DOI 10.24411/2658-3569-2020-10107

Формирование противодействия от организма человека на стресс

Formation of resistance from the human body to stress

Арсаханова Гайна Абдулловна, к.м.н., доцент, зав.кафедрой гистологии и патологической анатомии, Медицинский институт, Чеченский Государственный университет

Arsakhanova Gayna Abdullovna, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Histology and Pathological Anatomy, Medical Institute, Chechen State University

Аннотация. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система является основной в реакции человека на стресс. Кортизол, что является конечным гормоном этой оси, регулирует метаболизм, сердечно-сосудистую, центральную нервную системы как при остром, так и при хроническом стрессе. Важную роль в регуляции активности нейроэндокринной системы во время стресса принимают катехоламинергические нейроны ствола мозга, что было исследовано при использовании модели иммобилизационного стресса. Афферентные пути блуждающего нерва отрицательно влияют на стрессоустойчивую секрецию адреналина из мозгового вещества надпочечников, поэтому при экспериментальной ваготомии, проведенной до моделирования иммобилизационного стресса, наблюдалось возрастание концентрации адреналина, норадреналина, кортикостерона у крыс по сравнению с животными, которым не было проведено ваготомию. Авторы предполагают, что это связано с воздействием адреналина крови с β2-адренорецепторами чувствительных окончаний n.vagus.

Summary. The hypothalamic-pituitary-adrenal system is central to the human response to stress. Cortisol, which is the final hormone of this axis, regulates metabolism, cardiovascular, and central nervous systems in both acute and chronic stress. An important role in the regulation of the activity of the neuroendocrine system during stress is played by catecholaminergic neurons of the brain stem, which was investigated using a model of immobilization stress. The afferent pathways of the vagus nerve negatively affect the stress-resistant secretion of adrenaline from the adrenal medulla; therefore, during experimental vagotomy performed before immobilization stress was simulated, an increase in the concentration of adrenaline, noradrenaline, and corticosterone was observed in rats as compared with animals that did not undergo vagotomy. The authors suggest that this is due to the effect of blood adrenaline with β2-adrenergic receptors in the sensitive endings of n.vagus.

Ключевые слова: адреналин, стресс, возрастание концентрации, блуждающий нерв, кортизол.

Keywords: аdrenaline, stress, increased concentration, vagus nerve, cortisol.

При стрессе возрастает продукция надпочечниками кортизола, кортикостерона и катехоламинов. Поэтому за изменением их содержания в биологических жидкостях можно делать вывод о выраженности стресса. При этом рост кортизола является не только маркером стресса, но и оказывает повреждающее действие, как и кортиколиберин.

Важный вклад в секреторную пластичность аденогипофиза и адаптацию центрального звена гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной оси к действию хронического стресса имеют фолликулярно-звездчатые клетки [6].

Также установлена связь метаболической активности ганглиев вегетативной нервной системы с изменением артериального давления в условиях острого стресса. Установлено, что исходное содержание биогенных аминов в отделах нервной системы, что зависит от поведенческих характеристик животных, обусловливает характер реакции на стресс. Предполагается, что соотношение активности стресс-реализующей системы (норадреналин) и стресс-лимитирующей системы (дофамин, серотонин, адреналин) имеет определенное значение в формировании устойчивости сердечно-сосудистой системы. Особенности поведения крыс также зависят от активности моноаминоксидазы (субстрат триптамин) в структурах мозга, ответственных за формирование и реализацию направленного поведения.

Согласно традиционных представлений, паравентрикулярное ядро гипоталамуса является ключевым в регуляция вегетативной и нейроэндокринной систем, имеет на них активирующее действие при остром и хроническом стрессе, но уже появились исследования, которые демонстрируют, что некоторые воздействия от этого ядра до каудально расположенных структур гипоталамуса, ствола мозга и спинного мозга имеют тормозящее действие на симпато- адреналовую систему во время острого иммобилизационного стресса [4]. Это указывает на то, что стрессовая активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси частично зависит от входных сигналов от ствола мозга к паравентрикулярного ядра.

