Патофизиология экстремальных состояний

Молекулярные и клеточные механизмы стресса

Молекулярные и клеточные механизмы стресса





Периферические процессы, участвующие в механизмах реализации стрессорной реакции, контролируются гипоталамо — гипофизарно — адренокортикальной системой (ГГАС) — многоуровневым аппаратом регуляции, локализующимся в среднем мозге, лимбической системе и коре головного мозга. Передача сигналов от этих структур к мелкоклеточным ядрам гипоталамуса, секретирующим кортиколиберин (рилизинг-фактор), осуществляется через сеть моноаминэргических нейронов. Система кортиколиберин — адренокортикотропин представляет первый (нижний) уровень регуляции, получающий сигналы от высших отделов головного мозга. Второй (высший) уровень регуляции средний мозг, лимбическая система и кора головного мозга, которые получают и интегрируют сигналы как от внешнего мира, так и от внутренней среды. Этот уровень регуляции можно сравнить с компьютером, который в соответствии с числом встроенных программ подбирает решение для каждой вновь возникшей стрессорной ситуации на базе той информации, которая уже была заложена в нем или поступает через афферентные пути в данный момент.

При остро развивающемся стрессе одновременно с аденокортикотропином стимулируется продукция аденогипофизом β-эндорфина, пролактина, лютеотропина, что приводит к подавлению секреции адренокортикотропина.

Активации ГГАС предшествует включение в механизмы стресса более быстро реагирующих регуляторных систем и, прежде всего, симпатоадреналовой системы (САС), что приводит к освобождению норадреналина в симпатических нервных ганглиях и выбросу адреналина мозговым слоем надпочечников. Активацию САС связывают с так называемой реакцией «борьбы и бегства». Под влиянием катехоламинов происходит мобилизация энергетических резервов, усиление работы сердца, перераспределение крови от внутренних органов к мышцам, как бы в преддверии выполнения мышечной работы. Однако адреналин не является «первым» медиатором стресса, как ранее полагали, поскольку ни адреналэктомия, ни фармакологическая блокада САС не предотвращают увеличение концентрации кортикостерона при остром стрессе. По-видимому. вовлечение ГГАС и САС в механизмы стресса осуществляется независимыми путями. Однако, несмотря на существование двух фаз (систем) нейроэндокринных изменений при остром стрессе, разграниченных как по времени, так и по характеру контроля метаболических реакций, их включение в механизмы стресса осуществляется сопряженно. Это подтверждается взаимной регуляцией данных систем, что выражается как в потенцировании катехоламинами стимулирующего действия кортиколиберина на секрецию адренокортикотропина передней долей гипофиза, так и в регуляции этим гормоном уровня выброса адреналина в кровь из мозгового слоя надпочечников. Вазопрессин и окситоцин, продукция которых увеличивается при стрессе, также потенцируют действие кортиколиберина.

Таким образом, при формировании общего адаптационного синдрома в организме создается сложная система прямых и обратных связей между мозговыми структурами, гипофизом и эффекторами (надпочечники, симпатические нервные окончания).

Одновременно с острым выбросом кортиколиберина усиливается его синтез в мелкоклеточных ядрах гипоталамуса, возрастая более значительно, чем расход, в результате чего содержание этого рилизинг-фактора в гипоталамусе увеличивается. Аналогичные процессы протекают и в гипофизе, что приводит к увеличению содержания в нем адренокортикотропина, несмотря на усиленный выброс последнего в кровоток. Таким образом, начальное уменьшение стрессорных медиаторов в системах первого уровня регуляции сменяется их повышением, что обеспечивает устойчивое повышение концентрации адренокортикотропина и кортикостерона в плазме стрессированного организма и является характерным для стадии тревоги.

