Преодоление старости

5. Модель нормы и патология

Основные рабочие функции живого присущи всем одноклеточным. Это, прежде всего, энергетика обмена веществ – получение энергии из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Затем пищеварение – захват частичек пищи и переваривание их внутри клетки в специальных пузырьках (лизосомах). Потом движение (у одноклеточных – сократительные элементы). И, наконец, защита внутренней среды от внешней и связь с ней через всасывание и выделение, а также за счет особых «окошечек», воспринимающих специфические воздействия и передающих сигналы на сократительные или другие элементы тела клетки, а может, и на органы управления.

Клетки многоклеточного организма усовершенствовали и развили отдельные функции и сформировали органы: пищеварения, размножения, движения, восприятия раздражений, регулирования.

Особенное развитие в процессе эволюции получили органы управления. Они сформировались в несколько регулирующих систем (PC), выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы.

Первая регулирующая система (I PC) представляет жидкую среду организма – кровь и лимфу. Кровеносная система объединяет все органы через посредство относительно простых химических веществ, например таких, как кислород, углекислота, глюкоза. Каждый орган получает и отдает в кровь то, что ему предназначено специализацией.

Вторая регулирующая система (II PC) представлена эндокринными железами. Они регулируют «обеспечивающие» функции организма с помощью гормонов. Эти химически активные вещества тормозят или активизируют ферменты, а через них и большинство функций клеток.

Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы, главным образом уровень их специфической активности.

Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) «отвечает» главным образом за связи организма с внешней средой. Ее клетки и структуры воспринимают и передают внешнюю информацию и управляют произвольными движениями. Высший ее этаж – кора мозга. В IV PC представлены также «датчики» – рецепторы с кожи, мышц, суставов и в меньшей степени с внутренних органов, доставляющие к сознанию избранную информацию о теле.

Регулирующие системы имеют этажную структуру. Например, в IV PC описывают кору мозга, подкорку, спинной мозг. В III PC можно выделить высшие вегетативные центры, ведающие обобщенными функциями, например питанием; «главные» центры ведающие органами (кровообращение, дыхание), и местные нервные сплетения самих органов, регулирующие отдельные клетки. Эндокринная система (II PC) имеет два этажа: гипофиз управляет надпочечниками, щитовидной и половыми железами. Даже I PC и ту условно можно поделить на две: кровеносная и лимфатическая системы.

В функциональном отношении все регулирующие системы связаны между собой прямыми и обратными связями: высшие управляют низшими, а низшие, в свою очередь, воздействуют на высшие.

Регулирующие клетки способны к тренировке при повышении функции, как и всякие другие. Для клетки это вполне физиологично но в целом организме их повышенная тренированность может вызвать патологию, так как изменится характеристика регулятора, и он будет неправильно управлять органом.

Всякая схема живых организмов условна. Клетки регулирующих систем проникают в рабочие органы, отдельные уровни самих регулирующих систем перекрываются, функции разных регулирующих систем наслаиваются. Анатомически органы четко отделены, физиологически нет: они участвуют в совершенно разных функциональных системах. Поэтому я сделал совсем условную и простую функциональную схему – выделил важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям (рис. 3).

В самом верху помещен прямоугольник с надписью «Психика». Психика представлена корой и подкоркой. Отдельно выделен четырехугольник «Чувства», а ниже «II PC и III PC, эндокринная и нервно-вегетативная системы».

Между ними помещен квадрат с надписью «Система напряжения» Анатомически она четко не выделяется, но функционально весьма важна. Массивный вход к ней идет от чувств, а выходы направлены как вверх – к психике, так и вниз, к регуляторам – II PC и III PC. Единственный выход от психики направлен к мышцам, к органам движения. Они ориентированы на внешнюю среду и им противостоит ее сопротивление.

Выделение других функциональных подсистем зачастую весьма спорно, но начнем по порядку сверху вниз.