В развитии реакции на стресс важную роль играет эндоканнабиноидная система, что регулирует активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, контролирует высвобождение нейромедиаторов (ГАМК, глутамат, катехоламины, моноамины). В условиях острого стресса глюкокортикоиды активируют синтез каннабиноидов, которые через свои рецепторы 1 типа тормозят стресс-релевантные нейроны в паравентрикулярных ядрах гипоталамуса. Тем самым они сдерживают активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. При хроническом стрессе способность каннабиноидов модулировать синаптическую активность снижена, из-за снижения регуляции 1 типа рецепторов, что является одним из механизмов привыкания. Эндоканнабиноидная система связана с формированием стресс-индуцированных заболеваний: тревоги, депрессии, ожирения и др., она регулирует поведение и энергетический обмен [7]. Эта система присутствует в островках Лангерганса и модулирует секрецию инсулина и массу β-клеток.

При проведении экспериментального стресса наименьший рост уровня адреналина был ночью, что, по мнению исследователей, связано с тормозным действием мелатонина на симпатоадреналовую систему. Гормон эпифиза также тормозит активность кортизола.  При стрессе в крови возрастает также концентрация гормона роста и пролактина. Причем, рост уровня гормона роста, вызванное стресс-факторами, лежит в основе формирования длительного структурного следа в мозговом миндалину, что может быть одной из причин развития посттравматического стрессового расстройства.

Гиппокамп-это участок мозга млекопитающих, который сохраняет способность к нейрогенезу и преорганизации на протяжении всей жизни, играет важную роль в формировании памяти, в обучении, развитии тревоги и регуляции стресса. При этом, стресс-факторы способны изменять пластичность гиппокампа. При стрессе активируется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, что приводит к росту уровня глюкокортикоидов и негативно влияет на структуру гиппокампа, наблюдается торможение клеточной пролиферации во всех возрастных группах, когда же стрессор действует на ранних этапах развития, последствия могут сохраняться и во взрослом возрасте. Что интересно, при воздействии стрессоров в раннем возрасте, во взрослом наблюдается снижение пластичности, способности к обучению, а вместо этого-оптимальная работа в условиях, связанных с высоким уровнем кортикостероидов [3]. Кроме угнетения нейрогенеза наблюдается и нарушение архитектоники. Влияние глюкокортикоидов на структуру и пролиферацию в гиппокампе является сложным и неоднозначным, поскольку при действия «положительных» стресс-факторов, например, физической нагрузки, что является прогнозируемым и контролируемым, рост уровня глюкокортикоидов также наблюдается, но при этом улучшается пластичность, присутствует нейропротекторный влияние.

Пренатальный стресс снижает активность паравентрикулярного ядра и коры надпочечников, как важных компонентов гормональной оси регуляции на стресс, способствует нарушению поведения, развитию тревожности, чувствительности к стрессу и нарушением строения гиппокампа у взрослого потомства. Повреждающее действие пренатальных стресс-факторов наибольшее. Если во время беременности мать испытывала сильный стресс, депрессию, получала глюкокортикоиды, то это может привести к снижению веса и размеров плода при рождении, снижение размеров гиппокампа, клеточных нарушений в мозге. В будущем у такого ребенка с большой долей вероятности могут встречаться многочисленные нарушения психического здоровья. Это связывают с многочисленными нарушениями клеточных механизмов в мозге и преимущественным поражением гиппокампа, дофаминергических структур мезолимбической системы и амигдалы [1].

Гиппокамп не только подлежит воздействию стресс-факторов, но и играет важную роль в регуляции стресс-реакции организма, влияя на функционирование оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Так, у мышей с условно заблокированным нейрогенезом, наблюдалась большая активность ГГН оси при стрессе, чем у тех видов, где нейрогенез не был заблокирован. Таким образом, новообразованные нейроны способны оказывать ингибирующее влияние на ГГН ось.

При действии стрессорных факторов происходит рост активности протеаз, которые могут приводить к повреждениям клеток и органов. Причинами являются снижение активности протеазных ингибиторов и рост проницаемости мембран лизосом, а также нарушение структуры печени и активация ПОЛ.

Йодсодержащие тиреоидные гормоны при взаимодействии с геномом клетки активируют локальные стресс-лимитирующие системы, например, белки теплового шока. Эти гормоны обладают способностью стабилизировать клеточные мембраны и увеличивать общую антипротеазную активность.

При повторных иммобилизациях крыс индуцируется апоптоз вилочковой железы, что приводит к ее инволюции.

Выделение гормонов при ответе на стресс регулирует цитокиновый профиль, что указывает на важную роль эндокринного влияния на иммунный ответ организма и развитие иммунной дизрегуляции во время стресса.

