокортикоиды вызывают, прежде всего, значительное повышение энергетических запасов: возрастает уровень глюкозы (за счет глюконеогенеза) и свободных жирных кислот. Однако чрезмерное выделение глюкокортикоидов приводит одновременно и к нежелательным эффектам (это называют платой за адаптацию).

Наблюдается триада морфологических проявлений: гипертрофия коры надпочечников, инволюция тимико-лимфатической системы и временное появление язв желудка и двенадцатиперстной кишки.

В развитии ОАС отмечается последовательное развитие стадий — тревоги, резистентности и истощения. Каждая стадия отражает соотношение между действием стресс-фактора и эффективностью приспособительных реакций организма.

I. Стадия тревоги – кратковременная стадия (от 6 до 48 часов), обусловленная перестройкой эндокринной функции организма, связана с увеличенным выбросом в кровь адреналина и глюкокортикоидов, преобладанием катаболических процессов. Уменьшаются размеры тимуса, селезенки, лимфоузлов, количества жировой ткани, появляются эрозии в ЖКТ, снижается содержание эозинофилов в крови и липидов в коре надпочечников.

II. Стабильно увеличенная концентрация адреналина и глюкокортикоидов в крови свидетельствует о наступлении стадии резистентности. Наступает гипертрофия надпочечников. Именно эта стадия и определяется адаптивный эффект стресс-реакции. Из всего многообразия положительных эффектов выделим основные, которые могут превратиться при определенных условия (как правило, при слишком сильных или продолжительных, затяжных стрессах) в повреждающие.

Увеличенная секреция адаптивных гормонов вызывает:

1. Мобилизацию энергетических и структурных ресурсов организма, которая выражается в увеличении в крови концентрации глюкозы, жирных кислот, аминокислот, нуклеидов — катаболическая фаза стресса. Основной эффект мобилизации вызывает адреналин совместно с глюкагоном, которые активируют гликогенолиз и гликолиз через аденилатциклазную систему в печени, скелетных мышцах и т.д. Одновременно глюкокортикоиды стимулируют глюконеогенез в печени и скелетных мышцах, вызывая гидролиз белков и увеличение свободных аминокислот в крови. В мобилизации жировых депо при стрессе основное значение имеют катехоламины и глюкагон, которые опосредованно через аденилатциклазную систему активируют липазы и липопротеиназы в жировой ткани. Адаптивная роль мобилизации ресурсов может реализоваться лишь при условии своевременного формирования функциональной системы, ответственной за адаптацию, в которой эти ресурсы используются для поддержания увеличенной функции органов и тканей, в дальнейшем – для формирования системного структурного следа. В условиях, когда организм «не находит выхода» из сложившейся ситуации и адекватная среде функциональная система не формируется, мобилизация ресурсов перестает быть адаптивным фактором и приводит к прогрессирующему истощению организма. Также происходит активация необходимых функциональных систем, прежде всего, сердечно-сосудистой, дыхательной и др. Этот способствует доступности субстратов окисления, исходных продуктов биосинтеза и кислорода для клеток органов, работы которых повышена.

2. Направленную передачу энергетических и структурных ресурсов в функциональную систему, осуществляющую адаптацию к данному стрессу. Возникает так называемая «рабочая гиперемия» в основном миокарда, головного мозга, скелетных мышц. В то же время в органах брюшной полости (кишечник, почки) развивается сужение сосудов и снижение кровотока в 5-7 раз по сравнению с исходным уровнем. Главная роль в реализации этого адаптивного эффекта принадлежит катехоламинам, вазопрессину, ангиотензину П, субстанции Р. Локальным фактором вазодилятации является выделяемый эндотелием сосудов оксида азота. При чрезмерной выраженности стресса перераспределение крови может сопровождаться нарушением функции и даже повреждением органов, не участвующих в данной адаптивной реакции (например, ишемические язвы желудочно-кишечного тракта при тяжелых физических нагрузках), т.е. происходит превращение адаптивного эффекта в повреждающий.