«Газообмен и кровообращение». Обеспечение всего организма кислородом и удаление углекислоты посредством дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Система кровообращения выполняет и другие функции: перенос питательных и пластических веществ от специальных органов ко всем клеткам и продуктов обмена к органам выделения. Она же переносит тепло или охлаждает тело. Буквой Р в левом верхнем углу выделены собственные нервные регуляторы сердца и сосудов. Стрелка к высшим регуляторам мощная, чем подчеркивается большая зависимость от них этой подсистемы.

^{Рис. 3 Схема организма}

Ниже расположена подсистема «Питание и обмен». Я пытался объединить в ней все функции снабжения организма энергетическим и строительным материалами, понимая под этим не только функции такого специфического органа, как желудочно-кишечный тракт, но и внутриклеточные энергетические и пластические функции. Обмен углеводов, жиров, белков, витаминов, а также солей и воды – все объединено в одну функциональную подсистему. Внизу квадрата выделен участок с обозначением «жир». Этим подчеркнута единственная в своем роде функция создания запаса энергетического материала в специальных клетках, и она относится к питанию.

Следующая подсистема «Терморегуляция» поскромнее. Она осуществляется кожными сосудами, но замкнута и на клеточный обмен, на кровообращение, на сокращение мышц и достаточно представлена в сознании.

Расположенная ниже подсистема названа сложно: «Соединительная ткань, клеточная защита и кровь», иначе «Иммунологическая система». Соединительную ткань всегда отличали от других тканей по разнообразию видов клеток и их функций. Диапазон их действительно велик – от кости до эритроцитов. Но система имеет одно общее качество: большая автономия клеток и их высокая способность к перестройке структуры. В ней всегда есть незрелые, почти эмбриональные клетки, способные к делению. Простым примером является кроветворная ткань: из очень молодых, так называемых «стволовых» клеток выходят и эритроциты, и различные формы лейкоцитов. Главная функция иммунной подсистемы – защищать организм от чужих белков, а также от своих, если они изменились в результате изменений в ДНК. Конечно, деятельность этой системы зависит от снабжения, особенно доставки таких активных биологических веществ, как витамины и микроэлементы. Связь этой системы с регуляторами – самая слабая среди всех других клеток. Однако гормоны коры надпочечников могут активизировать или тормозить реакции соединительной ткани на микробы внешней среды или на умирающие собственные клетки.

В самом низу помещена еще одна специфическая подсистема – «Органы размножения». Не буду на ней останавливаться, поскольку ее влияние на организм ограничено.

Все системы и подсистемы объединены первой регулирующей системой – кровью и лимфой.

Прежде всего, надо обратить внимание на «выходы», то есть на то, как деятельность каждой подсистемы отражается на других подсистемах. Зависимость «выходов» и «входов» представляет собой «характеристику» подсистемы, примерно такую же, как показана на рис. 1 («Схема клетки»).

Возьмем мышцы. «Входом» для них является сопротивление среды движению, например тяжесть гантелей, объективным «выходом» – развиваемая при движении мощность, субъективным – чувство утомления, для преодоления которого нужно психическое напряжение. Важнейшим дополнительным «входом» служит доставка кислорода, которую обеспечивает подсистема «Газообмен». Тренировка характеризуется тем, как постепенно возрастает физическая нагрузка по мере упражнения.

Обратимся к подсистеме «Газообмен». Она состоит из сердца, сосудов и легких. Любой из этих компонентов может ограничить максимальную функцию доставки кислорода тканям и удаления углекислоты. Однако у молодых и здоровых главная причина снижения резервных мощностей – детренированность сердца. «Период полураспада белков» очень хорошо демонстрируется на нем. За месяц строгого постельного режима коэффициент резерва даже у тренированного человека снижается с 5 до 1,3.

Субъективно характеристику мы чувствуем по нехватке воздуха при возрастающей мышечной работе. Если замерять при этом потребление кислорода в минуту или частоту пульса, то получим кривые, представляющие объективную характеристику. Для этого производят исследования на специальном аппарате – велоэргометре.

Значение легких в обмене газов меньшее, чем сердца, если нет болезни. Объем легких, количество действующих легочных альвеол, проходимость бронхов – все тренируется вместе с сердцем при нагрузке.

