Глава III. Наука о механизмах болезней и здоровья
Эта книга о здоровье. Зачем же говорить о болезнях? Но если бы не было болезней, кто бы вообще думал о здоровье? Поэтому приходится идти от противного: показывать, отчего болезни, чтобы наметить пути, как от них спастись. Нет, не лекарствами, активностью.
Понятия болезни и здоровья тесно связаны друг с другом. Казалось бы, они противоположны: крепкое здоровье — мало болезней, и наоборот. Однако все гораздо сложнее. Измерить здоровье и болезнь трудно, границу между ними провести практически невозможно. Я не собираюсь влезать в подробности, но все же придется разобрать несколько подходов к этому вроде бы простому вопросу: болезнь — здоровье.
Во-первых, болезнь субъективная и объективная не одно и то же. Во-вторых, можно трактовать болезнь в понятиях биохимии, физиологии, психологии, социологии. Все трактовки важны.
Начнем с психологии, с субъективного. Болезнь — это понижение уровня «приятного», УДК, связанное с тягостными ощущениями тела или со страхом перед болями и смертью. Ощущения от здорового сильного тела («мышечная радость», как говорил И. Павлов) у всегда здорового человека редки. Он давно адаптировался и просто не замечает тела. Здоровье само по себе вспоминается как счастье, только когда его уже нет.
Но существует и адаптация к неприятным чувствам, особенно если человек занят увлекательным делом. И наоборот: может быть масса тягостных ощущений у мнительного субъекта, которые принимают форму болезней. Поэтому психологические, субъективные критерии болезни ненадежны. Интенсивность жалоб не соответствует тяжести заболевания, это знают все врачи. Особенно теперь, когда болезни просто культивируются из-за обилия медиков и их неправильной установки считать всех людей потенциально больными. Ощущения с тела осознаются в коре мозга, в задней центральной извилине. Если возбудимость ее клеток повышена и они натренированы постоянным вниманием, то и нормальные импульсы, идущие с тела, воспринимаются как чрезмерные.
Сколько теперь видишь людей, ушедших в болезнь! Они носят ее как драгоценность, как оправдание всех своих неудач в жизни, как основание требовать жалости и снисхождения у окружающих. Очень неприятные типы. Врачу нельзя пренебрегать жалобами пациента, но не следует только по ним строить гипотезу о болезни. Однако не следует и забывать, что в конечном итоге врачи должны освободить человека именно от психологии болезни. Если нельзя избавить его от телесных страданий, врач обязан пытаться лечить их душевные последствия.
Вопросы болезней и здоровья приходится разбирать на разных уровнях: биохимии в клетках, физиология в органах и целом организме.
Вот простенькая схема:
Начнем с клеток, с молекулярного уровня. На молекулярную биологию с надеждой смотрит вся медицина.
Еще совсем недавно, лет 30 назад, клетку представляли очень примитивно: ядро, протоплазма, оболочка.
Теперь не так: клетка — это сложнейшая организация с полужестким скелетом из структурных белков, с множеством «каналов», по которым циркулируют токи жидкостей, содержащие различные простые и сложные молекулы. По ним осуществляются как вещественно-энергетические, так и информационные связи. Оболочка — это совсем не пассивная полунепроницаемая мембрана, а сложная структура с управляемыми «из центра» порами, избирательно пропускающими и даже активно захватывающими вещества извне.
Рассмотрим до предела упрощенную схему клетки. Вверху изображены «органы управления» — ДНК, состоящая из генов, и рибосомы; ниже — «рабочие элементы», тоже условно поделенные на «специфические» и «обеспечивающие» структуры, которые выполняют соответствующие функции. Толстыми стрелками с надписями обозначены внешние «входы» и «выходы», тонкими — прямые и обратные связи между элементами.
Деятельность клетки сводится к многочисленным химическим реакциям, каждая из которых протекает под действием своего белка-фермента. Белки синтезируются, «печатаются» в рибосомах по матрицам — образцам РНК, которые получаются путем копирования одного гена с ДНК. Говорят: один ген — один белок. Таким образом, в генах содержится набор «моделей» для всех видов белков-ферментов клетки, а кроме того, масса специальных генов — «инструкций», призванных управлять, то есть включать и останавливать синтез тех или иных белков в зависимости от деятельности клетки в данный период. Например, для деления клетки нужны одни белки, для захвата пищи или переваривания ее — другие. «Неработающие» гены заблокированы. Они включаются в действие по сигналам, идущим от «рабочих» элементов (смотри стрелку «запрос на синтез»).