3. Активацию функции клеток путем увеличения концентрации в цитоплазме ионов Са++, которые стимулируют активность ключевых внутриклеточных регуляторных ферментов — протеинкиназ. Поступающие в клетку ионы кальция, соединяясь с кальмодулином, активируют кальмодулинзависимые протеинкиназы и с их помощью большинство внутриклеточных процессов (от сокращения и расслабления миофибрилл до гликолиза и липолиза).

Увеличение содержания ионов кальция в клетках может быть адаптивным фактором лишь при достаточной мощности мембранных кальциевых и натриевых насосов, Na+/Са++ обменного механизма, которые обеспечивают своевременное удаление ионов кальция из клеток во внеклеточную среду и поддерживают в цитоплазме нормальную концентрацию ионов кальция. При врожденной неполноценности ионных насосов или чрезмерно длительном негативном напряжении содержание ионов кальция и натрия в саркоплазме может увеличиваться. Избыток этих ионов может способствовать повреждению клеток и органов. Так, в сердце при длительном стрессе избыток ионов кальция вызывает деполяризацию плазматической мембраны, которая проявляется падением порога фибрилляции желудочков и возникновением аритмий. В дальнейшем нарастающий избыток кальция приводит к неполному расслаблению миофибрилл в диастоле и развитию «стрессорной ригидности» миокарда, которая нарушает диастолическое расслабление и уменьшает силу сердечных сокращений. Одновременно под влиянием ионов кальция происходят истощение резерва гликогена, нарушение окислительного фосфорилирования в митохондриях и другие изменения. Затем в ограниченных группах кардиомиоцитов может реализовать «кальциевая триада» механизмов альтерации клеточных структур, слагающаяся из контрактурных повреждений миофибрилл, активации фосфолипаз и протеаз, интенсификации свободнорадикального окисления липидов. Таким образом, этот адаптивный эффект превращается в повреждающий.

4. Липотропный эффект – за счет активации липаз, фосфолипаз клетки увеличивается свободнорадикальное окисление (влияние катехоламинов, вазопрессина и др.).

В результате этого липотропного эффекта стресса изменяется структурная организация липидов мембран, а тем самым и липидное окружение мембраносвязанных функциональных белков. В результате может быть достигнута быстрая активация жизненно важных ферментов, рецепторов, каналов ионного транспорта, локализованных в клеточной мембране, и мобилизация функций органов. При чрезмерно длительном и интенсивном стрессе активация фосфолипаз, липаз, свободнорадикального окисления липидов может приводить к повреждению мембран, т.е. она играет важную роль в превращении адаптивного эффекта в повреждающий.

5. После прекращения однократного достаточно сильного стрессорного воздействия вслед за известной «катаболической фазой» стресса реализуется гораздо более длительная «анаболическая фаза». Она проявляется, в частности, генерализованной активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков в различных органов. Эта активация может потенцировать формирование структурных следов и развитие устойчивой адаптации к различным факторам среды, например, ускоряет выработку и фиксацию временных связей, обеспечивает более эффективный ответ иммунной системы на введение чужеродного антигена. Активация синтеза стресс белков – «анаболическая фаза», является результатом прямой или рецептор-опосредованной стимуляцией генетического аппарата клеток (глюкокортикоиды, тироксин, инсулин и др.).

Данный адаптивный механизм был открыт сравнительно недавно – в конце 80-х годов. Он объясняет резистентность организма к повторным стрессам в виде формирования структурного следа в клетках адаптивной системы – мышечной, нервной, эндотелиальной и других. Молекулярный механизм адаптационной стабилизации структур связан с экспрессией протоонкогенов и накоплением в ядре и цитоплазме стресс-белков, которые защищают клетку от повреждения. Наиболее известными стресс-белками являются белки теплового шока HSP-70.