Вредные влияния на газообмен со стороны других подсистем разнообразны. Система напряжения, например, нарушает регулирование, возникают спазмы коронарных артерий, изменяется ритм сердца.

Вредные последствия плохой работы подсистемы «Газообмен» не нуждаются в подробном разборе. Если в аорту поступает кровь с недостатком кислорода, органы оказываются в трудном положении. Так, когда напряжение электростанции понижается, все лампочки тускнеют. Нечто подобное случается с кровью при дыхательной недостаточности, когда диффузия кислорода затруднена из-за утолщения стенок альвеол или выпотевания в них жидкости из кровеносных капилляров. Первое зависит от легких, второе бывает, когда «не тянет» левый желудочек сердца и легкие переполняются кровью. Больше всего страдает мозг, он появился в эволюции поздно и не рассчитан на плохое «снабжение».

Подсистему «Питание» труднее охватить, поскольку ее функции многообразны и в разных клетках и органах очень различны. В принципе это система снабжения энергетическим и пластическим «строительными» материалами. Она призвана обеспечить непосредственные затраты энергии, создание некоторых энергетических запасов и представить материал для построения структур организма во всем их многообразии. При этом следует учесть, что организм получает извне очень разную пищу, ее нужно сначала разложить до простых кирпичиков, которыми восполняется энергия и из которых строятся собственные структуры. Кирпичиками белков служат аминокислоты, углеводов – глюкоза, жиров – жирные кислоты.

Субъективная характеристика – количество пищи, ощущение голода или сытости – зависит не только от соотношения «приход-расход» энергии, но также от вкуса, объема блюд и от «тренированности» пищевого центра: есть люди с хорошим и плохим аппетитом, «жадные» и «нежадные». У «жадных» субъективная потребность в пище, то есть чувство голода, будет превышать расходы организма, и человек станет толстеть.

Мне представляется, что чем меньше организм получает пищи, тем совершеннее его обмен веществ. В этом отношении дикая природа не является образцом. Эволюция шла на компромисс, она отработала повышенный аппетит, ставящий организм в невыгодное положение при избытке пищи, но тем самым обезопасила биологический вид от вымирания в связи с крайней нерегулярностью снабжения. Только периодические вынужденные голодовки исправляли этот дефект регулирования, так как разгружали клетки от всех балластных веществ, накопившихся в период благоденствия.

Нужна ли человеку вообще жировая подкожная клетчатка? Боюсь быть категоричным, но, наверное, нет, не нужна. Никаких полезных функций она не выполняет, кроме сохранения энергетических запасов на случай голода. Но это не нужно современному человеку, кроме самого минимума на случай болезни.

Качество пищи более важно, чем ее количество, потому что природа не выработала специальных потребностей в полноценных аминокислотах, витаминах и микроэлементах, а требует только калорий. Поэтому ассортимент блюд человек выбирает по вкусу, а не по полезности. Отсюда масса возможностей для неполноценного питания, не обеспечивающего клетки всем необходимым. В этом источник многих болезней.

Регулирование подсистемы «Питание» очень сложно. Гормоны действуют на клеточный обмен, на превращение питательных веществ в «энергетические» молекулы АТФ. В качестве примера нарушений работы подсистемы можно привести диабет.

Органы пищеварения регулируются в основном вегетативной нервной системой (III PC), но прием пищи и опорожнение кишечника – произвольные акты, управляемые сознанием. Чрезмерная активность системы напряжения может значительно извращать деятельность желудка и кишечника. что приводит к таким болезням, как язва и колит.

Мы говорим о пище, о питании. Но есть еще вода и соли. Целая система водно-солевого обмена, которая обеспечивает клеточную химию и связана с кровообращением. На входе у нее пищеварительный тракт с психическим регулятором жажды, на выходе образование в почках мочи разного состава. Жажда зависит от количества соли в пище, а также от индивидуальных привычек – одни пьют много, другие мало. Снова тренировка центров регуляции. «Выход» мочи зависит от «входа», но регулируется гормонами, а у больных обусловлен еще и работой центра. Система напряжения меняет настройку, установку эндокринных регуляторов, и в организме может задерживаться вода.