В каждой клетке организма есть полный набор генов для всех видов его клеток, который сформировался еще в яйцеклетке при ее оплодотворении. В нем закодированы все белки-ферменты и все «инструкции»: как развиваться плоду, как вырасти взрослому, как должен действовать каждый вид клеток в процессе жизни человека.
«Главная» деятельность клетки, служащая нуждам целого организма, осуществляется ее «специфическими» рабочими элементами. Объем или количество функции, например сила сокращения мышечного волокна, определяется тремя факторами: интенсивностью внешнего раздражителя, массой «наработанного» ранее фермента и наличием энергии, поставляемой «обеспечивающими» структурами. Для всех их на схеме показаны стрелки и надписи. «Обеспечивающие» элементы работают под воздействием «специфических»: производят по их запросам энергию в виде активных фосфорсодержащих молекул АТФ из глюкозы, аминокислот и жирных кислот, получаемых из крови.
Биохимики установили интересный факт: все живые белки закономерно распадаются на простые молекулы с постоянной скоростью. Величина ее определяется как «период полураспада». Для белков сердечной мышцы он равен примерно 30 дням. Это значит, что из 200 граммов белка через 30 дней останется только 100, еще через 30 дней 100/2 = 50 и так далее, если за это время не синтезируются новые молекулы.
Новый белок «нарабатывается» в рибосомах по моделям, снятым с гена в ответ на «запросы» от рабочих элементов. Чем напряженнее работает каждая молекула белка-фермента и чем больше этих молекул, то есть чем больше масса белка в рабочем элементе, тем выше «запрос», тем больше синтезируется новых молекул белка. Так осуществляется баланс белка: одни молекулы распадаются в количествах тем больших, чем больше масса, а на их место синтезируются другие — в количествах, зависящих от интенсивности функции и от уже имеющейся массы. В то же время предел максимальной функции прямо определяется количеством белка.
Важно уяснить два типа процессов, протекающих в клетке, а соответственно и в организме, состоящем из многих клеток. Первый — тренировка. Если внешний раздражитель сильный, он заставляет функционировать все молекулы «рабочих» элементов с максимальным напряжением, от них идет максимальный «запрос на синтез» в ДНК-рибосомы, и они так же максимально синтезируют новый белок. «Старый» белок при этом продолжает распадаться с постоянной скоростью. В результате при большой нагрузке синтез обгоняет распад, и масса белка возрастает. Соответственно возрастает и мощность функции. Самый простой пример — тренировка спортсмена: чем больше нагрузка, тем больше возрастает мышечная масса и соответственно увеличивается поднимаемый тяжелоатлетом вес.
Второй процесс: детренированность. Предположим, что внешний раздражитель резко ослабляется, соответственно падает функция и уменьшается «запрос на синтез» новых молекул. В то же время наработанная ранее при большой функции масса белка продолжает распадаться с прежней скоростью. Распад обгоняет синтез, суммарная масса белка уменьшается (атрофия), и соответственно уменьшается возможность функции. Спортсмен бросил тренироваться, мышцы у него растаяли, и он уже не может поднять даже половину того веса, который поднимал ранее.
Эти механизмы тренировки и детренированности белковых рабочих структур универсальны для всех клеток: мышечных, нервных или железистых — и для всех их функций. В частности, именно детренированность определяет развитие многих болезней, когда орган не в состоянии справиться с возросшей нагрузкой.
Клетка живет по своим программам, заданным в ее генах. Она очень напоминает современный большой завод, управляемый хорошим компьютером с гибкими программами, обеспечивающими выполнение плана при всех трудностях. Если условия среды становятся для клетки неблагоприятными, то функции ее постепенно ослабляются, и наконец замирает сама жизнь.
На схеме показаны характеристики функциональной структуры клетки при разных уровнях тренированности. Кривые отражают изменение «специфической» («главной» для целого организма) функции клетки в зависимости от силы внешнего раздражителя.
