Наряду /с гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой
и гипо-таламо-гипофизарно-соматомединовой
системами важную роль в регуляции неспецифических
адаптивных реакций организма играет
симпато-адреналовая система (Кеннон,
1922-1929; Орбели, 1922-1927). Убедительно показано,
что в ответ на различные воздействия
в организме происходит быстрое возбуждение
симпатической нервной системы и усиление
секреторной деятельности мозгового слоя
надпочечников. Интенсивный выброс катехоламинов
надпочечниками» окончаниями симпатических
нервных волокон приводит организм в состояние
общей повышенной активности при стрессе:
1) стимулируется глюкогенолиз в печени,
возникает гипергликемия, повышается
утилизация глюкозы в скелетных мышцах
и некоторых других тканях; 2) стимулируется
липолиз и повышается в крови содержание
свободных жирных кислот; 3) повышаются
тканевое дыхание и температура тела;
4) усиливаются и учащаются сокращения
сердечной мышцы; 5) повышается- кровяное
давление; 6) расширяются коронарные сосуды;
7) расширяются бронхи и усиливается легочная
вентиляция; 8) увеличивается возбудимость
коры головного мозга; 9) повышается работоспособность
скелетных мышц; снижается проницаемость
мембран к токсинам и улучшается клеточные
контакты; пермиссируются эффекты глюкокортико-идов
и т.д.
Установлено, что деятельность симпато-адреналовой
системы и центральных адренергических
образований взаимосвязана с функциями
гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси.
Так, большинство эффектов катехоламинов
на клетки пермиссируется глюкокорти-коидами
(см. гл. 8). Кроме того, кортикостероиды
стимулируют в хромаффинной ткани биосинтез
фермента фенилэтаноламин-Ы-ме-тилтрансферазы,
способствующего превращению норадреналина
в адреналин (Вуртман, Аксельрод, 1966). Катехоламины,
образующиеся в окончаниях нейронов гипоталамуса,
могут быть стимуляторами секреции кортиколиберинов
и служить физиологическими активаторами
гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы
(Фогт, 1956). Для полноценного функционирования
гипоталамо-гипофи-зарно-надпочечниковой
системы, по крайней мере у некоторых видов
животных, необхидимо наличие интактной
симпатической нервной системы. Так, субтотальная
десимпатизация мышей с помощью 6-оксидофамина
резко снижает базальный уровень кортикостероидов
в крови и ответ коры надпочечников животных
на стресс, по-видимому, повышая ее истощаемость
(см. рис. 89, Б) (Родионов, Розен и др., 1976).
Таким образом, в реакции неспецифической
ад< птации в качестве главных регулирующих
факторов включается р: нутых нейрогормональных
систем, каждая из которых) вносит особый
вклад в формирование этих реакций.
Возможно в координацию ответов на
стресс могут также включаться и другие
гормоны — Т3 и Т4, ЛТГ, глюкагон, ВИП и др.
РОЛЬ ГОРМОНОВ В РЕГУЛЯЦИИ ОСМОТИЧЕСКОГО
ДАВЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ НАТРИЯ
И КАЛЩ
Как известно, у животных вода составляет
приблизительно 70\% массы тела. Вода
— среда, в которой растворены или диспергированы
различные вещества, входящие в качестве
необходимых компонентов в состав живого
тела. Кроме того, вода принимает активное
участие в течении обменных процессов.
От ее количества в организме зависит
концентрация веществ, содержащихся в
клетках и циркулирующих жидкостях. Эти
концентрации должны быть относительно
постоянными для каждого вида животных.
Главным фактором, определяющим количество
воды в организме и поддерживающим
необходимое равновесие между интра-и
экстрацеллюлярными объемами жидкости,
является осмотическое давление крови.