Функциональная и биохимическая активации организма в стадию резистентности позволяет адаптироваться к несильным и непродолжительным стрессам или создает энергетические, пластические и функциональные возможности для функционирования специфических долговременных механизмов адаптации. Именно эта фаза стресса определяет защитный физиологический характер адаптации, который при определенных условиях может трансформироваться в повреждающий.

III. Однако если стрессор был чрезвычайно сильным или его действие не прекращалось длительное время может развиться 3 стадия стресс-реакции – стадия истощения. Она связана с функциональной недостаточностью надпочечников. При этом возвращаются симптомы, характерные для I стадии (фаза шока), но теперь они носят необратимый характер, что может привести к гибели организма. Во внутренней среде происходит не только нарушение гомеостаза, но и развивается полиорганная недостаточность с преобладанием катаболических и некротических изменений в органах и тканях.

Описанная Г.Селье классическая стадийность стресса наблюдается, прежде всего, в экспериментальных условиях и не всегда присутствует при естественном развитии стресс-реакции. В обычных или клинических условиях надпочечниковая недостаточность (стадия истощения) является достаточно редким случаем. Длительность стадии тревоги исчисляется минутами и секундами при естественном ходе события.

Таким образом, стресс является положительным адаптивным эффектом, который позволяет организму встретить неблагоприятный фактор в состоянии готовности, мобилизации на борьбу с ним. Как неспецифическая защитная реакция стресс улучшает выживание и способствует преодолению отрицательных воздействий. Стресс реакция повышает резистентность организма и тренирует его защитный механизмы. Г. Селье писал: «Стресс – это аромат и вкус жизни и избежать его может лишь тот, кто ничего не делает».

Выход из стресса возможен по пути нормализации измененных параметров, при обратимом характере гормональных и структурно-метаболических сдвигов, без истощения – эустресс, когда он должен увенчаться удовлетворяющим индивида результатом. Также возможно развитие дистресса, когда уровень стресса не соответствует оптимальной для индивида скорости расходования адаптационной энергии.

В основе стрессорной патологии лежит нарушение способности организма отвечать на действие стрессоров адекватной защитной реакцией. Вероятность возникновения стрессовых повреждений определяется не только интенсивностью и длительностью действия неблагоприятного фактора, но и зависит от состояния стресс-системы – ее базальной (исходной) активности и реактивности.

Неадекватность стресс-реакции может протекать в 2-х основных формах – гипоэргической (недостаточной) и гиперэргической (избыточной) формах ответа.

В первом варианте сила стрессора превышает возможности стресс системы организма и в развитии адаптации преобладает мобилизация за счет катаболических процессов с выраженным распадом структур. Полноценной системной реакции резистентности не происходит вследствие индивидуальной генетической недостаточности стресс-реализующих систем. Такое состояние организма Г.Селье характеризовал «низкой адаптивной силой». Вся совокупность сдвигов (увеличение гормонов, отрицательный азотистый баланс, снижение массы тела, ферментоемия, деструкция митохондрий и лизосом клеток с развитием очагового некроза в адаптирующих системах) не сопоставима с увеличением расхода энергии и составляет основу перехода в болезнь, вплоть до гибели организма.

Во втором варианте сильная или умеренная стресс-реакция становится хронической, длительной вследствие непрекращающегося действия стрессора. Эта форма стрессовой патологии характерна для состояния продолжительного эмоционального стресса – эмоционального напряжения. Учитывая многочисленные причины активации сильных отрицательных эмоций, создаются предпосылки для суммации возбуждения и появления застойного чага в эмоциогенных структурах мозга (гипоталамус), создающий (поддерживающий) гиперактивацию стресс реакции.

Если стрессовое воздействие было чрезвычайно интенсивным или длительным, или повторяется через короткие промежутки времени, недостаточные для нормализации функций и метаболизма, то возникают нарушения, связанные с избытком адаптивных гормонов (АКТГ, глюкокортикоидов, катехоламинов и др.).