Над верхней кривой для самой тренированной клетки обозначены три режима: нормальный, форсированный и патологический. Что это такое? Названия говорят сами за себя. Нормальный режим обеспечивает среднюю интенсивность деятельности клетки, он устойчив и не ограничен во времени. Все химические реакции хорошо сбалансированы и не напряжены. На кривых мы видим линейную зависимость между силой раздражителя и возрастанием функции.
Форсированный режим временно обеспечивает повышенную функцию ценой снижения КПД и расходования запасов энергии. В сложном организме он вызывается действием особых веществ — активаторов, чаще всего гормонов. Деятельность его ограничена резервами энергии.
Патологический режим — это уже болезнь, и об этом особый разговор.
В чем выражается здоровье клетки? Это выполнение программ жизни: питание, рост, специфические функции, размножение. «Уровень здоровья» — это интенсивность проявлений жизни в нормальных условиях среды, которая определяется тренированностью структур клетки. Есть и другое определение: «Количество здоровья — это пределы изменений внешних условий, в которых еще продолжается жизнь».
«Количество здоровья» можно выразить в понятии «резервные мощности». Оно хотя и не биологического происхождения, но всем понятно: например, при движении по ровной дороге с нормальной скоростью от мотора автомобиля требуется 15 лошадиных сил, а максимальная его мощность 75 сил. Следовательно, есть пятикратный резерв мощности, который можно использовать для движения в гору или по плохой дороге… То же самое в клетке или органе. Нижняя точка на оси ординат — это величина функции, которую организм в состоянии покоя требует от клетки. Для детренированной клетки — это почти предел нормального режима, чтобы получать больше, нужна форсировка. Для среднетренированной клетки есть трехкратный резерв, а при высокой тренированности — шестикратный. На оси абсцисс треугольником отмечена точка. Для детренированной клетки — это предельная величина силы раздражителя, при усилении раздражений наступает патологический режим. При высокой тренированности раздражитель такой силы является нормальным.
Тренировка наиболее эффективна, когда величина функции приближается к границе форсированного режима. Эта точка отмечена на средней кривой.
Схема показывает, какое значение имеет тренировка для повышения «резервных мощностей». Сильный внешний раздражитель для детренированной клетки (или органа, или целого организма все равно) вводит ее в патологический режим, то есть уже в болезнь, а для тренированной — это нормальная интенсивная работа.
Болезнь клетки в сложном организме — понятие непростое. Может ли «болеть» завод? Очевидно, да. Когда при нормальном снабжении и хороших рабочих он недодает продукцию или выпускает брак. Значит, есть к тому причины.
«По идее» клетка не должна «болеть», пока она нормально снабжается энергетическими и строительными материалами, пока периодически получает извне раздражители, дающие ей хорошую тренировку и пока ее «органы управления», то есть ДНК, в порядке. В самом деле: все структуры клетки обновляются, новые «детали» делаются по программам, заложенным в ДНК, в генах.
Даже если было плохо и клетка «заболела», то создай ей нормальные условия, и спустя некоторое время она обновит свои структуры и выздоровеет. Если только гены в порядке. Специалисты по молекулярной генетике говорят, что гены повреждаются редко. Подумайте, как это хорошо!
И тем не менее болезней полно, и все они первично проявляются в клетках.
Какую клетку сложного организма мы считаем больной?
Если она не выдает достаточной функции в ответ на «нормальное» раздражение, поступающее от системы организма, не выполняет свои программы деления, ее химия нарушена, и она выдает вовне продукты неполного обмена, вредные для других клеток. В общем, с позиций целого организма клетка больна, если она не справляется с требуемыми от нее функциями — осуществлять движение, выделять гормоны, продуцировать нервные импульсы. Чтобы не залезать в дебри сложной науки, я лишь перечисляю возможные причины патологии клетки.
Детренированность. Если клетка периодически не получала больших нагрузок, она детренируется и на нормальный раздражитель дает пониженную функцию. Если раздражитель превышает предел достигнутой тренированности, клетка вступает в патологический режим, при котором химические реакции идут не до конца, и в ней накапливаются их продукты. Условно их можно назвать «помехами».