Интерлейкин-1β является одним из основных провоспалительных цитокинов, который принимает участие в регуляции работы гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, а также в развитии реакции на стресс в головном мозге. Цитокины регулируют нейротрансмиссию, а также индуцируют гормональные изменения, аналогичные изменениям, вызванным стрессом. Цитокины способны регулировать нейропередачу в префронтальной коре, влияющие на эмоциональную сферу. Стрессиндуцированный рост уровня IL-1β стимулирует клетки гипофиза, активируется секреция АКТГ. Роль гиппокампа, префронтальной коры и ядра ствола мозга в регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси зависит от вида стрессора [5].

Многочисленные исследования указывают на то, что люди и животные отличаются между собой по уровню стрессоустойчивости, то есть по способности в условиях стресса сохранять высокий уровень работоспособности при минимальных физиологических затратах организма. Так, низкая стрессоустойчивость ухудшает прогноз при хронических ишемических заболеваниях головного мозга.

Реакция организма на действие стресса зависит от индивидуально-типологических особенностей, в основе которых базируются биохимические особенности организации различных отделов головного мозга. Развитие стрессоустойчивости определяется врожденным соотношением активности серотонин-, норадреналин — и дофаминергических систем мозга. Так, доказано, что при иммобилизационном стрессе у пассивных крыс в крови снижается содержание провоспалительного цитокина Ил-β1, а у активных – увеличивается, что показывает различную направленность иммунного ответа на одинаковый стрессорный фактор. При этом и провоспалительный ИЛ-β1, и противовоспалительный ИЛ-4 имеют одинаковую направленность действия на маркерные органы стресса, при их введении предупреждалась инволюция тимуса и селезенки, этот эффект был больше выражен у пассивных животных. После стрессорного действия наблюдалось изменение поведения крыс в тесте «открытое поле», при этом наблюдалось более выраженное уменьшение суммарного показателя активности у поведенчески пассивных крыс. От особенностей поведения зависит и способность к адаптации у крыс. Определение уровня синтеза белков теплового шока в лейкоцитах периферической крови может служить маркером изменения стрессоустойчивости, что возникает в процессе адаптации.

Стрессоустойчивость организма обусловлена генетически и зависит от индивидуального содержания нейромедиаторов и нейропептидов в нейроструктурах, особенно в лимбико-ретикулярных образованиях, имеет индивидуальные особенности.

 При проведении опытов с крысами линиих Вистар, которые имели высокую и низкую двигательную активность, выявлены изменения ферментов обмена нейромедиаторов в субклеточных фракциях сенсомоторной коры головного мозга. У крыс, отличающихся по этологическим показателям, в структурах мозга выявлены различия нейромедиаторных систем, что связано с генетической и функциональной структурой ЦНС. Также есть данные, что у индивидуумов с различиям индивидуально-психической деятельности есть разница в строении мозга по морфологическим критериям.

Развитие стрессоустойчивости зависит от соотношения реактивности стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем. Медиаторы последних или их синтетические аналоги способствуют увеличению стрессоустойчивости организма, обладают адаптивным, лечебным действием, ограничивая реакцию организма на стресс.

Адаптация способствует повышению активности стресс-лимитирующих систем, оказывает превентивное и корректирующее действие на развитие стрессиндуцированных повреждений. На сегодня профилактическая медицина еще не достигла своего расцвета, хотя преимущества ее очевидны.

Благодаря адаптации организм может осуществлять жизнедеятельность, функционировать, поддерживать гомеостаз в условиях изменения внешней и внутренней среды, а также при действии патогенных факторов. Адаптация может осуществляться благодаря различным механизмам и на разных уровнях. На уровне организма – это перераспределение ресурсов в пользу систем и органов, где происходят приспособительные перестройки. На уровне клетки – перестройка мембран, внутриклеточных структур, макромолекул. На молекулярном и биохимическом уровнях – уменьшение активности ферментов, которые не нужны для адаптации, зато – синтез адаптивных протеинов.

Адаптацией к психоэмоциональному стрессу является рост концентрации в крови β-эндорфина, что подтверждает знания об активации опиоидергической системы при приспособлении к такому виду стресса [2].

При регулярных действиях стрессорных факторов росла адаптация животных к острой тяжелой гипоксии, вероятно, что это происходило за счет синтеза стресс-белков. При адаптации к физическим нагрузкам возрастает устойчивость сердца к ишемии и реперфузии, что соответствует накоплению в миокарде цитопротекторных белков семейства HSP70. Если заблокировать синтез этих протеинов за час до адаптации, в сердце не развивается адаптационный защиту. Таким образом, накопление HSP70 способствует развитию местной адаптационной защиты сердца.