В этом случае гормоны оказывают «токсическое» действие и создают основу для функционально-биохимических нарушений в различных органах.

При рассмотрении адаптивных эффектов гормонов были отмечены механизмы трансформации их в повреждающие. Напомним, что перегрузка клеток Са++ и увеличение свободно-радикальных форм жирных кислот приводит к повреждению клеточных мембран и нарушению структуры и функции клеток. Таков один из механизмов стрессогенного повреждения миокарда. Длительная мобилизация энергетического и пластического материала при перераспределительном характере кровотока создает условия для ишемических повреждений «неработающих органов». Это один из ведущих механизмов стрессогенных язв в ЖКТ. Длительный стресс ведет к развитию стрессогенного иммунодефицита (глюкокортикоиды обладают иммунодепрессивным эффектом), который в сочетании с экспрессией протоонкогенов может являться одним из механизмов онкогенного эффекта стресса.

Таким образом, срочная неспецифическая адаптивная реакция, какой является стресс, превращается в причину развития повреждения организма, становится механизмом развития многих соматических заболеваний (как правило, при соответствующей генетической предрасположенности).

Заболевания, в патогенезе которых стресс играет определяющую, решающую роль Г.Селье назвал «болезнями адаптации». Примерами являются гипертоническая болезнь, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, неврозы, онкологические заболевания и др.

Те или иные психические и психосоматические нарушения, возникающие у человека, зависят от природы действующего стрессора, его силы и продолжительности действия, а также от стрессореактивности самого организма. Стрессореактивность является генетически детерминированной особенностью нейроэндокринных механизмов реагировать на действие стрессоров.

Большое значение в развитии болезней адаптации имеет индивидуальный опыт человека, определяющий значимость стрессора, а также свойства личности. Среди свойств личности, обусловливающих вероятность возникновения стресса, ведущее место занимает тревожность, которая в условиях адаптации может проявляться в разнообразных психических реакциях, известных как реакции тревоги. Тревога имеет личностную обусловленность и по направленности своего проявления может выполнять как охранительные, мобилизующие, так и дезорганизующие функции. Если рассогласование в системе «человек-среда» не достигает значительной степени и уровень тревоги не превышает средних значений, то на первый план выступает ее мотивационная роль и тогда тревога обусловливает активизацию целенаправленного поведения. При выраженном нарушении сбалансированности в системе «человек-среда», когда происходит перенапряжение механизмов регуляции, тревога значительно возрастает, отражая формирование состояния эмоционального стресса, который может приобретать хронический характер и снизить эффективность психической адаптации, что, в свою очередь, является одной из предпосылок болезни. Таким образом, каждый человек по-разному реагирует на внешний стрессор, в этом проявляется его индивидуальность. Следовательно, личностные особенности самым тесным образом связаны с формой реагирования на стрессор и вероятностью развития негативных последствий.

Психологи и психиатры установили зависимость между соматическими заболеваниями человека и его личностными особенностями, а также психологическим климатом, в котором он живет и работает. Например, для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями типична завышенная самооценка, связанная с такими особенностями личности, как индивидуализм, неудовлетворенность своим положением в жизни (профессией, должностью), конфликтность, пристрастие к «выяснению отношений. Это, как правило, люди сдержанные, скрытные, обидчивые, тянущиеся к другим, но трудно с ними сходящиеся. Для больных язвенной болезнью характеры тревожность, раздражительность, повышенная исполнительность и обостренное чувство долга. Язвенникам свойственная пониженная самооценка, сопровождающаяся чрезмерной ранимостью, стеснительностью, обидчивостью, неуверенностью в себе, и в то же время повышенная требовательность к себе, мнительность.

Активность и реактивность стресс системы регулируется двумя основными механизмами: внешним и внутренним (саморегуляция).