Подсистема «Терморегуляция» едва ли требует много пояснений. Постоянство температуры тела в эволюции отработано давно, но и эта функция понята не до конца. Почему так легко температурный центр реагирует на инфекцию? Повышение температуры бывает чуть ли не первым ее проявлением. Видимо, есть древний защитный механизм, действующий на клеточном уровне: повышение температуры активизирует защитные силы. Для здорового человека это так и есть, для старого и больного опасно само по себе, так как лихорадка перегружает сердце. Но природа не рассчитывала на старость и хронические болезни.

Функция терморегуляции, то есть поддержания постоянства температуры при разной погоде, тренируема, как и всякая другая. Схемы закаливания известны. В некоторой степени они заменяют физкультуру.

Соединительная ткань и система иммунитета. Существуют два параллельных и взаимодействующих механизма: клеточная защита через фагоцитоз и гуморальная через антитела – активные белковые комплексы, связывающие токсины и умертвляющие микробы. Функции иммунитета осуществляются особыми лейкоцитами – лимфоцитами. Одни образуют антитела, другие убивают микробов при прямом контакте с ними, так называемые киллеры. Система образования иммунных лимфоцитов довольно сложна: она включает костный мозг, вилочковую железу, лимфатические узлы, селезенку. В этих органах лимфоциты нарождаются и «проходят обучение», то есть приобретают специфичность в уничтожении данного вида микроба или собственного «некондиционного» белка, образующегося в результате изменений ДНК.

В механизмах иммунитета много неясностей. Как объяснить их довольно строгую специфичность? Для каждого чужого белка вырабатывается свой белок – антитело. И это без всяких анализов, в одной клетке. Поскольку структуры белков запрограммированы в генах («один ген – один белок»), то сколько же нужно иметь запасных генов на все возможные чужие белки? Не буду даже пытаться пересказывать существующие гипотезы.

Как и для всякой функции, существуют количественные характеристики и для иммунной системы. Они основаны на определении активности иммунитета к известным или новым микробам. Однако для здоровых людей достаточно иметь хороший анализ крови, так как он в общем характеризует состояние кроветворных органов, которые неразделимы с иммунной системой.

Кроветворение находится под воздействием эндокринной системы, особенно коры надпочечников. Ее гормоны тормозят иммунитет, поэтому любые стрессы ослабляют защиту организма от инфекции и замедляют заживление ран. Снова все та же система напряжения.

Воздействие «снизу» – это влияние питания. Неполноценная пища при недостатке витаминов и микроэлементов всегда плохо сказывается на крови и снижает «общую сопротивляемость организма».

Влияние недостаточности иммунитета на организм очень велико. Прежде всего, понижается устойчивость к инфекции. Микробов много, и ничем от них не защититься. Мыть руки перед едой (это азбука гигиены), может, и не так важно для здорового человека. Ставку нужно делать на сопротивление микроорганизмам, а не на создание препятствия их доступу в организм, кроме, разумеется, взрывов эпидемий.

К сожалению, проблему защиты от инфекции нельзя решить «в лоб» – рациональным питанием, физкультурой, даже закаливанием. Появится новый тип гриппозного вируса – и масса людей заболевает. Болезнь не щадит не только слабых и старых, но и сильных, закаленных людей. Они тоже тяжело болеют, к счастью, как правило, не умирают. Но заболевает их все-таки меньшинство. А другие, незаболевшие? Что же, у них была уже защита от нового микроба? Откуда? Все это вопросы, на которые нет пока ответа. Факторы, определяющие тяжесть инфекционного заболевания, тоже неясны.

Мы опустим подсистему органов размножения и все, что связано с этой функцией. Нужно говорить много или ничего. Отношение к телесному здоровью она имеет, но не прямое, а через психику. Во всяком случае, у мужчин.

