Внутренняя среда организма
Шрифт:
Механизм немедиаторного действия ацетилхолина можно представить в виде следующей схемы. Поступая в кровь из разных органов и тканей, неиспользованный при передаче нервного возбуждения медиатор рыхло связывается эритроцитами и разносится током крови по организму. При соответствующих условиях под влиянием определенных метаболитов, гормонов или солей он освобождается внутри или на поверхности клеток, в органах и тканях или в жидких средах организма из связанной формы и вступает во взаимодействие с холинергическими нервными или гуморальными образованиями, осуществляя свое трофотропное действие. Не исключено, что в крови содержится какое-то вещество, способствующее освобождению рыхло связанного эритроцитами ацетилхолина. Как указывает советский биохимик Н. Н. Демин, в этих случаях проявляется многостороннее, хотя и не во всех случаях ярко выраженное немедиаторное биохимическое действие ацетилхолина.
Таким образом, эритроциты представляют депо ацетилхолина, постоянно пополняющееся и непрерывно освобождающееся. При некоторых состояниях организма динамическое равновесие между связыванием ацетилхолина эритроцитами и его переходом в свободную форму может нарушаться. В одних случаях способность эритроцитов связывать ацетилхолин, поступающий во внутреннюю среду, увеличивается, в других — уменьшается. Точно так же в одних условиях повышается выход ацетилхолина из эритроцитов, что приводит к увеличению холинергической активности крови, в других — освобождение медиатора уменьшается, вследствие чего наступает ее снижение.
С давних пор известны парасимпатомиметические свойства ионов калия. Немецкий ученый Б. Цондек назвал калий «жидким блуждающим нервом». Однако можно предположить, что действие калия, сходное с парасимпатическим, зависит от вытеснения ацетилхолина из рыхло связанной эритроцитами формы, а симпатомиметическое действие кальция («жидкий симпатический нерв» но Б. Цондеку) — с увеличением связывания его красными кровяными тельцами. Это легко проверить в эксперименте, добавляя растворы кальция к пробам крови.
Система гистамина. Гистамин относится к биологически активным веществам трофотропного ряда, но не является холинергическим амином. Он не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на холинорецепторы, не влияет на центральные или периферические звенья парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Но при явлениях повышенного тонуса ее содержание гистамина в крови увеличивается. По-видимому, это связано с нарастанием уровня ацетилхолина в жидких средах организма, вызванного способностью гистамина подавлять активность ацетилхолинэстеразы и увеличивать его освобождение из рыхло связанной формы. Надо полагать, что при осуществлении гомеостатических реакций гистамин потенцирует, «подкрепляет» действие ацетилхолина.
Хотя свободного гистамина в организме сравнительно немного, действие его необычайно многообразно и охватывает различные физиологические процессы и функции. Роль гистамина в возникновении некоторых форм патологии (особенно аллергических реакций) хорошо известна, подробно изучено его фармакологическое действие. Большая литература посвящена и его участию в гуморальной регуляции функций. О ней идет речь в этой книге.
Под влиянием гистамина повышается проницаемость сосудистых стенок, расширяются кровеносные капилляры, суживаются артерии, снижается кровяное давление, сокращаются гладкие мышечные волокна, усиливается слезотечение, уменьшается выделение мочи. Установлено, что он участвует в эмбриогенезе. Несомненную роль играет гистамин в цикле смены сна и бодрствования. Гистамин участвует во многих физиологических процессах, регулируя деятельность органов, стимулируя ее в одних случаях и ослабляя в других. Как неотъемлемая составная часть входит он в комплекс биологически активных веществ, циркулирующих в крови или находящихся в тканях.
Особо важное значение имеет гистамин для микроциркуляции крови в органах и тканях. Американский ученый Р. Шейер считает, что он является единственным, независимым от нервной системы регулятором просвета капилляров, прекапилляров, посткапилляров, артериол, венул, в стенках которых непрерывно по мере необходимости образуется, расширяет их или суживает, действуя на соответствующие рецепторы. Микроциркуляция в отдельных органах (головном мозге, сердце, легких, печени) отличается некоторыми специфическими особенностями, причем строение стенки капилляров различно в разных органах. Наряду с микроскопическими выявлены и субклеточные особенности строения. Более подробно этот вопрос освещен в главе о гистогематических барьерах.