Саморегуляция основана на взаимоактивации гормонов между собой, пермессивности эффекта (взаиморазрешении) и на антагонистических взаимодействиях (например, глюкокортикоиды угнетают синтез, высвобождение и обратный захват норадреналина в симпатических нейронах).

Механизм внешней регуляции связан с модуляторными регуляторными системами, не входящими в стресс-систему – стресс-лимитирующими системами. Стресс-лимитирующие системы могут ограничивать повреждающие эффекты длительного стресса и тормозить чрезмерный эффект адаптивных гормонов. Центральные стресс-лимитирующие системы — работают на уровне головного мозга (нейромедиаторы — ГАМК, дофамин, серотонин, энкефалины и эндорфины).

ГАМК-эргическая система: гамма-аминомасляная кислота продуцируется многими нейронами ЦНС, в том числе тормозными. Под влиянием ферментов ГАМК превращается в мозгу в ГОМК – гамма-оксимасляную кислоту, которая обладает способностью тормозить деятельность многих структур мозга, в том числе гипоталамуса. В результате не происходит запуск стресс реакции. В экспериментах было показано, что предварительное введение животному ГОМК предотвращает развитие у него стресс-реакции на воздействие стрессора. Под влиянием стрессора в гипофизе возрастает продукция бета-липотропина, из которого образуются эндогенные опиаты – энкефалины, эндорфины. Эти вещества вызывают эйфорию, снижают болевую чувствительность (как компоненты антиноцицептивной системы), повышают работоспособность, увеличивают возможность выполнения длительной мышечной работы, снижают чувство тревоги. В целом, эти вещества снижают психогенные реакции человека на раздражители, уменьшая интенсивность эмоциональной реакции, запускающей стресс-реакцию. Периферические стресс-лимитирующие системы — действуют на периферии — простагландины, антиоксиданты, продукты распада АТФ, системы, блокирующие транспорт ионов кальция. Они выступают в роли модуляторов и ограничивают эффекторные повреждающие механизмы гормонов на клеточно-молекулярном уровне. Простагландины – это преимущественно простагландины группы Е. Их продукция при стресс-реакции возрастает, так как глюкокортикоиды вызывают активацию перекисного окисления липидов и выход лизосомальных ферментов, в том числе – фосфолипазы А2, которая участвует в образовании предшественника ПГ – арахидоновой кислоты. Простагландины группы Е снижают чувствительность ряда тканей к действию катехоламинов (за счет уменьшения концентрации свободных адренорецепторов).

Особенно это выражено в отношении чувствительности нейронов ЦНС к норадреналину. Таким образом, простагландины снижают выраженность стресс-реакции. Антиоксидантная система. При действии глюкокортикоидов, как уже отмечалось, активируется перекисное окисление липидов (ПОЛ), в результате чего образуются свободные радикалы, которые приводят к активации многих биохимических реакций в клетке, что нарушает ее жизнедеятельность. Однако в организме есть эндогенные «тушители» этих свободнорадикальных процессов. Они получили название антиоксиданты. К ним относят – фермент супероксиддисмутаза, витамин Е и др.).

Механизмы физиологического выхода из стресса обусловлены активностью стресс-лимитирующих систем, основная задача которых состоит в том, чтобы ограничить, подавить чрезмерные эффекты стресс-реализующих систем и нейтрализовать токсические (отрицательные) эффекты гормонов адаптации.

Диагностика стрессовых состояний. Существует различные методы, в той или иной степени, позволяющие объективно оценить степень развития стресса. Прежде всего – это методы определения гормонов в крови: кортизола, кортизона или продуктов их метаболизма – 17-ГОКС (гидроксикортикостероиды), адреналина, норадреналина. Чем выше уровень этих гормонов, тем выраженнее степень стрессовых реакций. Среди других способов, позволяющих оценить интенсивность стрессового состояния, рекомендуют использовать электромиографию (ЭМГ).

Особенно ценна информация в отношении ЭМГ мышц лба (чем выше интенсивность стресса, тем выше активность этих мышц).

