Стресс
Когда восемнадцатилетний студент Пражского университета Ганс Гуго Бруно Селье впервые переступил порог терапевтической клиники, познания его в области практической медицины были более чем ограниченны. Он имел довольно смутное представление о больных и болезнях. Больные предъявляли приблизительно одни и те же жалобы, а признаки разных болезней были настолько схожи, что разобраться в них неопытному студенту было не по силам. Ревматизм, тиф, малярия, грипп походили друг на друга как близнецы. Казалось, что различные по специфике, силе и длительности патологические процессы вызывают ряд стереотипных, однозначных реакций, не зависящих от качественных особенностей болезни.
Это наблюдение, мимо которого проходят, не задумываясь, многие и многие тысячи студентов-медиков, явилось для Селье отправной точкой большого, делающего эпоху в физиологии и открытия в медицине. В этом — сила таланта, залог успеха истинной науки. Вполне вероятно и бесспорно можно поверить Селье, что именно на первой лекции профессора-клинициста у него зародилась мысль, в то время еще неоформленная и неосознанная, воплотившаяся впоследствии в теорию, известную под названием «синдрома адаптации».
Примерно через 10 лет, 4 июня 1936 г., уже будучи незаурядным исследователем-экспериментатором, Селье опубликовал в английском журнале «Nature» небольшую заметку под названием «Синдром, вызываемый разными повреждающими агентами». Она и явилась началом концепции стресса. Молодому автору все представлялось простым и ясным. Любое раздражение вызывает повышение активности гипофиза — этого начального звена в иерархии желез внутренней секреции, усиленное выделением им адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего деятельность коры надпочечников и поступление в кровь кортикостероидов.
Накопление кортикостероидов, различных по своему строению и значимости, представляет решающий фактор в развитии стресса. Оно определяет характер заболевания, возникновение ряда «неспецифических», т.е. общих для любой болезни явлений. Нарушение секреции гормонов коры надпочечников приводит к «болезням адаптации», суть которых заключается в потере организмом наиболее важной для его жизнедеятельности способности приспособляться (адаптироваться) к условиям существования.
Заслуга Селье в том, что он выявил один из важнейших механизмов защитных реакций, протекающих в высоко организованной живой материи. Теория стресса оказала большую помощь практической медицине. Гормоны коры надпочечников нашли широкое применение при самых разнообразных заболеваниях. Клинические наблюдения оказали немалое влияние на развитие медицинской мысли, поскольку они показали, что можно воздействовать одним и тем же гормональным препаратом на разные по внешнему проявлению болезни. Концепция Селье сыграла важную роль в развитии ведущих биологических наук — физиологии, биохимии, фармакологии. Со времени появления первых работ, посвященных проблеме стресса, прошло немало лет, но споры вокруг «синдрома адаптации» не прекращаются до наших дней. Жизнь показала, что представление о стрессе не превратилось, да и не могло превратиться, в панацею, в «единую теорию медицины», как это представлялось (а может быть, и хотелось) самому автору и наиболее рьяным его приверженцам. Универсального решения всех медицинских проблем теория стресса не принесла, хотя значение ее для биологии и медицины бесспорно.
Представление о стрессе возникло не случайно. Оно связано прочными нитями с учением Клода Бернара о постоянстве внутренней среды организма, с материалистическим направлением русской физиологической школы И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, А. Д. Сперанского, со взглядами Л. А. Орбели на приспособительную роль симпатической нервной системы, с работами У. Кеннона о гомеостазе (собственно, впервые заговорившего о стрессе), с теорией барьерных функций Л. С. Штерн и многими другими научными концепциями.
В течение долгих лет теория стресса совершала триумфальное шествие по всему земному шару. Ее разрабатывали, дополняли, расширяли, углубляли в сотнях лабораторий, ей были посвящены тысячи и тысячи экспериментальных исследований. Она восторженно принималась одними и непримиримо отвергалась другими. Автора ее неоднократно упрекали в игнорировании роли нервной системы, в односторонности, упрощенчестве, даже тенденциозности.