Плохое «снабжение». В крови недостаточно энергетических или строительных материалов: молекул глюкозы, жирных кислот, аминокислот, витаминов, микроэлементов, кислорода. Иногда это бывает, когда между кровью и клеткой возникает барьер из межклеточных структур — продуктов соединительной ткани или нарушается циркуляция крови по капиллярам (так называемая микроциркуляция).
Встречается и прямое «отравление» клеток микробными токсинами или другими ядовитыми веществами, которые тормозят действие ферментов. Аналогично могут действовать продукты, если они не удаляются из-за нарушения кровообращения («шлаки»).
Наконец возможны прямые повреждения генов — от радиации, от отравлений, от внедрения новых участков ДНК, привнесенных вирусами или в результате мутаций. Это самая тяжелая патология, так как нарушаются «чертежи», по которым изготовляются ферменты. Правда, клетка имеет возможность сама «ремонтировать» двойную спираль ДНК, если поражена одна ее нить, но только при делении.
Клетки могут «болеть» от любой из перечисленных причин, и для разных болезней человека разные причины становятся важнейшими.
Чтобы перейти к уровню органов и их систем, необходимо несколько пояснений.
Очень трудно представить себе картину эволюции, как развития все более сложных организмов из простых. Несомненно, участвовали три компонента, показанные на схеме:
Изменение среды меняло «рабочие» функции «тела» при неизменных генах. При этом нужно учесть гибкость программ управления со стороны генов, обеспечивающую приспособление к среде, когда в некоторых пределах ее изменений удается осуществить рост и размножение. Можно говорить о «напряжении приспособительных механизмов», когда жизнь идет на границе возможностей приспособления.
В генах закономерно происходят мутации. Чем энергичнее размножение, тем больше возможностей для проявления полезных мутаций, которые приводят программы управления в большее соответствие с требованиями среды. Это обычная схема эволюции.
Меняющиеся физико-химические условия среды могли привести к тому, что поделившиеся клетки одноклеточных не разошлись, а остались связанными. Так возникли «колонии». Это механическое изменение привело к изменению тел связанных клеток — к асимметрии, к развитию сродства друг к другу. В дальнейшем это закрепилось в генах, появилась новая строка «инструкции», меняющая структуру клеток.
Дальше — больше. Образовались колонии с замкнутой внутренней средой, через которую клетки могли влиять друг на друга. Некоторые клетки потеряли связь с внешней средой и стали целиком зависимы от внутренней среды. Одновременно шла так называемая «дифференцировка», специализация клеток, разделение функций между ними.
Основные рабочие функции живого присущи всем одноклеточным. Это прежде всего энергетика обмена веществ — свои «электростанции», вырабатывающие энергию из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Второе — пищеварение, захват частичек пищи и переваривание внутри клетки в специальных пузырьках — лизосомах. Третье — движение, есть и у одноклеточных — сократительные элементы. Четвертое — защита внутренней среды от внешней и связь с ней через всасывание и выделение, а также за счет каких-то «окошечек», воспринимающих специфические воздействия (химические?) и передающих сигналы на сократительные или другие элементы тела клетки, а может, и на органы управления.
Клетки многоклеточного организма усовершенствовали и развивали 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, выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы.
Первая регулирующая система (I PC) условно названа как «химическая неспецифическая» и 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, 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 активируют ферменты, а через них и большинство функций клеток.
Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы и главным образом уровень их специфической активности.
Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) носит название анимальной нервной системы и «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, доставляющих к сознанию избранную информацию о теле.
Регулирующие системы (PC) 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», но, в свою очередь, находятся под их обратными воздействиями.
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, а следовательно, 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, выделив важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям.
В самом верху помещена «психика», представленная корой и подкоркой. Отдельно выделен квадратик «чувства», а ниже показан четырехугольник с надписью II и III PC, то есть эндокринная и нервно-вегетативная системы.
Посредине помещен квадрат с надписью «система напряжения». Анатомически она не выделяется четко, но функционально весьма важна. Массивным входом к ней показана стрелка от чувств, а «выходы» направлены как вверх — к «психике», так и вниз — к регуляторам II и III PC. Единственный выход от психики ведет к мышцам, к органам движения. Они направлены на внешнюю среду, и им противостоит ее «сопротивление»
Выделение других функциональных подсистем зачастую весьма спорно, но начнем по порядку сверху вниз.