Определение величины артериального давления (она возрастает при стрессе), выявление объективных, значимых изменений ритмограммы сердца, интегральной реографии тела, устойчивое изменения тонического компонента кожно-гальванической реакции. Также используют оценку показателей электроэнцефалографии, проводят различные психологические тесты (Минннесотский многофакторный личностный тест (ММРI), тест Тейлора и тест Спилбергера-Ханина (для определения тревожности) и др.).

6. Рекомендуемая литература

Основная:

1. Литвицкий П.Ф. Патофизиология: Учебник: — 4-е издание, перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. С. 264-272.

2. Телль Л.З., Лысенков С.П., Шастун С.А.. Патологическая физиология: Интерактивный курс лекций. — М.: ООО «Медицинское информагентство», 2007. – С. 180-191.

3. Введение в общую патофизиологию (конспект лекций) / Под ред. В.И. Николаева. — СПб: СПбГМА 2009. – С.46-50.

4. Патологическая физиология / Под ред. А.Д. Адо, — М.: Триада-Х, 2000. – С. 48-61.

Дополнительная:

1. Судаков К.В. Избранные лекции по нормальной физиологии. — М.: Эриус, 1992. – 242 с.

2. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. – СПб: Элби, 1999. – С. 490-557.

3. Селье Г. От мечты к открытию. — М.: Прогресс. – 1987.- 368 с.

  1. Материалы для контроля.

Ситуационные задачи

Задача 1. Контрольную группу животных (белые крысы) и опытную (после адреналэктомии), подвергали длительной нагрузке на тредбане. Продолжительность бега в контроле составила 45 мин. Уровень сахара повысился в 1,5 раза, концентрация пирувата увеличилась на 20%. Продолжительность бега у опытной группы животных составила 20 минуту на фоне гипогликемии, концентрация пирувата возросла на 180% по отношению к исходной.

Проанализируйте и объясните полученные результаты.

Задача 2. После дозированной физической нагрузки у начинающих спортсменов отмечается учащение пульса до 140 ударов в 1 минуту и увеличение АД до 180/100 мм рт. ст., а у спортсменов высокого класса пульс достигает 100 ударов в минуту, а АД – 130/90 мм рт. ст.

Объясните, почему у начинающих спортсменов показатели гемодинамики более выражены по сравнению со спортсменами высокого класса.

Задача 3. Контрольную группу животных и опытную (после тиреоидэктомии) помещали в камеру с пониженным содержанием кислорода. Через 5 дней контрольные животные погибли, а у опытной группы животных установлено снижение обмена веществ, гипопротеинемия, угнетение рефлексов и снижение функций организма.

Почему опытные (тиреоидэктомия) животные не погибли, с чем связаны изменения функций организма?

Задача 4. Контрольных и адреналэктомированных крыс подвергли длительному воздействию низкой температуры, после чего определяли степень выносливости на тредбане. Контрольные животные — 45 минут, а адреналэктомированные — 10 минут.

Какие факторы определили степень выносливости у контрольных и опытных крыс?

Задача 5. Группу животных (белые крысы) в течение 15 минут подвергали слабому электроболевому воздействию (подача слабого электрического тока на пол камеры).

Через 5 минут от начала эксперимента часть животных погибла, на вскрытии обнаружены множественные язвы на слизистой желудка.

Почему погибли животные?

Объясните механизмы язвообразования.

Задача 6. В эксперимент взяли 2 группы животных. Контрольная группа – 30 крыс, опытная группа – 30 крыс, которым до эксперимента за 30 мин и 2 раза в ходе эксперимента вводили перорально ГОМК (гаммаоксимаслянная кислота).

Затем обе группы подвергали электроболевому стрессу. В контрольной группе длина язвенных поражений желудка составила 10,5 мм, а у опытной – 3,3 мм. В контрольной группе образование язв зафиксировано у всех животных, а в опытной – только у 10 крыс.

