И, тем не менее, болезней полно, и все они первично проявляются в клетках.

Какую клетку сложного организма можно считать больной?

Ту, которая не выдает достаточной функции в ответ на нормальное раздражение. Чтобы не залезать в дебри сложной науки, я лишь перечислю возможные причины патологии клетки.

Детренированность. Если клетка не получала больших нагрузок, она детренируется и на нормальный раздражитель дает пониженную функцию.

Плохое снабжение. В крови недостаточно энергетических или строительных материалов: молекул глюкозы, жирных кислот, аминокислот, витаминов, микроэлементов, кислорода. Это бывает, например, 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 распада, если они не удаляются из-за нарушения кровообращения («шлаки»).

Наконец, возможны прямые повреждения генов – из-за радиации, из-за отравлений, из-за внедрения новых участков ДНК, привнесенных вирусами или возникших в результате мутаций. Это самая тяжелая патология, так как вследствие нее нарушаются «чертежи», по которым изготовляются ферменты.

5. Модель нормы и патология

Основные рабочие функции живого присущи всем одноклеточным. Это, прежде всего, энергетика обмена веществ – получение энергии из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Затем пищеварение – захват частичек пищи и переваривание их внутри клетки в специальных пузырьках (лизосомах). Потом движение (у одноклеточных – сократительные элементы). И, наконец, защита внутренней среды от внешней и связь с ней через всасывание и выделение, а также за счет особых «окошечек», воспринимающих специфические воздействия и передающих сигналы на сократительные или другие элементы тела клетки, а может, и на органы управления.

Клетки многоклеточного организма усовершенствовали и развили 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 (PC), выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы.

Первая регулирующая система (I PC) 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 то, 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 активизируют ферменты, а через них и большинство функций клеток.

Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы, главным образом уровень их специфической активности.

Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) «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, доставляющие к сознанию избранную информацию о теле.

Регулирующие системы 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, а низшие, в свою очередь, воздействуют на высшие.

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, и 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 – выделил важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям (рис. 3).

В самом верху помещен прямоугольник с надписью «Психика». Психика представлена корой и подкоркой. Отдельно выделен четырехугольник «Чувства», а ниже «II PC и III PC, эндокринная и нервно-вегетативная системы».

Между ними помещен квадрат с надписью «Система напряжения» Анатомически она четко не выделяется, но функционально весьма важна. Массивный вход к ней идет от чувств, а выходы направлены как вверх – к психике, так и вниз, к регуляторам – II PC и III PC. Единственный выход от психики направлен к мышцам, к органам движения. Они ориентированы на внешнюю среду и им противостоит ее сопротивление.

Выделение других функциональных подсистем зачастую весьма спорно, но начнем по порядку сверху вниз.

«Газообмен и кровообращение». Обеспечение всего организма кислородом и удаление углекислоты посредством дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Система кровообращения выполняет и другие функции: перенос питательных и пластических веществ от специальных органов ко всем клеткам и продуктов обмена к органам выделения. Она же переносит тепло или охлаждает тело. Буквой Р в левом верхнем углу выделены собственные нервные регуляторы сердца и сосудов. Стрелка к высшим регуляторам мощная, чем подчеркивается большая зависимость от них этой подсистемы.

^{Рис. 3 Схема организма}

Ниже расположена подсистема «Питание и обмен». Я пытался объединить в ней все функции снабжения организма энергетическим и строительным материалами, понимая под этим не только функции такого специфического органа, как желудочно-кишечный тракт, но и 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 запаса энергетического материала в специальных клетках, и она относится к питанию.

Следующая подсистема «Терморегуляция» поскромнее. 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, клеточная защита и кровь», иначе «Иммунологическая система». Соединительную ткань всегда отличали от других тканей по разнообразию видов клеток и их функций. Диапазон их действительно велик – от кости до эритроцитов. Но система имеет 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 от 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 активизировать или тормозить реакции соединительной ткани на микробы внешней среды или на умирающие собственные клетки.