Все эти неспецифические вещества принимают самое
активное участие в гармоническом регулировании жиз-
ненных функций организма. Поступая в кровь, лимфу,
тканевую жидкость, они играют важную роль в гумораль-
ной регуляции физиологических процессов, осуществляе-
мой через жидкие среды.
Гуморальная регуляция тесно связана с нервной и об-
разует совместно с ней единый нейро-гуморальный меха-
низм регуляторных приспособлений организма. Нервные
и гуморальные факторы столь тесно переплетаются друг
с другом, что всякое противопоставление их недопустимо,
как и недопустимо расчленение процессов регуляции и
координации функций в организме на автономные ион-
ные, вегетативные, анимальные компоненты. Все эти виды
регуляции настолько тесно связаны друг с другом, что
нарушение одного из них, как правило, дезорганизует и
остальные.
На ранних этапах эволюции, когда нервная система
отсутствует, взаимосвязь между отдельными клетками и
даже органами осуществляется гуморальным путем. Но
по мере развития нервного аппарата, по мере его совер-
шенствования на высших ступенях физиологического раз-
вития гуморальная система все больше и больше под-
чиняется нервной.
Образующиеся под влиянием нервных импульсов раз-
нообразные продукты обмена веществ (метаболизма), из-
вестные под названием метаболитов, в свою очередь могут
действовать как раздражители на клетки органов или
окончания чувствительных нервов, вызывая рефлектор-
ным путем определенные физиологические, а иногда и па-
тологические процессы.
Влияние нервной системы на химические превраще-
ния в органах и на образование биологически активных
веществ подробно изучено и ни у кого не вызывает сом-
нений, но далеко не всегда учитывается влияние, ока-
зываемое химическими соединениями, образующимися в
организме, на состояние самой нервной системы. Дея-
-126
.1 тельность головного и спинного мозга зависит от крово-
снабжения и обмена веществ в самих нервных клетках и
нервных волокнах, от химического состава и физико-хи-
"мических свойств их микросреды. Здесь имеет место тес-
нейшая связь, взаимная обусловленность жизненных яв-
лений.
МЕДИАТОРЫ
Катехоламины. Ацетилхолин
Мысль о том, что передача возбуждения с нервного
окончания на клетки органов осуществляется при помо-
- щи химических веществ, возникла уже давно. Но дока-
зано это было только в 20-х годах нашего столетия. Ве-
щества, образующиеся при возбуждении, получили назва-
ние медиаторов (трансмиттеров) или передатчиков нерв-
ного возбуждения. Место их накопления - окончания
нервных волокон, где они появляются в тот момент, ког-
. да нервный импульс приходит в рабочий орган, например
в мышцу или железистую клетку. Они образуются в си-
напсах, связывающих между собой нервные клетки цент-
ральной нервной системы, в периферических нервных уз-
лах, а также в нервных стволах.
Переход возбуждения с одной клетки па другую яв~
ляется необычайно сложным процессом, тонкий меха-
низм которого довольно подробно изучен.
При электронномикроскопическом исследовании четко
обнаруживается, что синапс состоит из двух соприкасаю-
щихся поверхностей, одна из которых принадлежит аксо-
ну, другая - дендриту или телу клетки. При увеличении
в несколько десятков тысяч раз синапс представляется
в виде щели, шириной примерно в 200 А (ангстрем -
одна стомиллионная доля сантиметра). Поверхность ак-
сона, обращенная к синапсу, получила название преси-
нашчгаеской мембраны (оболочки), а дендрита-постен-
надтической.
В окончании аксона электронный микроскоп обнару-
Живвает целое скопление крошечных пузырьков (везику-
.р>), наполненных определенным химическим веществом.
лЕЬйЦество это-передатчик, медиатор, посредник нервно-
3№ЛК>8буждения, осуществляющий переход импульса че-
йапс,
127,
Чаще всего это ацетяяхолин иди норадреналин, иног-
да серотонин, гамма-аминомасляная кислота и т. д. Во-
прос о химической регуляции функций требует специаль-
ного рассмотрения. Пока что констатируем факт: пере-
дача нервного возбуждения с нейрона на нейрон, с нерв-
ного окончания на орган-исполнитель происходит при
участии медиаторов. Это очень важное обстоятельство,
поверить в реальность которого очень долго не могли,
а может быть и не желали физиологи и биохимики.