Стабилизация этого показателя у высших
животных [он равен 7,6 атм (~ 7,6 • 105 Па), или
300 мосмоль/л] исключительно важна для
обеспечения общего метаболического го-меостаза
и величины кровяного давления. Уровень
осмотического давления крови определяется
концентрацией в ней солей и прежде всего
концентрацией ионов Ыа+. Ионы №+ удерживают
воду в крови и контролируют ее осмотическое
давление. От концентрации №+ в значительной
мере зависит объем циркулирующих и внутриклеточной
жидкостей. Таким образом, водный обмен
в организме тесно связан с солевым обменом
и прежде всего натриевым, а осмотическое
давление обусловлено как количеством
воды, так
и концентрацией №*. Однако натриевый
баланс в свою очередь
тесно связан с обменом ионов
К+, Н+, а также некоторых других
ионов. В организме всегда есть нормальная
ионная ассиметрия между внеклеточным
и клеточным пространством: во внеклеточной
жидкости значительно преобладает
№ , во внутриклеточной — К . Поддержание
нормального ионного градиента чрезвычайно
важно для осуществления всех видов жизнедеятельности
каждой клетки и многоклеточного/организма
в целом. Изменение ионного равновесия
может привести к нарушению трансмембранной
разности потенциалов в нервных и/мышечных
клетках, необходимой для передачи нервного
импульса и мышечного возбуждения, нарушениям
биосинтеза белка, гликолива, дыхания
и окислительного фосфорилирования в
разных клетках, к глубоким расстройствам
почти всех функций организма и, наконец,
к смерти.
Следовательно, поддержание водно-солевого
гомеостаза жизненно необходимо для
осморегуляции, обеспечения оптимальных
объемом интрА- и экстрацеллюлярной
жидкостей, а также их соотношения
и величины кровяного давления;
для обеспечения нормальной асимметрии
распределения одновалентных ионов в
организме. /
Процессы осморегуляцими и регуляции
соотношения №+ и
К+ взамосвяваны. Оба они в значительной
мере реализуются через -специализированные
железистоэпителиальные структуры,
основная функция которых — регуляция
водно-солевого баланса. К этим структурам
/у позвоночных животных относятся почки,
кишечник, потовые и слюнные железы, мочевой
пузырь, кожа, жабры и некоторые другие,
У насекомых такими структурами являются
мальпигие-вые трубки и ректум. Именно
эти структуры и служат главными органами-мишенями
для ряда гормонов, специфически контролирующих
уровень осмотического давления и соотношения
ионов
и К+, а также Н+ в организме. Под
действием специфических факторов,
изменяющих данные параметры (прием
большого количества воды или водное голодание,
сухоедение, нарушение солевого рациона,
изменения экскреции воды и солей, кровопотери,
резкие изменения кровяного давления
и т.д.), происходит закономерное изменение
уровня секреции гормонов соответствующими
эндокринными железами. В результате этого
направленно меняется интенсивность деятельности
экскреторных органов, что и обусловливает
в норме восстановление исходного водно-солевого
равновесия. Одновременно включается
и нервные механизмы, регулирующие поступление
воды и солей в организм.
Таким образом, специальная группа
гормонов наряду с центральной нервной
системой ведает саморегуляцией и поддержанием
определенного соотношения №+ : К+,
а также артериального давления.
Главные гормоны этой группы
у позвоночных — АДГ
и его аналоги, альдостерон и
атриопептиды. ДаннЬе гормоны регулируют
указанные функции в тесной связи
с ренин-ангиотензино-вой, кининовой,
ПГ и вегетативной нервной системами.
ающих этот о основанием ческий гормон
а в регуляции, а также
Вазопрессин и водно-солевой гомеостаз.
Вазопрессин (аргинин- или лизин-вазопрессин)
— гормон, образующийся в области
супраоптических ядер гипоталамуса
и депонируемый нейропшо-физом, регулирует
осмотическое давление крови р основном
путем усиления задержки воды в
организме. У млек гормон тормозит диурез
почками, что и послуж для второго названия
вазопрессина — антидиу (АДГ). У всех других
позвоночных функцию вазопр ции водного
баланса выполняет его гомолог — ваз
л..
Повышенна осмотического давления!
Рис 91. Регуляция водного обмена
и участие АДГ в саморегуляции
кровяного давления, объема циркулирующей
крови и осмотического давления
(по П. Клеггу, А. Клегг, 1971 с изменениями)
в меньшей степени нейрогипофизарные
гормоны окситоцинового ряда (см. гл.