Прямоугольник «Газообмен и кровообращение» означает функцию обеспечения всего организма кислородом и удаления углекислоты, для чего существуют дыхательная и сердечно-сосудистая системы. Система кровообращения выполняет и другие функции: перенос питательных и пластических веществ от специальных органов ко всем клеткам, продуктов обмена — к органам выделения. Она же переносит тепло и при случае охлаждает части тела. Буквой Р в левом верхнем углу выделены собственные нервные регуляторы сердца и сосудов. Стрелка к высшим регуляторам мощная, чем подчеркивается большая зависимость этой подсистемы от них.
Ниже расположена подсистема «питание и обмен». Я пытался объединить в ней все функции снабжения организма энергетическим и строительным материалами, понимая под этим не только специфические органы как желудочно-кишечный тракт, но 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 запасного энергетического материала в специальных клетках, и она относится к питанию.
Следующий прямоугольник поскромнее, он означает одну маленькую функцию — «терморегуляция». 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 и клеточная защита». Можно ее заменить на «Иммунологическую систему». Соединительную ткань всегда отличали от других тканей по разнообразию видов клеток и их функций. Диапазон их действительно велик — от кости до эритроцитов. Но в системе есть 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 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 активировать 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 квадратики схемы объединены одной связью с надписью: «I PC — кровь и лимфа».
Описание всех подсистем, показанных на схеме, можно вести по единому плану, чтобы коротко и конкретно.
Прежде всего «выходы», то есть как деятельность каждой подсистемы отражается на других. Их много, и охватить можно два: субъективный — это чувства при разных уровнях активности, и объективный — уровень или количество специфической функции, для которой нужна мера измерения.
«Входов» на подсистему тоже всегда несколько. Нужно выделить «главный», определяющий воздействия извне или от другой подсистемы, и дополнительные, меняющие главную функцию. Примеры описаний подсистем пояснят все это.
Зависимость «выходов» и «входов» представляет собой «характеристику» подсистемы, примерно такую же, как показана на схеме клетки. Приводить их я не стану, потому что слишком сложно.
Важным является описание тренировки: как постепенно возрастают «выходы» после больших нагрузок. Примером может служить опять-таки схема, помещенная на странице 37.
Далее нужно показать, как подсистема влияет на другие, и последнее — патология, то есть что происходит в организме, когда функция подсистемы серьезно нарушена. Это самое трудное, и я ограничусь лишь простенькой схемой, показывающей связи некоторых распространенных болезней с нарушениями функции подсистем, вызванными поведением человека, а не внешними причинами.
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 «газообмена». Тренировка характеризуется тем, как постепенно возрастает поднимаемый груз или увеличивается скорость бега 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.
Субъективную 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 нагрузках. Большая роль отводится бронхам: курение и простуды ведут к развитию бронхитов и затрудняют движение воздуха к альвеолам, так же как спазм мелких бронхов при бронхиальной астме.
Вредные влияния на газообмен со стороны других подсистем разнообразны. «Система напряжения» нарушает регулирование, возникают спазмы коронарных артерий, изменяется ритм сердца. В основном это изменения соединительной ткани в сердце и в сосудистой стенке из-за неправильного питания и инфекции, однако не без влияния эндокринной системы.
Вредные последствия плохой работы подсистемы «газообмен» не нуждаются в сложном разборе. Если в аорту поступает кровь с недостатком кислорода, органы оказываются в трудном положении. Так, когда напряжение электростанции понижается, все лампочки тускнеют и моторы не дают мощности. Это 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».
Несколько легче обстоит дело, когда легкие в порядке и артериальная кровь хорошо насыщена кислородом, но ее недостаточно поступает в аорту из-за плохой работы правого желудочка сердца. Равенства в снабжении органов нет, и привилегированные — мозг и сердце — получают свою долю, даже если все другие посажены на голодный паек. Управление организмом со стороны мозга идет правильно, но в голоде долго жить нельзя, и в клетках накапливаются продукты неполного окисления. В конце концов они отравляют кровь, и хорошая работа легких не спасает дело. Развивается все та же гипоксия при сдвигах в кислотнощелочном равновесии (pH), и это ведет к многочисленным последствиям, которые я не буду описывать… В общем, хороший газообмен, или, точнее, «газоснабжение», — необходимое условие здоровья.