Без всякого преувеличения можно сказать, что откры-
тие химической медиации явилось одним из наиболее бло-
стящих, как принято говорить, <делающих эпоху>, откры-
тий биологии XX века.
Различные нейроны - в зависимости от их расположе-
ния, физико-химических свойств, обмена веществ, физио-
логических функций - возбуждаются или, наоборот, пре-
кращают свою деятельность (затормаживаются) под вли-
янием различных медиаторов.
Отсюда и возникло представление, что существуют воз-
буждающие и тормозящие медиаторы. Этому до сих пор
окончательно не решенному вопросу было посвящено не-
малое количество экспериментальных работ и теоретиче-
ских споров. Надо думать, что одни и те же химические
вещества, в зависимости от условий, могут вызывать как
возбуждение, так и торможение функций.
Нервный импульс представляет сложнейший физико"
химический процесс, связанный с перемещением некото-
рых минеральных веществ, в частности ионов калия и
натрия. В состоянии покоя ионы калия находятся преи-
мущественно внутри нервной клетки, ионы натрия на ее
наружной поверхности. В протоплазме нервных клеток
ионов калия примерно в 30-40 раз больше, чем в ок-
ружающей клетку тканевой жидкости, ионов же нат-
рия-в 8-10 раз меньше. В соответствии с этим вну-
три клетки преобладают отрицательные электрические
заряды, вне ее - положительные. В тот момент, когда нерв-
ный импульс приходит в окончание аксона (так назы-
ваемую синаптическую бляшку), пузырьки, содержащий
медиатор, лопаются. Ацетилхолин или норадреналин из-
ливаются в синаптическую щель и изменяют проницае-
мость постсинаптической мембраны. Это ведет к том),
что иопы калия устремляются из клетки и располагают-
ся на ее поверхности, обращенной к щели, а ионы пат-
ся на ее
128
рия входят в клетку. Электрический заряд мембраны
мгновенно изменяется, возникает разница потенциа-
лов, и импульс переходит с аксона одной клетки на ден-
1 дрит другой. Как только импульс прошел синапс, медиа-
I.TOp разрушается, ионы кадия снова поступают в клетку,
а ионы натрия выходят из нее.
Для того чтобы понять, как действуют медиаторы,
предпримем небольшую прогулку в физиологическую ла-
бораторию и проделаем несколько простых, но весьма по-
казательных опытов.
Проще всего использовать для этой цели лягушку. Не
случайно ряд законов жизнедеятельности организма был
нзучеп именно на этом неприхотливом и очень удобном
.для эксперимента животном. Деятельность сердца лягуш-
1ки можно изучать в течение нескольких суток, если
i питать его вместо крови искусственным раствором солей
т(так называемой жидкостью Рингера), по составу своему
напоминающим плазму крови.
Эту жидкость после того, как она прошла через серд-
: це, можно собрать в стаканчик и подействовать ею на
.сердце другой лягушки.
Напомним, что сердцем управляют два нерва: один,
;.:вамедляющий его деятельность,- блуждающий нерв, дру-
.ой, усиливающий и ускоряющий его,- симпатический.
j. При раздражении блуждающего нерва слабым элект-
1-рическим током сила сердечных сокращений уменьшает-
ся, ритм их замедляется, в то время как раздражение
Издмпатического нерва усиливает их и учащает деятель-
ftwTb сердца.
.1 Теперь, после этих предварительных замечаний перей-
йм к опыту.
Начнем с раздражения блуждающего нерва. Мы сразу
: выметим, что сердце стало сокращаться медленно, что си-
Ш отдельных сокращений уменьшилась. Все это открыто
illHoro лет назад. Но имеется и кое-что новое в этом опыте.
.Шсли жидкостью Рингера, оттекающей от такого сердца,
1йй>действовать на свежее сердце другой лягушки, оно то-
1> .начнет медленнее и слабее сокращаться. По-видимому,
Цдкости появились вещества, подавляющие работу сер-
гИзменим условия опыта. Будем раздражать симпати-
:Й1<1Кйй нерв. Сердце ускорит и усилит свою деятель-
хЦавь, а под воздействием оттекающей от него жидко-
,-?д."
