УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2011, том 42, № 3, с. 26-45
УДК 614.8
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ ФАКТОРАМ: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, РЕГУЛЯЦИЯ, ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
© 2011 г. И. Б. Ушаков, А. С. Штемберг
ГНЦРФ - Институт медико-биологических проблем РАН, Москва
Рассмотрены современные представления о реактивности и резистентности организма, подходы к их оценке и прогнозированию. В качестве основного фактора, наиболее удобного для экспериментального исследования и моделирования различных эффектов, использованы ионизирующие излучения. При этом индивидуальная радиорезистентность рассматривается как отражение и составная часть общей неспецифической резистентности организма. Изучен достаточно обширный спектр комбинированных воздействий различных физических факторов, оценены их взаимно модифицирующие влияния на устойчивость организма. Исследование типов резистентности и тактик адаптации организма млекопитающих к многократным воздействиям стресс-фактора, открывает новый подход к их оценке и прогнозированию. На основе гипотезы о функциональной надежности регуляторных систем организма с использованием интегрального логарифмического показателя разработан достаточно простой и надежный метод прогнозирования индивидуальной резистентности (в частности, по показателям гормональной регуляции), по эффективности превышающий известные ранее.
Ключевые слова: реактивность и резистентность организма, неспецифическая резистентность, радиорезистентность, регуляторные системы, прогнозирование индивидуальной резистентности организма.
1. ВВЕДЕНИЕ
Проблемы исследования механизмов, оценки и прогнозирования индивидуальной реактивности организма и его резистентности к воздействию различных экстремальных факторов связаны с необходимостью решения целого ряда как теоретических, так и сугубо практических вопросов, таких как определение границ нормы реакции, выраженности индивидуальных особенностей в реакциях на факторы данной группы, соотношение генетически детерминированного и функционального компонентов индивидуальной реакции и т.д., без чего невозможно формирование научно обоснованных подходов к профессиональному отбору контингентов для работы в экстремальных условиях, обоснование критериев профессионального риска, нормативов работы в условиях профессиональной вредности и многое другое.
Одной из актуальных проблем в этой области является изучение вопросов индивидуальной радиочувствительности и радиорезистентности, рассматриваемой как частный случай общей про-
блемы неспецифической индивидуальной реактивности и резистентности организма; к тому же в настоящее время эти вопросы являются наиболее исследованными. Поскольку радиационный фактор является достаточно удобным модельным воздействием, в том числе и в плане исследования общей неспецифической резистентности организма, с точки зрения хорошо разработанных методов дозиметрии, изученности соматических радиобиологических эффектов и подходов к экстраполяции экспериментальных данных, рассмотрению вопросов резистентности при радиационных воздействиях сочли целесообразным уделить основное место в настоящей статье.
Исходя из концепции индивидуальной радиочувствительности и радиорезистентности как составной части и отражения общей неспецифической реактивности и резистентности организма [32-34, 38], одним из наиболее перспективных направлений изучения, прогнозирования и повышения индивидуальной радиорезистентности следует признать оценку исходного функционального состояния регуляторных систем организма.
К настоящему времени при прогнозировании индивидуальной радиочувствительности использовали метод коррелятивных связей, принцип ранжирования, кибернетический подход, аппарат статистических исследований теории распознавания образов и другие методы. В последнее время внимание исследователей привлекают интегральные показатели, прежде всего характеризующие реактивность регуляторных систем организма.
Особую актуальность представляло изучение реактивности и резистентности организма при комбинированном воздействии различных физических факторов, радиационного и нерадиационных. В частности, в исследовании использовались физические воздействия, моделирующие факторы авиационного и космического полетов, что важно в практическом отношении. Основным объектом исследований являлись реакции центральной нервной системы (ЦНС) - основной регулятор-ной системы организма.
Кроме этого, практически не исследованы вопросы, касающиеся особенностей резистентности организма к многократным воздействиям стресс-факторов. В то же время есть основания полагать, что в этом случае тактики адаптации организма и типы его резистентности могут не совпадать с таковыми при остром однократном воздействии.
Весьма актуальным представляется разработка методов, инвариантных по отношению к воздействующему фактору, которые могут оказаться применимыми к широкому спектру экстремальных воздействий.