Гистамин принимает участие в процессах роста и регенерации тканей, в какой-то мере связан с развитием опухолей. Не так давно были опубликованы материалы о роли гистамина в регуляции деятельности сердца, коронарного кровотока, сократительной способности миокарда. У здоровых женщин гистамин связан с менструальным циклом. Он является одним из сильнейших возбудителей желудочной секреции. В клинике внутренних болезней нередко применяется гистаминовая проба, которая позволяет решить вопрос о состоянии желез желудка. Если после введения гистамина в кровь желудочный сок не выделяется, следовательно, слизистая желудка атрофирована и железы ее либо отсутствуют, либо потеряли способность вырабатывать соляную кислоту и переваривающие пищу ферменты. Это позволяет врачу отличать органические изменения в желудке от функциональных. По-видимому, гистамин играет важную роль в возникновении язвенной болезни желудка. Наблюдающаяся при ней повышенная кислотность желудочного сока в значительной мере связана с высоким содержанием гистамина в крови и тканях [18] .
18
Более подробно см. в монографии. Вайсфельд, Кассиль, Гистамин в биохимии и физиологии. М.: Наука, 1981.
В последние годы методы определения гистамина во внутренней среде в органах, тканях и выделениях организма значительно усовершенствовались. Выявились некоторые новые данные о его роли в физиологических процессах, о распределении в центральной и периферической нервной системе, об участии в химической регуляции физиологических процессов. Присутствие гистамина в нервных окончаниях аксонов корковых клеток головного мозга позволяет предположить, что он является одним из медиаторов нервного возбуждения. В тканях открыты специфические рецепторы Н1 и Н2, реагирующие на действие гистамина. Расположены они на оболочке клеток. Описаны гистаминовые рецепторы в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, в сердце и сосудах, в мозгу, во многих железах внутренней секреции, в клетках крови и т. д.
Содержание гистамина во внутренней среде зависит от интенсивности процессов его синтеза, разрушения и инактивирования путем связывания. В основном оно определяется активностью соответствующих ферментных систем, участвующих в процессах образования и расщепления гистамина. Отсюда и «система гистамина», т. е. некая функциональная величина, складывающаяся из его количества в крови, активности синтезирующих и расщепляющих ферментов, состояния связывающих механизмов (связывание и освобождение из связанной формы).
Образование гистамина осуществляется путем ферментативного превращения аминокислоты гистидина при участии фермента — гистидиндекарбоксилазы, а расщепление гистамина идет по пути либо окислительного дезаминирования при участии фермента диаминоксидазы с образованием имидазолуксусной кислоты, либо метилирования в имидазольном кольце при участии фермента имидазолметилтрансферазы, последующим окислительным дезаминированием образовавшегося метилгистамина моноаминоксидазой и образованием метилимидазолуксусной кислоты.
Гистамин образуется во многих органах и тканях, например, в печени, почках, поджелудочной железе («эндогенный гистамин»). Особенно интенсивно происходит его образование в кишечнике, при весьма деятельном участии кишечных бактерий («экзогенный гистамин»). Небольшое количество гистамина (примерно около 5%) поступает в организм с пищей — с хлебом, молоком, мясом, некоторыми овощами (шпинатом, помидорами и др.).
Для научных и фармакологических целей гистамин получают из спорыньи (маточных рожков). Интерес к нему очень возрос с тех пор, как его удалось выделить почти из всех органов человека и животных. Гистамин постоянно содержится в крови, преимущественно в базофильных лейкоцитах. Количество его, по данным разных авторов, составляет 0,025—0,05—0,07 мкг/мл. В то же время из 1 кг бычьего легкого удается извлечь 30 мг, а из 1 кг печени 2,5 мг гистамина. Некоторые авторы утверждают, что 1 кг легких взрослого человека содержит до 70 мг гистамина, а 1 кг кожи человека 30 мг. Много гистамина в селезенке, в сердце коровы, в ткани мозга и нервах человека и животных. Наиболее высокое содержание гистамина обнаружено в симпатических нервных волокнах. Но этот гистамин неактивен. Он связан белками и не в состоянии проявить свое действие, пока не освободится из связанной формы. И вот именно освобождение гистамина играет важнейшую роль в возникновении многих заболеваний человека и животных.