Да и само понятие «стресс», которое несколько приближенно переводится на русский язык как «напряжение», прочно вошедшее не только в научную, но и в повседневную международную терминологию, охватывает различные, подчас взаимно исключающие состояния. Стресс — это болезнь и в то же время комплекс боли, ощущение страха перед бормашиной, высверливающей полость в больном зубе. Стресс — это травма при автомобильной катастрофе, известие о смерти друга и даже трамвайная ссора. Стресс у бегуна, добежавшего до финиша, и стресс у болельщика, который волнуется за него на трибуне. Стресс — неприятность на работе и стресс — удар ножа в уличной драке…
В лабораторном опыте мы наблюдаем стресс у крысы, которая бежит часами в неумолимо вращающемся колесе или плавает с грузом в бассейне, и стресс у морской свинки, перенесшей травму черепа, у оперированного кролика, у подопытной собаки.
Начало стресса, его первую стадию — реакцию тревоги — Селье рассматривает как призыв к оружию, к мобилизации всех защитных сил организма. Это нечто вроде колокольного звона, набата, возвещающего о надвигающейся опасности. Затем следует фаза приспособления (адаптации), или, по Селье, «стадия резистентности». Именно в этом периоде кора надпочечников особенно интенсивно вырабатывает кортикостероиды, защищая тем самым организм от повреждающих воздействий.
Если стрессор продолжает атаку, наступает третий период стресса — стадия истощения. Исподволь развивающееся нарушение секреции гормонов коры надпочечников приводит к болезням адаптации. Суть их заключается в потере организмом наиболее важной для его жизнедеятельности способности приспособляться (адаптироваться) и к условиям существования, и к сверхсильным раздражениям, болезням, переживаниям, волнениям. Изменения, возникающие в организме при состоянии стресса, Селье назвал общим адаптационным синдромом. Эти изменения примерно одинаковы при всех видах стресса. Они возникают под влиянием любого чрезвычайного раздражения и характерны, по выражению Селье, для «просто болезни».
Долгое время в теории стресса оставался неясным вопрос о пусковых механизмах, вызывающих возбуждение гипофиза и выброс гормонов коры надпочечников в кровь. Прав ли был Селье в своем утверждении, что все начинается с усиленной выработки гипофизом адренокортикотропного гормона? Или в основе стресса лежат другие, более сложные физиологические и биохимические процессы. В настоящее время ни у кого не возникает сомнений, что при стрессе (будь то болезнь, боль, физическое страдание или эмоциональное потрясение — сильное, слабое, длительное, короткое) приходят в действие сложнейшие нервные механизмы. Кора больших полушарий головного мозга через подкорковые элементы сигнализирует о возникшей опасности гипоталамусу — этому небольшому, но «богатому значением» отделу мозга. Здесь, где расположены высшие регулирующие и координирующие приборы вегетативной и эндокринной систем, чутко улавливаются малейшие нарушения, возникающие в организме. Безупречно действующая обратная связь нацелена на быстрое восстановление нормальных физиологических взаимоотношений в организме.
При любой опасности, в любой ситуации, угрожающей нашему здоровью, спокойствию, физическому или нравственному благополучию, то есть во всех случаях, способных вызвать состояние стресса, гипоталамус мобилизует все находящиеся в его распоряжении защитные силы. И первым проявлением такой защиты является выброс адреналина из мозгового слоя надпочечников в кровь.
Еще в начале нашего столетия американский физиолог У. Кеннон показал, что при боли, голоде, страхе и ярости, т.е. при разных видах стресса, содержание адреналина в крови резко увеличивается. В дальнейшем было установлено, что одновременно нарастает также уровень норадреналина. Однако еще до того, как мозговой слой надпочечников начинает усиленно вырабатывать адреналин, в нервных клетках гипоталамуса происходит мобилизация норадреналина. Из связанной формы норадреналин переходит в «свободное» состояние. Он повышает активность и выносливость клеток мозга. Центральная нервная система как бы мобилизует этот гормон-медиатор, переводя нервную энергию в химическую. Под влиянием норадреналина усиливается деятельность адренергических элементов лимбико-ретикулярной системы мозга. Продолжением цепной реакции является возбуждение всего симпато-адреналового аппарата, перестройка сложных взаимоотношений внутри вегетативно-гуморально-гормонального комплекса.
В крови и тканях возрастает уровень адреналина и норадреналина, которые и являются, по-видимому, первичными химическими звеньями в развивающихся стресс-реакциях. Не случайно они получили название «аварийных гормонов». Накопление норадреналина значительно повышает устойчивость организма к вредным воздействиям, способствует приспособлению к меняющимся условиям окружающей среды, к действию стрессоров. Не раз нам приходилось наблюдать, что люди, у которых содержание норадреналина в крови быстро нарастает и затем медленно снижается, легче переносят напряжение, быстрее к нему приспосабливаются.