Есть также предположение, что механизм развития адаптации связан с системой простагландинов. Так, во время приспособления к физическим нагрузкам в плазме крови возрастает концентрация ПГЕ2, ПГІ2, а также уменьшаются показатели стресс-реакции по показателям кортикостерона и соотношение его к инсулину.

Развитие адаптивных изменений начинается со срочной адаптации, возникающей при первом действии стрессорного фактора, затем происходит долговременная адаптация, вызванная повторными действиями стресс-агента, именно она обеспечивает развитие стрессоустойчивости.

Адаптивные возможности могут быть использованы как для здорового человека, чтобы увеличить стрессоустойчивость, так и для лечения заболеваний, для коррекции поражений, вызванных стрессом различного генеза. Вероятно, что основным механизмом защитного действия адаптации является увеличение во время ее развития активности стресс-лимитирующих систем. Это развивается вследствие формирования структурного следа в тех клетках и органах, что отвечают за приспособительные процессы. При воздействии повторяющихся стрессорных факторов активируется экспрессия генов, отвечающих за синтез ферментов обмена катехоламинов в гипоталамусе и надпочечниках и за синтез кортиколиберина. Доказано, что происходит увеличение эффективности стресс-лимитирующих систем, роста их синтеза медиаторов: ГАМК, нейропептидов и простагландинов, оксида азота. Это нормализует работу систем, отвечающих за развитие стресс-реакции и ее торможения.

Таким образом, изучение стресса и его влияния на организм человека и животных является важным, что подчеркивается многочисленными исследованиями современных и зарубежных ученых.

Литература

1. Вербо Е.В., Гарелик Е.И., Буцан С.Б., Гилёва К.С. Топографо-анатомическое обоснование применения реваскуляризированного надкостнично-кортикального аутотрасплантата нижней трети диафиза бедренной кости при устранении дефектов челюстно-лицевой области // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. 2013. № 2. С. 8-14.
2. Гилева К.С. Применение реваскуляризированного надкостнично-кортикального бедренного лоскута при устранении ограниченных костных дефектов челюстно-лицевой области // автореферат дис. … кандидата медицинских наук / Центр. науч.-исслед. ин-т стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий. Москва, 2013
3. Буцан С.Б., Гилева К.С., Вербо Е.В., Хохлачев С.Б., Абрамян С.В., Смаль А.А., Булат С.Г. Эволюция в планировании и моделировании реваскуляризуемого малоберцового аутотрансплантата при устранении дефектов нижней челюсти // Стоматология. Т. 97. № 3. С. 35-43.
4. Petlovanyi P. & Tsarkov A. (2017). Depressive Disorder in Child Psychiatric Practice: A Case Report. Health Press Zambia Bull. 1(5): 9 – 16
5. Челышева О.В., Веренич И.В. Проблемы использования специальных знаний в форме заключения и показаний специалиста при расследовании преступлений // Криминалистъ. 2009. № 1 (4). С. 80-82.
6. Веренич И.В. Массовые беспорядки как составная часть преступлений экстремистской направленности // Криминология: вчера, сегодня, завтра. 2015. № 1 (36). С. 65-68.
7. Челышева О.В., Веренич И.В. Проблемы назначения судебной экспертизы и оценки ее результатов // Криминалистъ. 2010. № 1 (6). С. 77-81.
8. Алифанова Е.Н., Бабаев С.С., Бабурин Д.Е., Богачев Ю.С., Варшавский А.Е., Довбий И.П., Евлахова Ю.С., Журавлева Т.А., Зорина Т.Н., Кабир Л.С., Мамедов З.Ф., Микульская М.П., Минаков А.В., Романова М.В., Славянов А.С., Тихомирова Е.В., Уткин В.С., Фрумина С.В., Хмыз О.В. Эффективное государственное управление в условиях инновационной экономики: финансовые аспекты. Москва, 2011.
9. Базикян Э.А., Янушевич О.О., Волчкова Л.В., Лукина Г.И., Головин К.И., Селезнев Д.А., Мамедов С.С., Ржанов Е.А., Журули Г.Н., Гончаров И.Ю., Базикян О.А. Учебник для медицинских Пропедевтическая стоматология вузов / Под редакцией проф. Э.А. Базикяна, проф. О.О. Янушевича. Москва, 2012. (2-е изд.доп и перераб.)
10. Шкаредная О.В., Горячева Т.П., Чунихин А.А., Базикян Э.А., Гажва С.И. Оптимизация ранней диагностики патологических состояний слизистой оболочки рта // Современные технологии в медицине. 2017. Т. 9. № 3. С. 119-125.
11. Стаховский И.Р. Согласование скейлингов сейсмического и сейсмоэнергетического полей земной коры // Физика Земли. 2004. № 11. С. 38-47.