2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ФОРМИРОВАНИИ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕАКТИВНОСТИ, РЕЗИСТЕНТНОСТИ И РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА,
ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ ИХ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Резистентность организма есть конечный результат адаптивных реакций. По резистентности можно судить об их эффективности. По мнению Медведева [55], устойчивость является интегральной характеристикой отдельных высоковариабельных функциональных характеристик организма. В определенном смысле понятие резистентности не менее широко, чем понятие реактивности. Дарвин именно выживанием определял приспособленность вида (организма) к некоторым установившимся условиям [31].
По определению Селье, неспецифическая резистентность есть устойчивость организма к воз-
действию различных агентов [70]. Соответственно, специфической является резистентность к определенному агенту или группе агентов. Понятие специфической резистентности исторически связано с приобретенным иммунитетом.
Между тем можно и следует говорить о специфической резистентности к отдельным видам физических или химических воздействий. Существуют взаимопереходы от специфической к па-распецифической и неспецифической резистентности, обусловленные тем, что специфичность и неспецифичность повышения резистентности при внешних воздействиях могут быть выражены в различной степени в разных случаях и в разное время после воздействия [14].
Как уже упоминалось, радиочувствительность (радиорезистентность) организма следует рассматривать как частное проявление его общей неспецифической реактивности и поэтому она является частью общебиологических проблем реактивности и резистентности [95]. Поэтому от развития исследований и достижений в областях общей биологии, касающихся закономерностей формирования реактивности организма, в значительной мере зависят и успехи в изучении радиочувствительности и, наоборот, подходы, используемые для прогнозирования радиочувствительности, могут быть использованы для прогнозирования реакций организма на воздействие других нерадиационных факторов.
Кроме того, расширение знаний о закономерностях формирования индивидуальной радиочувствительности позволит целенаправленно ее изменять.
Выраженные индивидуальные различия в показателях исходного состояния организма, а также индивидуальные особенности реакций животных и человека на лучевое воздействие в широком диапазоне доз как при тотальном воздействии, так и при неравномерных общих облучениях, воздействии на отдельные области тела и, наконец, после облучения в малых дозах свидетельствуют о роли неспецифической реактивности организма в проявлениях его поражения [38].
Взаимосвязь радиочувствительности организма с его реактивностью прослеживается при анализе ряда экспериментальных данных.
Обнаружена корреляция между общей неспецифической резистентностью и радиочувствительностью мышей линии C57Bl [2]. Об этом же свидетельствуют корреляции между суточными и сезонными ритмами физиологических функций, отражающие определенные изменения неспеци-
фической резистентности, и соответствующими ритмами радиочувствительности организма [35, 39]. Эти факты указывают на то, что общие изменения реактивности и резистентности организмов проявляются и в изменении их радиочувствительности, в том числе индивидуальной.
Возможности прогнозирования индивидуальной реактивности основаны как на выраженных различиях в показателях исходного состояния отдельных индивидуумов [73], так и на индивидуальных различиях в реакциях организмов на воздействие любых факторов [8].
Все виды реактивности и резистентности (видовая, внутривидовая и индивидуальная) взаимосвязаны и взаимообусловлены. В настоящее время общепризнано, что реактивность организма обусловлена сложным взаимодействием наследственно-конституциональных (генетических) особенностей, индивидуальных качеств, сформированных в процессе онтогенеза, и, наконец, физиологическими особенностями исходного функционального состояния организма.
Наследственно-конституциональные особенности организма представляют собой относительно стабильный компонент реактивности организма. На этот фон накладываются формирующиеся под воздействием факторов окружающей среды проявления специфической и неспецифической реактивности, которые могут определять особенности реагирования на ограниченные периоды. Кроме того, большое значение имеет исходное функциональное состояние организма, обусловленное кратковременными воздействиями факторов окружающей среды на ведущие регуляторные системы. Таким образом, просматриваются следующие особенности составляющих реактивность (резистентность) организма: стабильный компонент - наследственно-конституциональный, генетически обусловленный; второй (метастабиль-ный) компонент - приобретенная специфическая и неспецифическая реактивность и, наконец, лабильный компонент реактивности, обусловленный исходным функциональным состоянием организма, зависящим от воздействия в данный момент многих фоновых факторов или одного-двух ведущих надфоновых раздражителей.
Уже только перечисление компонентов, формирующих реактивность организма, показывает сложность задачи ее прогнозирования.
Необходимо найти наиболее адекватные и оптимальные методы для о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.