3).
= Рис 92. Гормональная регу-о.
ляция проницаемости желе-о зисто-эпителиальных
клеток экскреторных органов
для воды и Ыа+:
Альд — альдостерон, АДГ —
антидиуретический гормон (ваэо-прсссин)
Главной /точкой приложения действия
АДГ у млекопитающих является,
как уже упоминалось, почечный нефрон,
точнее его дистальные/извитые канальца
и собирательные трубочки. Действуя
на эти участки нефрона, гормон избирательно
стимулирует ре-абсорбцию воды из первичной
мочи в кровь (Камм, 1928; Гине-цинский, 1964
Наточин, 1972). В отсутствие вазопрессина
избирательного захвата воды в дистальных
фрагментах извитых канальцев практически
не просходит. Вместе с тем именно данные
участки нефрона и являются регуляторными
в отношении величин диуреза и концентрирования
мочи, так как в вышележащих участках нефрона
вода реабсорбируется обязательно по
осмотическому градиенту. Осмотический
градиент, возникающий на всем протяжении
нефрона вследствие активной реабсорбции
ионов №+ и накопления их в околоканашьцевой
среде (см. ниже), определяет направление
пассивного движения воды и некий постоянный
уровень ее всасывания из первичной мочи.
Этот постоянный, облигатный уровень обратного
всасывания воды в почке очень высок и
составляет примерно 1/& объема ультрафильтра
при любых условиях. В дистальных отделах
канальцевого аппарата и собирательных
трубок осмотический градиент не только
сохраняется, но даже возрастает. Однако
здесь его функциональное значение отступает
на второй план и уступает первое место
избирательной проницаемости стенок этог0
сегмента канальцев для воды. Уровень
же проницаемости канальцев, а следовательно,
и уровень реабсорбции воды, объем эк-скретируемой
конечной мочи и ее концентри-рованность
почти цели-Б ком зависят от АДГ
При заболевании гипоталамо-нейрогипофизарной
системы, связанном с недостаточностью
продукции АДГ — несахарный диабет
(мочеизнурение), — ребсорбция воды
в дистальных отделах канальцев
и собирательных трубочках может резко
(снижаться, величина же суточного диуреза
— резко возрастать. В некоторых случаях
такие больные экскретируют в сутки 30
л мочи вместо примерно 1,5 л в норме. Это
сответственно приводит к повышению осмотического
давления крови, снижению кровяного давления,
уменьшению тургора клеток и т.д. Аналогичный
эффект вызывает гипо-физэктомия и особенно
разрушение области супраоптических ядер
гипоталамуса у животных в эксперименте.
Замести-Аельная терапия несахарного
диабета с помощью введения в организм
препаратов АДГ нормализует у больных
уровень диуреза и водный обмен в целом.
1
/ Таким образом, у млекопитающих
саморегулирующая роль АДГ, сводится
главным образом к избирательной
стимуляции ре-абсорбции воды
в дистальных отделах нефрона. Вместе
с тем определенное значение в эффектах
гормона на водный обмен у млекопитающих
имеет и аналогичное его действие на реабсорбцию
воды в слизистой кишечника и слюнных
железах. Вероятнее всего, ва-зотоцин и
мезотоцин у птиц и рептилий осуществляют
осморегу-ляцию также через почки и кишечник.
У амфибий же важнейшие органы-мишени
для антидиуретических гормонов — мочевой
пузырь и кожа. Нейрогипофизарные гормоны
у амфибий стимулируют реабсорбцию воды
из мочи, содержащейся в мочевом пузыре,
и захват воды кожей из окружающей среды
(Бентли, 1960, 1976; Лиф, Хейс, 1971). У рыб точкой
приложения действия соответствующих
гормонов нейрогипофиза наряду с почкой
являются жабры. Интересно, что у представителей
этого класса позвоночных в регуляции
водного обмена помимо гипоталамо-нейрогипофи-зарного
комплекса принимает участие и особая:
железа урофиз — гомолог нейрогипофиза,
расположенная у хвостового отдела позвоночника.