References

1. Verbo E.V., Garelik E.I., Buczan S.B., Gilyova K.S. Topografo-anatomicheskoe obosnovanie primeneniya revaskulyarizirovannogo nadkostnichno-kortikal`nogo autotrasplantata nizhnej treti diafiza bedrennoj kosti pri ustranenii defektov chelyustno-licevoj oblasti // Annaly` plasticheskoj, rekonstruktivnoj i e`steticheskoj xirurgii. 2013. № 2. S. 8-14.
2. Gileva K.S. Primenenie revaskulyarizirovannogo nadkostnichno-kortikal`nogo bedrennogo loskuta pri ustranenii ogranichenny`x kostny`x defektov chelyustno-licevoj oblasti // avtoreferat dis. … kandidata medicinskix nauk / Centr. nauch.-issled. in-t stomatologii i chelyustno-licevoj xirurgii Rosmedtexnologij. Moskva, 2013
3. Buczan S.B., Gileva K.S., Verbo E.V., Xoxlachev S.B., Abramyan S.V., Smal` A.A., Bulat S.G. E`volyuciya v planirovanii i modelirovanii revaskulyarizuemogo maloberczovogo autotransplantata pri ustranenii defektov nizhnej chelyusti // Stomatologiya. T. 97. № 3. S. 35-43.
4. Petlovanyi P. & Tsarkov A. (2017). Depressive Disorder in Child Psychiatric Practice: A Case Report. Health Press Zambia Bull. 1(5): 9 – 16
5. Chely`sheva O.V., Verenich I.V. Problemy` ispol`zovaniya special`ny`x znanij v forme zaklyucheniya i pokazanij specialista pri rassledovanii prestuplenij // Kriminalist«. 2009. № 1 (4). S. 80-82.
6. Verenich I.V. Massovy`e besporyadki kak sostavnaya chast` prestuplenij e`kstremistskoj napravlennosti // Kriminologiya: vchera, segodnya, zavtra. 2015. № 1 (36). S. 65-68.
7. Chely`sheva O.V., Verenich I.V. Problemy` naznacheniya sudebnoj e`kspertizy` i ocenki ee rezul`tatov // Kriminalist«. 2010. № 1 (6). S. 77-81.
8. Alifanova E.N., Babaev S.S., Baburin D.E., Bogachev Yu.S., Varshavskij A.E., Dovbij I.P., Evlaxova Yu.S., Zhuravleva T.A., Zorina T.N., Kabir L.S., Mamedov Z.F., Mikul`skaya M.P., Minakov A.V., Romanova M.V., Slavyanov A.S., Tixomirova E.V., Utkin V.S., Frumina S.V., Xmy`z O.V. E`ffektivnoe gosudarstvennoe upravlenie v usloviyax innovacionnoj e`konomiki: finansovy`e aspekty`. Moskva, 2011.
9. Bazikyan E`.A., Yanushevich O.O., Volchkova L.V., Lukina G.I., Golovin K.I., Seleznev D.A., Mamedov S.S., Rzhanov E.A., Zhuruli G.N., Goncharov I.Yu., Bazikyan O.A. Uchebnik dlya medicinskix Propedevticheskaya stomatologiya vuzov / Pod redakciej prof. E`.A. Bazikyana, prof. O.O. Yanushevicha. Moskva, 2012. (2-e izd.dop i pererab.)
10. Shkarednaya O.V., Goryacheva T.P., Chunixin A.A., Bazikyan E`.A., Gazhva S.I. Optimizaciya rannej diagnostiki patologicheskix sostoyanij slizistoj obolochki rta // Sovremenny`e texnologii v medicine. 2017. T. 9. № 3. S. 119-125.
11. Staxovskij I.R. Soglasovanie skejlingov sejsmicheskogo i sejsmoe`nergeticheskogo polej zemnoj kory` // Fizika Zemli. 2004. № 11. S. 38-47.