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 и жиров — жирные кислоты. Их разнообразие сравнительно невелико, и наука их давно определила.
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, и человек станет жиреть. Это означает, что в клетках накапливается не только жир, но, возможно, и другие «помехи», которые клетка «не желает» использовать из-за обилия «хорошей» пищи. Разумеется, у нее нет психики, но есть саморегулирующаяся и тренируемая система изменения активности ферментов. При голоде КПД возрастает — это тоже следствие тренировки.
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.
Для подсистемы «питание», как и для любой другой, можно предложить много объективных характеристик. Я не смогу дать их обзор. Самой простой и обобщенной является показатель веса. Лучше бы не сам вес, а складка жира на животе, но ее трудно мерить.
Нужна ли человеку вообще жировая подкожная клетчатка? Боюсь сказать, 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. Пример нарушений — диабет.
Органы пищеварения регулируются в основном вегетативной нервной системой (III PC), но прием пищи и опорожнение кишечника — произвольные акты, управляемые сознанием. Чрезмерная активность «подсистемы напряжения» может значительно извращать деятельность желудка и кишечника: отсюда распространенные болезни — язва и колит.
Мы все говорили 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. Сама жажда зависит от соли в пище, но также и от индивидуальных привычек — одни пьют много, другие — мало. Снова тренировка центров. «Выход» мочи зависит от «входа», но регулируется гормонами, а у больных обусловлен еще и работой сердца. Система напряжения меняет настройку, установку эндокринных регуляторов, и в организме задерживается вода.
Резервы здоровья в подсистеме «питание» определяются различными функциональными пробами. Например, для усвоения сахара исследуется «сахарная кривая»: дают 100 граммов сахара и определяют его содержание в крови в течение 2–3 часов. Есть отличные пробы для Изучения функции кишечника, печени, почек. К сожалению, пользуются ими редко, только у больных. Никто не пытается исследовать «резервные мощности» здорового человека для того, чтобы тренировать их при опасном снижении.
Болезни органов пищеварения имеют все те же источники, что и в других системах: переедание, неправильная пища, физическая детренированность и психическое напряжение. Инфекция тоже частая причина болезней, но само ее проявление связано с теми же первопричинами. Здоровый организм хорошо защищен от микробов и не боится их, за исключением очень опасных.
Подсистема «терморегуляции» 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. Выяснена сложная система образования иммунных лимфоцитов: 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 на сей счет.
Как и для всякой функции, существуют количественные характеристики 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. Его гормоны тормозят иммунитет, поэтому любые стрессы ослабляют защиту организма от инфекции и заживление ран. Снова все та же «система напряжения».
Воздействие «снизу» — это влияние питания. Неполноценная пища при недостатке витаминов и микроэлементов всегда плохо отзывается на картине крови и снижает «общую сопротивляемость организма».
Влияние недостаточности иммунитета на организм очень велико. Прежде всего инфекция. Микробов много, и ничем от них не защититься. Мыть руки перед едой — это азбука гигиены, — может быть, и не так важно для здорового человека. Ставку нужно делать на сопротивление микроорганизмам, а не на препятствие их доступа в организм, кроме, разумеется, взрывов эпидемий.
К сожалению, проблему защиты от инфекции нельзя решить «в лоб» — рациональным питанием, физкультурой и 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 тяжело болеют, к счастью, как правило, не умирают. Но заболевает все-таки меньшинство. А другие? 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. Смотрите, самые верхние квадратики схемы организма — психика, «система напряжения» и высшие регулирующие механизмы эндокринной и нервно-вегетативной систем. 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. «Жизнь стала очень напряженна», «Постоянные стрессовые ситуации» — такие выражения в большом ходу. Думаю, что это сильно преувеличено: в сравнении с Западом мы живем беззаботно.
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 разными болезнями после несчастий, потрясений, периода напряженной работы. Гораздо реже, чем толстые и детренированные, но заболевают. Особенно если работа сопровождается тревогой и страхом. Ученица И. Павлова М. Петрова, удерживая собак в постоянной тревоге, получила экспериментальные неврозы, проявлявшиеся не только изменением условных рефлексов и поведения, но и рядом «телесных» болезней: язвами желудка, даже инфарктами.