Объясните, почему в опытной группе снижено язвообразование.

Тестовые задания

I. Тест на выбор правильного ответа

  1. ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ СТРЕСС СПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ?

1. Да 2. Нет

Ответ: 2

  1. ХАРАКТЕРНА ЛИ ДЛЯ ОАС ГИПЕРПЛАЗИЯ ТИМУСА?

1. Да 2. Нет

Ответ: 2

3. ЧТО ХАРАКТЕРНО ДЛЯ СТАДИИ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОАС?

  1. Уменьшение секреции кортикостероидов
  2. Повышение секреции кортикостероидов
  3. Усиление глюконеогенеза
  4. Ослабление глюконеогенеза
  5. Повышение уровня гистамина крови
  6. Понижение уровня гистамина крови
  7. Нейтрофильный лейкоцитоз
  8. Лимфопения

Ответ: 2,3,6,7,8

4. СНИЖЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СТРЕССА ПРОИСХОДИТ ВСЛЕДСТВИИ:

  1. Активации опиоидной системы
  2. Активации симпато-адреналовой системы
  3. Гиперпродукции АКТГ
  4. Активации ГАМК-ергической системы мозга
  5. Образования антиоксидантных веществ
  6. Гиперкатехоламинемии
  7. Гиперфункции пучковой зоны коры н/п

Ответ: 1,4,5

5. МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ НА КЛЕТКИ КРОВИ:

1. Вызывают эозинофилию

2. Вызывают лимфопению

3. Активируют эритропоэз

4. Вызывают эозинопению

5. Вызывают лимфоцитоз

6. Угнетают эритропоэз

Ответ: 2,3,4

П. Тесты на установление соответствия

  1. ХАРАКТЕРИСТИКА СТАДИЙ СТРЕССА ПО Г.СЕЛЬЕ: А) ТРЕВОГИ, Б) РЕЗИСТЕНТНОСТИ, В) ИСТОЩЕНИЯ

  1. Эозинопения
  2. Гиперплазия коры надпочечников
  3. Гипоплазия тимуса и лимфоузлов
  4. Гиперплазия щитовидной железы
  5. Атрофия коры надпочечников
  6. Язвы ЖКТ
  7. Болезни адаптации

Ответ: А) 1,3,6 Б) 2,4 В) 5,7

  1. ХАРАКТЕРИСТИКА АДАПТАЦИИ: А) СРОЧНОЙ, Б) ДОЛГОСРОЧНОЙ
  1. Формирование ОАС
  2. Дефицит энергетического материала
  3. Суперкомпенсация энергетического материала
  4. Амплификация генов
  5. Протеолиз
  6. Гипергликемия
  7. Активация ядерной ДНК
  8. Болезни адаптации

Ответ: А) 1,2,5,6,8 Б) 3,4,7

3. ЭФФЕКТЫ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА: А) СТРЕСС-РЕАЛИЗУЮЩИХ,

Б) СТРЕСС — ЛИМИТИРУЮЩИХ

  1. Гиперактивация эмоциогенных зон мозга
  2. Действие блокаторов кальциевых каналов мембран
  3. Высокая концентрация катехоламинов и глюкокортикоидов
  4. Избыток кальция в сарколемме
  5. Активация перекисного окисления липидов
  6. Активация ГАМК- и серотонинэргических структур мозга
  7. Гипергликемия
  8. Активация антиоксидантных систем организма

Ответ: А) 1, 3,4,5,7 Б) 2,6,8

Ш. Тесты на дополнение

  1. В ЧЕМ СОСТОИТ АДАПТАЦИОННАЯ РОЛЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ?

1…………….., 2………………, 3…………….., 4……………, 5…………….

Ответ:

  1. Повышают содержание глюкозы в крови
  2. Повышают АД
  3. Увеличивают ОЦК
  4. Противовоспалительное действие
  5. Противоаллергическое действие

2. ПЕРЕЧИСЛИТЕ СТАДИИ ОАС

1…………….., 2………………, 3……………..