И адреналин, и норадреналин играют важнейшую, пожалуй, не менее значительную, чем кортикостероиды, роль в защите организма от возможных последствий стресса. Они активируют обмен веществ, деятельность сердца, повышают кровяное давление.
Особый интерес представляет влияние адреналина на образование и выделение гормонов коры надпочечников, которым также большое значение придает Селье. Оказалось, что в самом гипоталамусе существуют особые клетки, выделяющие сложные химические соединения, так называемые «реализующие факторы» (рилизинги). Стекая по нервным волокнам, соединяющим гипоталамус с гипофизом, рилизинги способствуют синтезу в гипофизе адренокортикотропного гормона, что стимулирует усиленное образование и поступление в кровь кортикостероидов.
Человеку нанесена травма. Предположим, что он упал и сломал руку. В кровь начинает поступать аварийный гормон — адреналин, который через определенные участки гемато-энцефалического барьера проникает в задние ядра гипоталамуса и вызывает в чувствительных к нему клетках состояние возбуждения. Это возбуждение по нервным и химическим путям доходит до клеток, вырабатывающих «реализующие факторы». Дальнейший путь уже известен. Под влиянием отчасти нервных и в большей степени гуморальных сигналов из гипофиза в кровь поступает адренокортикотропный гормон, который, мобилизуя ферментные системы коры надпочечников, вызывает образование кортикостероидов и накопление их в крови.
При тяжелом стрессе, например при невыносимой и упорной боли, травме черепа, длительном резком охлаждении или перегревании организма проницаемость гемато-энцефалического барьера повышается и поступление катехоламинов в мозг увеличивается. В результате усиливается образование реализующих факторов, и, следовательно, непрерывно нарастает уровень кортикостероидов в крови. Это стадия сопротивления, стадия адаптации организма к стрессору.
Но на этом цепная реакция, состоящая из нервных и химических звеньев, не заканчивается. Как только содержание кортикостероидов в крови достигнет верхней границы нормы, срабатывает закон обратной связи. Проникая через гемато-энцефалический барьер в спинномозговую жидкость и мозг, кортикостероиды приостанавливают образование адренокортикотропного гормона. Автоматически это приводит к падению их уровня в крови.
При некоторых обстоятельствах кортикостероиды не могут проникнуть через барьер. Они связываются белками крови, в первую очередь особым белком транскортином. Гипоталамус в этих случаях перестает получать должную информацию об их уровне в крови и не посылает тормозных сигналов, задерживающих образование адренокортикотропного гормона. Это приводит к избыточному накоплению гормонов коры надпочечников в жидких средах организма и расстройству процессов регуляции функции.
На рис. 43 . представлена разработанная нами схема последовательных этапов стресс-реакции в организме. Можно ли считать, что механизмы ее полностью раскрыты, что особенности возникновения и развития процессов приспособления в живых системах окончательно поняты и расшифрованы? Является ли наша схема окончательной?
Рис. 43. Схема развития стресс-реакции (по Кассилю)
Возбуждение коры головного мозга при эмоциональном стрессе передается в гипоталамус, где происходит освобождение (переход в свободную, активную форму) норадреналина (НА ) из нервных клеток. Активируя норадренэргические элементы лимбико-ретикулярной системы (НАЭ ), норадреналин вызывает возбуждение симпатических центров и тем самым усиление деятельности симпато-адреналовой системы. Это ведет к усиленному выбросу адреналина (А ) из мозгового слоя надпочечников. Кровь обогащается адреналином, который через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ ) проникает в определенные участки лимбико-ретикулярной системы и гипоталамуса. Происходит активация адренэргических элементов (АЭ ) центральной нервной системы и одновременно (в силу противоположной реакции центральных и периферических образований нервной системы на действие одного и того же химического вещества) возбуждение серотонинэргических (СЭ) и холинэргических (ХЭ ) элементов мозга. Повышение их активности стимулирует (+) образование рилизинг-фактора (Р ), который, стекая в гипофиз, способствует усиленному поступлению в кровь адренокортикотропного гормона (АКТГ ). Под влиянием этого гормона в коре надпочечников увеличивается синтез кортикостероидов (НС ); содержание их в крови нарастает. Легко проникая через гемато-энцефалический барьер в гипоталамус, кортикостероиды по закону обратной связи тормозят (—) образование рилизинг-фактора — и, следовательно, содержание их в крови начинает уменьшаться. Однако при длительных и угрожающих жизни стресс-воздействиях НС связываются с особым белком крови — транскортином (Т ). Соединение НС + Т задерживается гемато-энцефалическим барьером. В мозг перестает поступать информация о содержании НС в крови, что приводит к нарушению закона обратной связи и расстройству регуляции функций.