Нам осталось немного в этом затянувшемся обзоре. Посмотрите, самые верхние квадратики схемы организма – это психика, «система напряжения» и высшие регулирующие механизмы эндокринной и нервно-вегетативной системы. Если все сжать, это будет выглядеть как влияние психики на здоровье и болезни. Стрессы и эмоции! Любимые объяснения всех бед с нашим телом в последние десятилетия.

Зная нашу жизнь, я долго сомневался: значит ли что-нибудь психика в росте болезней? Однако простые врачебные наблюдения убедили меня, что это так. Даже поджарые и спортивные люди заболевают после несчастий, потрясений, напряженной работы. Гораздо реже, чем толстые и детренированные, но заболевают. Особенно если работа сопровождается тревогой и страхом.

Почему значение нервного фактора в болезнях возросло, хотя неприятности были у людей всегда?

Развитие образования и массовой культуры привело к росту интеллекта. Это выражается в усилении памяти, способности к дальнему предвидению. Увеличилась длительность планов, разнообразие их целей и особенно удельный вес «мыслительной части» деятельности в ущерб двигательной. Человек стал гораздо больше думать и меньше двигаться. Взрослые животные двигаются или спят, думать они не умеют. У них тоже полно неприятных эмоций, но они разрешаются тут же, в физическом напряжении. У человека не так. Он думает о неприятностях. Именно в последние 20– 30 лет произошли значительные сдвиги в этом направлении.

Но не следует и переоценивать возрастание культуры, интеллекта и способности к самонаблюдению. Беда в том, что связанное с этим повышение уровня тревоги совпало с неблагоприятными изменениями в поведении людей: с физической детренированностью и перееданием.

Поэтому именно теперь есть основания рассматривать систему напряжения как важнейшую по своему влиянию на состояние здоровья и возникновение болезни. Она является генератором активности мозга. Кора, подкорка, ствол мозга связаны через гипоталамус с гипофизом и дальше с надпочечниками. Форсированные режимы мышления реализуются через симпатическую нервную систему и через эндокринные железы, воздействуя «сверху» на все функциональные системы и изменяя «установку» уровня их регулирования. Особенно наглядно это проявляется в кровяном давлении: система напряжения устанавливает для сосудодвигательного центра повышенный уровень регулирования давления в момент психического напряжения.

То же относится к дыханию: при напряжениях появляется одышка, то есть дыхательный центр устанавливает более низкое содержание СО2, чтобы обеспечить ожидаемую физическую работу, когда будет избыток углекислоты.

У животных, как я уже говорил, неприятные эмоции разрешаются относительно быстро и всегда через действие. Страх – бегство. Гнев – драка. У человека интеллект, предвидение, воспоминания вызывают состояние тревоги, думание без движений, иногда и ночью, без сна. «Установки» регуляторов меняются на много часов. При этом регуляторы нижних этажей, например желудка или сердца, возбуждаемые «сверху» от системы напряжения, длительное время находятся в состоянии повышенной активности. И тут вступает в действие тренировка. В данном случае вредная. Перетренированный регулятор меняют свою характеристику «вход» – «выход», и его регулирующий эффект может оказаться неоптимальным для «рабочих» клеток. Например, для желудка это выразится в спазматическом сокращении стенок, в повышении кислотности желудочного сока. В результате возможны самопереваривание слизистой и язва желудка. Для сосудистой системы это выразится в гипертонии. Все это укладывается в понятие невроза.

Подобное же предположение можно сделать и о влиянии психики на инфекцию: гормоны стресса – кортикостероиды, выделяемые корой надпочечников, угнетают любой иммунитет.

Как сохранить систему напряжения от перегрузки? Исходя из общей гипотезы о тренировке, можно предположить, что эта система способна «перетренироваться». Это значит, повысится собственная активность нервных клеток, и они будут выдавать больше импульсов даже при прекращении эмоций. Мера здоровья для системы напряжения – защита от перетренировки, особенно для людей, ведущих напряженную и нервную работу. Расслабление можно тренировать через создание активных конкурирующих моделей в коре, связанных с подкорковыми механизмами. Об этом еще речь впереди.