Ответ: 1. Стадия тревоги 2. Стадия резистентности 3. Стадия истощения

3. К БОЛЕЗНЯМ АДАПТАЦИИ МОЖНО ОТНЕСТИ:

1…………….., 2………………, 3…………….., 4……………

Ответ: 1. Неврозы 2. ГБ 3. ИБС 4. Сахарный диабет

4. СИСТЕМЫ, ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ПОВРЕЖДАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ СТРЕССОРОВ НАЗЫВАЮТСЯ______________СИСТЕМАМИ

Ответ: стресс-лимитирующими

IV. Тесты на установление правильной последовательности:

1.УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНУЮ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СТАДИЙ ОАС?

  1. стадия резистентности – стадия истощения – стадия тревоги
  2. стадия тревоги — стадия резистентности – стадия истощения
  3. стадия резистентности – стадия тревоги — стадия истощения
  4. стадия истощения — стадия тревоги — стадия резистентности
  5. реакция тревоги — стадия истощения — стадия резистентности

Ответ: 2

2. КАКОВА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СТРЕССА?

  1. Усиление выработки АКТГ в передней доли гипофиза
  2. Действие стрессора на кору головного мозга или на рецепторы
  3. Активация выработки кортиколиберина
  4. Выброс в кровь глюкокортикоидов
  5. Гиперплазия надпочечников
  6. Действие глюкокортикоидов на клеточные рецепторы

Ответ: 2-3-1-5-4-6

Контрольные вопросы

  1. Понятие адаптации, виды адаптации, основные характеристики срочной и долговременной адаптации.
  2. Общий адаптационный синдром по Г.Селье. Стресс-реакция как основная форма срочной неспецифической адаптации.
  3. Классификация и характеристика стресс-факторов.
  4. Роль коры головного мозга, аппарата эмоций, симпатоадреналовой и гипоталамо-адренокортикальной систем в адаптации.
  5. Понятие о стресс-реализующих системах. Адаптивные эффекты гормонов.
  6. Стадии и общая характеристика ОАС, механизмы развития стресса.
  7. Центральные и периферические стресс-лимитирующие системы и их защитное действие на организм.
  8. Болезни адаптации. Роль стресса в патогенезе некоторых соматических заболеваний.
  9. Механизмы долгосрочной адаптации.

8. Практическая работа

Опыт 1. Влияние общего адаптационного синдрома на чувствительность животного к пониженному атмосферному давлению.

Цель опыта: получить общий адаптационный синдром и его модель введением кортизона; изучить влияние общего адаптационного синдрома на чувствительность к пониженному атмосферному давлению.

Методика. Опыт ставят на трех мышах. Одной из них за 15-20 мин до эксперимента вводят 0,2 мг (0,2 мл раствора) кортизона. Вторую мышь перед опытом заставляют плавать в сосуде с водой в течение 10 мин. Третья мышь – контрольная Животных помещают под стеклянный колпак аппарата Комовского. Колпак плотно притирают к площадке аппарата, соединенного с насосом и манометром. Постоянно откачивают воздух из-под колпака и следят за состоянием животных, временем их гибели и уровнем давлением при этом. Результаты обсуждают, делают выводы.

9. Темы уирс

  1. Влияние адаптивных гормонов на иммунобиологическую систему организма.
  2. Роль стресса в формировании долговременной адаптации: действие гормонов и медиаторов.
  3. Предупреждение стрессорных и ишемических повреждений модуляторами, антиоксидантами и другими мембранопротекторами.
  4. Роль стресс-лимитирующих систем в ограничении повреждающих эффектов стресса.
  5. Гендерные особенности адаптивных процессов.
  6. Роль антиноцицептивных систем в проблеме физиологического выхода из стресса.
  7. Типологические особенности личности и их влияние на формирование ОАС.
  8. Участие гормональных механизмов в процессе тренировки.

29