Бесспорно, нет. Учение о стрессе с каждым годом углубляется, проясняется и совершенствуется. Физика и химия, физиология и медицина, электроника и биокибернетика в немалой степени способствуют развитию наших знаний в этой области.
Когда же и почему наступает третья стадия стресса — стадия истощения?
Живая система отличается необычайной устойчивостью и до последней минуты противостоит вредным влияниям. Вся ее жизнедеятельность протекает на определенном, практически неизменном уровне. Это постоянство, о котором мы уже неоднократно говорили, регулируется автоматически.
Даже самые сильные воздействия вызывают неожиданно малые и преходящие колебания, после чего восстанавливаются нормальные взаимоотношения. Организм — удивительно сложная самоуправляемая лаборатория.
Тысячи реакций, согласованных и взаимосвязанных, поддерживают ее стабильность и оберегают от полома. Бесконечные стрессоры, подстерегающие нас на каждом шагу, в подавляющем большинстве случаев не вызывают необратимого истощения и не приводят к гибели.
Уже давно известно, что при повторяющихся однотипных состояниях стресса, например при волнениях, связанных со служебными и бытовыми неполадками, при напряженной работе, при вновь и вновь возникающих опасностях, образование и выделение катехоламинов в организме уменьшается. Он как бы привыкает к определенному виду стресса. Кортикостероиды, накопившиеся в крови и обеспечившие приспособление организма к тому или другому стрессору, сигнализируют в гипоталамус о своем присутствии, проникая в его клетки через гемато-энцефалический барьер. Получение соответствующей информации включает «рубильник» обратной связи — и это ведет к снижению образования рилизингов, ослаблению активности гипофиза, падению уровня кортикостероидов в крови. Обычно химическая буря, возникшая под ударами стрессора не слишком сильного, не слишком длительного, постепенно затихает. Зыбкое, постоянно колеблющееся равновесие в организме возвращается к исходной, более или менее устойчивой, наиболее приемлемой и выгодной для данной ситуации, величине.
Но, когда сила стрессора перешла физиологические границы, когда он длится слишком долго и страдание становится невыносимым, а болезнь неизлечимой, наступает момент и организм теряет способность справиться с лавиной возрастающих требований. Нарушается последовательность реакций, где-то рвется цепь: катехоламины—гемато-энцефалический барьер—рилизинги—АКТГ— кортикостероиды. В каком-то месте не срабатывает обратная связь, разлаживается взаимодействие между нервными и химическими механизмами. Тогда-то и начинается третья фаза стресса — стадия истощения. Здесь кроется начало «болезни адаптации». Истощение распространяется постепенно на нервную и эндокринную системы, на сердце, сосуды, легкие, органы пищеварения.
Можно спорить, отражает ли термин «болезни адаптации» сложную сущность состояния организма в этом периоде. Скорее речь идет о нарушении регуляции функций, о расстройстве координации и корреляции физиологических и биохимических процессов, об ошибочных и неправильно воспринятых стимулах, изменении состава внутренней среды организма.
* * *
И, наконец, исчерпывает ли представление о стрессе всю проблему боли? Можно ли поставить между ними знак равенства?
На этот вопрос отвечает следующий раздел главы. Но заранее можно сказать, что боль имеет свои специфические особенности. На болевое раздражение организм отвечает иначе, чем на другие стрессорные воздействия. Да и вряд ли можно свести все изменения в организме, возникающие под влиянием тех или других сверхсильных экспериментальных воздействий к единой, пусть очень красивой, весьма заманчивой, но всегда упрощенной схеме. Природа более изобретательна, чем это иногда кажется врачу или физиологу. Она располагает многими линиями обороны. За разрушенным дотом в организме выстраивается целая серия оборонных сооружений, и огонь их орудий не прекращается до тех пор, пока теплится жизнь хотя бы в одной-единственной клетке.