И Н. Кассиль
129
сти свежее сердце тоже начнет сильнее и быстрее сок-
ращаться.
Следовательно, медиаторы, образовавшиеся в нервных
окончаниях, передают возбуждение с нерва на рабочий
орган. Поэтому они и называются передатчиками нервно-
го возбуждения. Эти опыты были поставлены в начале 20-х
годов нашего столетия австрийским ученым Леви, впо-
следствии Нобелевским лауреатом, и послужили началом
учения о химической передаче нервного возбуждения.
В настоящее время установлено, что вещества, накап-
ливающиеся в физиологическом растворе поваренной
соли, или в жидкости Рингера, при раздражении блуждаю-
щего нерва близки к ацетилхолину, а вещества, обра-
зующиеся при раздражении симпатического нерва,- к ад-
реналину.
Наряду с другими биологически активными вещест-
вами, медиаторы, поступая в кровь, принимают участие
в регуляции и координации физиологических процессов.
Из этого следует, что необходимо различать их роль в
медиации и регуляции.
Ацетилхолин - медиатор парасимпатической системы
является сложным эфиром холина и уксусной кислоты.
Он образуется при участии синтезирующего фермента -
холинацетилазы, активность которого в клетках изменяет-
ся под влиянием условий среды и тканевого обмена. Аце-
тилхолин нестоек, и срок его существования крайне ог-
раничен. Выполнив свою задачу, ацетилхолин, образовав-
шийся в нервных окончаниях, мгновенно расщепляется
под влиянием фермента холинэстеразы на свои состав-
ные части (уксусную кислоту и холин). До сих пор при-
нято было считать, что ацетилхолин приспособлен для
выполнения ограниченных задач и действие его сводится
к передаче возбуждения с нерва на эффекторную клетку.
Но теперь, в значительной степени работами нашей лабо-
ратории, установлено, что неиспользованный при передаче
возбуждения ацетилхолин поступает из органов и тканей
в кровь и принимает активное участие в гуморальной ре-
гуляции функций. Его действие на клетки сходно с дейст-
вием парасимпатических нервов. В крови он захватывает-
ся эритроцитами и разносится током крови по всему
организму. При определенных физиологических ситуациях
ацетилхолин переходит из эритроцитов в жидкую часть
крови и вызывает парасимпатические реакции. Количсст-
ЛЗО
во свободного, активного ацетилхолина в жидких средах
организма характеризует состояние (тонус и реактив-
ность) парасимпатической нервной системы.
Иначе обстоит дело с медиаторами симпатического
ряда - симпатинами. Доказано, что симпатические реакции
в организме протекают при участии целой группы ве-
ществ, известных под общим названием катехоламинов.
Катехоламины - в одно и то же время гормоны и медиа-
торы симпато-адреналовой системы. С каждым годом все
отчетливее выявляется их роль в приспособительных реак-
циях организма, в обмене веществ, в деятельности мышц
и сердца, в кровоснабжении органов, эмоциональном воз-
буждении, возникновении и степени болевого ощущения.
Основной, ведущий представитель катехоламинов, наи-
более известный и подробно изученный,- адреналин. Он
образуется в мозговом слое надпочечников и содержание
его во внутренней среде организма характеризует состоя-
ние этой важнейшей эндокринной железы нашего орга-
низма. Его непосредственный предшественник, отличаю-
щийся от него отсутствием одной метильной группы
(СНз),-норадреналин-обладает функциями гормона
мозгового слоя надпочечников и медиатора центральных
и периферических отделов симпатической нервной систе-
мы. Долгие споры о природе симпатинов можно считать
ааконченными. Норадреналин выделяется окончаниями
симпатических нервов и после выполнения своей функ-
ции - передачи нервного возбуждения - вновь захваты-
вается этими окончаниями.