Один из четырех известных его гормонов
уростенинов (уро-стенин IV) сходен по своим
свойствам с вазотоцином (Зельник, Леде-рис,1973).
Ренальные и экстраренальные эффекты
АДГ и его аналогов осуществляются
с помощью единого механизма.
Предполагают, что клетки всех гормончувствительных
экскреторных железисто-эпителиальных
структур имеют неоднородную клеточную
поверхность. Согласно гипотезе неоднородность
(полярность) поверхностей таких клеток
обусловлена различной проницаемостью
их мембран для воды и солей (главным образом
натриевых). Мукозная (апикальная) поверхность
клеток, обращенная в просвет канальцев
не-фрона, в полость мочевого пузыря или
в сторону внешней среды в коже, относительно
легко проницаема для солей, но представляет
собой «поровый» барьер для воды. Внутренняя
же, серозная (ба-зальная) поверхность
клеток проницаема для воды, но составляет
барьер для Ка+ (см. рис. 92). Полагают,
что АДГ увеличивает просвет
«пор» апикальной поверхности клеточной
мембраны и тем самым снижает
мукозный барьер для воды, усиливая
ее диффузионный поток внутрь клетки.
Из клетки вода свободно проникает
через серозную поверхность в кровь (Лихтенштейн,
Лиф, 1965; Бекму-хаметова, 1975).
Многочисленные исследования показали,
что АДГ и его аналоги реализуют
свои эффекты на проницаемость эпителиальных
клеток к воде с помощью цАМФ в
качестве посредника (Браун и др., 1963).
Ионы Са , в высоких концентрациях
ингибирующие Ац, тормозят и гидроосмотический
эффект АДГ (Питерсон, Эдельман, 1970). Вместе
с тем следует подчеркнуть, что
влияние АДГ на диффузию воды в
эпителиальные клетки непосредственно
не связано ни с концентрацией ионов
Ыа+, ни с системой его транспорта ■ (Бентли,
1959; Финн и др., 1966).
АДГ-продуцирующий гипоталамо-нейрогипофизарный
комплекс, являясь важнейшим регулятором
осмотического давления крови, чутко
реагирует на любые изменения
в осмотических процессах и связанные
с ними изменения гемодинамики и диуреза.
Всякие сдвиги в течении этих процессов
специфически приводят к изменению уровня
секреции АДГ или его аналогов по механизму
отрицательной обратной связи (Шейр, 1962;
Бентли, 1976). Так, снижение объема плазмы
крови при кровопотере всего лишь на 8\%
приводит к быстрому повышению секреции
АДГ у животных. Аналогичный эффект вызывает
введение животным гипертонических растворов
хлористого натрия или глюкозы, увеличивающих
осмотическое давление только на 2\%. Стимулирующее
влияние на секрецию АДГ оказывают также
введение белковых растворов, водное голодание,
избыточное потребление соли, снижение
кровяного давления, гипоксия и т.д. Усиленная
секреция гормона в этих условиях способствует
повышению количества воды в плазме, восстановлению
осмотического давления крови, увеличению
количества циркулирующей жидкости и
величин кровяного давления. Наоборот,
торможение диуреза, алиментарное обводнение
организма, низкосолевая диета, повышение
кровяного давления, гипероксия вызывают
торможение секреции АДГ. Напомним, что
гормон способен оказывать влияние на
кровяное давление не только за счет задержки
воды, но и вызывая спазм артериол.
Изучение физиологических механизмов
регуляции синтеза и секреции
АДГ позволяет считать, что она
осуществляется двумя путями: автоматически
и нервно-рефлекторно. Нервно-рефлекторные
пути регуляции могут начинаться с осмо-,
баро- и хеморецептив-ных полей каротидного
синуса, каротидных телец, дуги аорты,
вен грудной полости и предсердий (Шейр
и др. 1962, 1964). Нервные импульсы, направляющиеся
в мозг, в конце концов поступают по пол-исинаптическим
афферентным путям в гипоталамус и модулируют
продукцию АДГ (см. рис. 91). Помимо этого,
ангиотензины — также стимуляторы секреции
вазопрессина.