Почему значение нервного фактора в болезнях возросло, хотя неприятности были у людей всегда? Уверен, то первобытные предки так же ссорились в своих пещерах и жизнь у них была трудная.
Не тот был разум. И не те условия.
Развитие образования и массовой культуры привело к возрастанию 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 нет. Он думает о них. Именно в последние 10–20 лет произошли в этом сдвиги.
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 здоровье и болезни. Она является генератором активности для мозга. Кора, подкорка, ствол мозга связаны через гипоталамус с гипофизом и дальше с надпочечниками. Форсированные режимы деятельности и мышления реализуются через симпатическую нервную систему и через эндокринные железы, воздействуя «сверху» на все функциональные системы, 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.
У животных неприятные эмоции разрешаются относительно быстро и всегда через действие. Страх и бегство. Гнев — драка. У человека интеллект, предвидение, воспоминания вызывает состояние тревоги, думание без движений, иногда и ночью, без сна. «Установки» меняются на много часов. При этом регуляторы нижних этажей, например желудка или сердца, возбуждаемых «сверху», от системы напряжения, длительное время находятся в состоянии повышенной активности. И тут вступает в действие тренировка. В данном случае вредная. Перетренированный регулятор меняет 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 возможность самопереваривания слизистой и язва желудка. Для сосудистой системы это выразится в гипертонии.
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 может «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.
Картина болезни целого организма представляется очень многообразной. Это естественно, ведь масса функций завязана в единую сеть отношений. Можно сказать так: болезнь организма — это взаимодействие функций органов, которые сами меняются во времени, так как болезни свойственна динамика, нестабильность.
Первая фаза болезни характерна углублением изменений в клетках и органах, снижением характеристик, так что обычные нагрузки (физические и психические действия) становятся слишком большими и ведут к нарастанию болезни. В это время организм нужно щадить: снижать нагрузки соответственно степени болезни, чтобы уменьшить сдвиги функций, оставив неизбежное, связанное с самой жизнью. Физический и психический покой и минимальное питание в пределах сниженного аппетита. Нужна психотерапия: жалеть и успокаивать, чтобы уменьшить страх и вселить надежду.
Организм располагает средствами защиты: мобилизация иммунитета, ослабление перетренированных структур покоем («полураспад белков»!), тренировка специальных защитных механизмов. Все эти процессы требуют времени, две-три недели, поскольку все упирается в «наработку» новых белков. В это время защитные функции усиливаются, а рабочие в результате вынужденного покоя детренируются. Поэтому, когда функции восстановятся качественно, то есть болезнь как таковая пройдет, начинается третий период — восстановление детренированных «резервных мощностей», и нужна тренировка функций, реабилитация. При этом психотерапия меняет фронт: уже не жалеть, а побуждать к работе, «только собственными усилиями можно вернуть здоровье, медицина сделала свое дело». Правило любой тренировки — постепенное наращивание нагрузок.
Люди идут к здоровью от болезней. Агитируя за режим ограничений и нагрузок, я не могу совсем разочаровать читателей полным пренебрежением хотя бы к описыванию причин болезней, если уж не их признаков и лечения. Однако места в книге мало. Поэтому ограничусь тем, что приведу схему и дам к ней немного пояснений. В верхнем ряду квадратов приведены основные подсистемы, о которых только что была речь, а в нижнем — перечень наиболее распространенных заболеваний. Названия болезней даны в самой обобщенной форме, так как уточнять совершенно невозможно из-за их количества.
Подсистемы (или для простоты — «системы») не просто перечислены, а названы те изменения в них, которые и служат непосредственной причиной болезней. Как правило, эти изменения являются следствием неправильного поведения людей, а не результатом вредных внешних воздействий. Однако сбоку схемы поименованы две главные вредности: инфекция и погода. Погода приведена условно: она действует только на незакаленных людей. Социальные воздействия замыкаются на психику, которая обозначена в прямоугольнике в самом верху схемы. Голод как внешний фактор не приведен, он потерял значение в нашем обществе.
Не буду перечислять в тексте надписей из схемы, а сделаю лишь замечания к ним.