. В 1933 г. бельгийский ученый Бакк высказал предпо-
ложение, что симпатины в одних случаях являются адрена-
лином, в других - норадреналином. Советский биохимик
А. М. Утевский предположил, что симпатины - слож-
ная система адреналина, норадреналина и промежуточ-
ных продуктов их обмена. Но в настоящее время уста-
новлено, что симпатическая медиация осуществляется с
помощью только норадреналина. Предшественник норад-
реналина дофамин - медиатор симпатических образова-
ний в центральной нервной системе. Его отсутствие или
достаточное образование в определенных участках голов-
ЯОТо мозга приводит к тяжелому заболеванию, известному
ОД названием паркинсонизма. Катехоламины обра-
ЭДГНатся в организме из аминокислот, путем последователь-
№>.превращения фенилаланинав тирозин и дигидроок-
ж -131. 5,
сифенилаланин (ДОФА). Помимо прямого медиаторно-
го действия, и катехоламины, и ацетилхолин, поступая
в кровь и тканевую жидкость, принимают самое актив-
ное участие в гуморальной регуляции функций. Они ока-
зывают необычайно сильное влияние на ход физиологиче-
ских процессов в организме, действуя и на специфические
химиорецепторы и на клетки органов и тканей. При этом
содержание их в крови ничтожно, а активность необычай-
но высока.
Возьмем обычную медицинскую пиявку и вырежем у
нее из спины кусочек мышцы. Если погрузить этот ку-
сочек в раствор ацетилхолина в разведении 1 : 200000000,
пиявка начнет сокращаться. Она отвечает на незначитель-
ное количество ацетилхолина, содержащееся в жидкости
Рингера, в крови, в вытяжках из тканей.
Какое же значение имеют медиаторы для передачи
нервного импульса? Этому вопросу посвящено бесчислен-
ное количество экспериментальных работ, выполненных
во всех лабораториях мира. Еще в 1924 г. казанский фи-
зиолог А. Ф. Самойлов высказал предположение, что нер-
вы передают возбуждение на мышцу посредством каких-
то химических веществ. Вслед за ним к такому же вы-
воду пришел выдающийся английский физиолог Ч. Шер-
рингтон. То, что казалось полстолетия назад лишь мало
обоснованным предположением, сегодня излагается во
всех учебниках физиологии как установленный и не под-
лежащий сомнению факт. Мало того, в дальнейшем уда-
лось показать, что нервные стволы не являются пассив-
ными проводниками импульсов. При возбуждении они вы-
деляют специфические активные вещества, имеющие боль-
шое значение для передачи возбуждения. Медиаторы
образуются как при движении нервного импульса из нерв-
ного центра к органу исполнителю, так и при сигнали-
зации с периферии в центры. Они выделяются нервными
окончаниями при поступлении импульса в эффекторную
клетку и аксонами нейронов при синаптической передаче.
Центростремительные нервные импульсы, возникшие в
кожном рецепторе, проникают через задние корешки в
спинной мозг, зрительные бугры и кору головного моз-
га. Возбуждение одних клеток вызывает в свою очередь
последовательную активацию других. Возбужденная нерв-
ная клетка выделяет специфические продукты обмена ве-
ществ (ацетилхолин, норадреналин, серотонин), которые,
действуя через соответствующие синапсы на соседние
11слетки, в свою очередь усиливают или ослабляют их дея-
тельность. Таким образом, возникает длинная полисинап-
Этическая цепь, по которой нервный импульс передается
от клетки к клетке, с рецептора в центральную нервную
:<1истему и из нее в эффектор. А использованный медиатор
разрушается, становится неактивным либо поступает в
кровь и принимает участие в регуляции функций.
Чрезвычайно важное значение для химической регуля-
дии функций имеет взаимодействие медиатора с рецеп-
тором. Рецептор, принимающий центробежные нервные
.импульсы, можно рассматривать как устройство, через ко-
торое специфическая информация поступает из нервных
окончаний в клетку-исполнительницу. Одни рецепторы от-
мечают на действие ацетилхолина (холинорецепторы раз-
ного типа-М и Н), другие -катехоламинов (адреноре-
депторы альфа и бета), третьи - серотонина и т. д. Работа-
ми многих исследователей, в том числе и советских, уста-
;заовлено, что чувствительность рецепторов, их способность
приходить в состояние возбуждения под влиянием одного
яли нескольких медиаторов в значительной мере определя-
ют физиологические процессы, протекающие в клетках и
органах. Так, например, при экспериментальной гиперто-
яии у животных чувствительность адренорецепторов к
пдреналину увеличивается в 2,3 раза, а к норадреналину -
в 3,2 раза.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50