На метаболическом уровне характерным признаком стадии тревоги является мобилизация энергетических резервов. Одним из условий поддержания гомеостаза является сохранение постоянного уровня глюкозы в крови. В обеспечении этого процесса основное значение имеет печень, которая в острый период стресса из органа, потребляющего глюкозу, превращается в орган, ее продуцирующий. Происходит это за счет усиления гликогенолиза (распада гликогена) и глюконеогенеза (образования глюкозы из не углеводных субстратов). Гликогенолиз в печени активируется, благодаря усилению секреции глюкагона α-клетками поджелудочной железы, что находится под контролем САС. Скорость глюконеогенеза регулируется кортикостероидами.

Наряду с использованием углеводных источников, при остром стрессе в стадию тревоги происходит мобилизация СЖК из жировых депо. Этот процесс контролируется катехоламинами. СЖК являются основным энергетическим продуктом для мышц и других органов. В стадию тревоги наблюдается острое увеличение надпочечников, прежде всего, за счет усиления их кровенаполнения, а также увеличения массы паренхиматозного вещества. Процессы эти затрагивают, прежде всего, пучковую зону, где вырабатываются кортикостероиды.

В эту стадию устанавливается отрицательный азотистый баланс, что свидетельствует о преобладании распада белков над их синтезом.

Усиление интенсивности стресса в стадию тревоги может привести к истощению адаптивных механизмов вплоть до гибели организма. В этом случае отмечается снижение концентрации кортикостероидов в крови.

Если действие стрессорного фактора является не истощающим и сила его адекватна функциональным возможностям организма, происходит формирование механизмов долговременной адаптации. Эта замена связана с ограничением действия факторов, формируемых в период острого стресса в стадию тревоги. Так, одним из механизмов ограничения, например, при болевом стрессе, является увеличение продукции опиоидов, в частности, β-эндорфина, образующегося в аденогипофизе наряду с АКТГ. β-эндорфин увеличивает порог болевой чувствительности, снижая тем самым активацию ГГАС при болевом стрессе.

Стадия резистентности характеризуется стабильной гипертрофией надпочечников, главным образом за счет гипертрофии их клеток. Однако при этом наблюдается и стимуляция митотического деления.

В стадию резистентности энергетические потребности организма удовлетворяются за счет использования липидов, что является энергетически более выгодным для организма. Параллельно увеличению использования жиров снижается потребление глюкозы. Переход на энергоснабжение за счет липидов сопровождается изменением биосинтеза глюкозы: в период резистентности восстанавливается или даже увеличивается количество гликогена в печени, а интенсифицированный в стадию тревоги глюконеогенез нормализуется.

Отмечается аккумуляция холестерина надпочечниками, как за счет захвата адренокортикальными клетками экзогенного холестерина из крови, так и путем усиления биосинтеза эндогенного холестерина в гладком эндоплазматическом ретикулуме.

Несмотря на продолжающуюся гиперсекрецию кортикостерона клетками пучковой зоны, накопление в них холестерина преобладает над расходом, в результате чего в стадию резистентности отмечается повышение его содержание в надпочечниках.

В эту стадию азотистый баланс нормализуется.

Стадия истощения характеризуется снижением холестерина в надпочечниках и гликогена в печени, то есть развиваются процессы, характерные для стадии тревоги, однако причиной этого в заключительную стадию стресса является истощение резервов. Если в фазу тревоги уменьшение содержания холестерина в надпочечниках сопровождается увеличением кортикостерона в крови, то в фазу истощения количество вырабатываемых надпочечниками гормонов снижается, что приводит к недостаточности надпочечников. По мерс развития фазы истощения утрачивается способность коры надпочечников реагировать сначала на нейрогенные стимулы, а затем и на адренокортикотропин.

В фазу истощения в печени отмечается уменьшение количества гликогена и усиление глюконеогенеза. Повторно устанавливается отрицательный азотистый баланс.

Стрессорная гипертрофия надпочечников в стадию истощения подвергается редуцированию. Этот процесс характеризуется снижением объема клеток, уменьшением количества ядер в пучковой зоне и полным торможением митотической активности.

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.2 (10 votes)