В болезнях виновата не сама по себе «система напряжения», а только ее «перетренировка» в результате интенсивной и чаще неприятной деятельности без должного отдыха. Мышцы и система газообмена объединены, так как они детренируются вместе от отсутствия достаточных нагрузок. В системе «питание» вредно действуют два фактора: переедание и недостаток сырой пищи.
В терморегуляции — отсутствие закаливания. Система соединительной ткани и иммунитета не имеет прямой связи с психикой и поражается вторично: стрелки со знаком (—) идут к ней от всех других четырех систем. Ее нарушения могут иметь противоположный характер: функции заторможены или извращены. В первом случае клеточная защита будет недостаточна, во втором — может иметь место избыточная активность, выражающаяся в явлениях аллергии или в чрезмерном развитии соединительной ткани в пораженных инфекцией органах.
Толщина стрелок от систем приблизительно отражает значимость их участия в развитии заболевания.
В ряду болезней с левой стороны перечислены поражения почти всех внутренних органов, которые названы как инфекционно-аллергические. Это означает, что в основе их лежит не только внешняя инфекция, но главным образом не соответствующая ей реакция иммунной системы и соединительной ткани. В начале заболевания эта реакция ослаблена и позволяет развиться воспалению, а потом усилена так, что иммунные тела из крови в некоторой степени поражают и сами клетки органов. И «местная» соединительная ткань иногда так разрастается, что нарушает микроциркуляцию крови, создает барьер между капиллярами кровеносной системы и «рабочими» клетками органа. Это явление обозначают как местный склероз органа. Есть такие названия: нефросклероз — соединительнотканные изменения почки, сильно нарушающие ее функцию; пневмосклероз — такое же поражение легких; деформирующий артроз — поражение суставов; цирроз печени; кардиосклероз — поражение мышцы сердца. К этой же группе заболеваний примыкает ревматизм сердца, который дает впоследствии пороки его клапанов.
В качестве «дополнительного входа» для органов, зависящих от физической работы, служит детренированность (это касается сердца, легких и суставов), а для других (печени и в меньшей степени почек) — неправильное питание. Инфекция присутствует во всех этих болезнях, но не в виде каких-то специальных и особо злых микробов, а таких, которые встречаются повседневно, и если у большинства людей эти болезни не развиваются, то лишь благодаря правильной функции защитной системы.
На правом фланге «парада болезней» показаны те, что объединены общим понятием «склероз сосудов». Прежде всего это касается сосудов мозга. Думаю, что от него страдают больше людей, чем от склероза коронарных или периферических артерий, которые тоже представлены в списке. Сейчас ученые с помощью статистики изучают так называемые «факторы риска» склероза и в качестве главных выделяют три: повышение холестерина, связанное с избыточным и неправильным питанием, гипертонию, которая, видимо, вызывается «перетренировкой системы напряжения», и курение. Полагаю, что применительно к сосудам сердца и ног следует добавить физическую детренированность, которая играет роль и в развитии самой гипертонии. Соответствующие линии проведены на схеме.
Остались три квадрата: болезни обмена, пищеварительного тракта и опухоли. В диабете и ожирении (это обмен) больше всего виновато неправильное питание и детренированность, в язве желудка и колитах — перегрузка системы напряжения и неправильное питание. Причину опухолей я не рискую назвать, сейчас все больше ученых склоняется в пользу вирусов и увеличивающейся с возрастом слабости иммунной системы.
В самом нижнем ряду выделены три финальных осложнения, венчающих различные заболевания: инфаркт, инсульт и самое последнее — сердечно-легочная недостаточность, от которой все люди умирают.
Моя схема не претендует ни на полноту, ни на бесспорность и дана исключительно для общей ориентировки уже болеющим людям, чтобы они почувствовали свою вину перед собой. Не удержусь повторить: они должны знать, что переедание, физическая детренированность, психические перенапряжения и отсутствие закаливания служат главными причинами их болезней. Что во всем этом виноваты они сами, а вовсе не «внешняя среда», не общество, не слабость человеческой природы. Пусть они знают также, что для лечения всех этих болезней нужно прежде всего ликвидировать эти факторы, то есть тренироваться, жить впроголодь и есть сырые овощи, не кутаться и спать сколько хочется. Лекарства, к которым они так привязаны, будут при этом действовать гораздо эффективнее.
