[Shodashi]

Последствия такой ситуации легко себе представить, если обратиться к приведенной выше аналогии — вспомнить снова термостат. Допустим, что чувствительность регулятора к изменению температуры с течением времени снижается. Это приведет к тому, что термостат постепенно разогреется до более высокой температуры, пока наконец произойдет необходимое воздействие на регулятор, выключающий тепловой элемент. Если представить себе, что подобные изменения происходят не в реле термостата, а в гипоталамусе, то работа систем, контролируемых гипоталамусом, будет увеличиваться параллельно снижению его чувствительности к тормозящим сигналам или в соответствии с моей терминологией параллельно повышению порога чувствительности гипоталамуса к регулирующим сигналам.

Такая картина изменения «точки отсчета» чувствительности гипоталамуса действительно имеет место. Это особенно демонстративно прослеживается в механизме возрастного включения репродуктивной (детородной) функции. Пример, относящийся к репродуктивной функции, тем более убедителен, что, с одной стороны, половое созревание должно быть каким-то образом задержано до той поры, пока закончится развитие и рост тела, а с другой — само половое созревание обладает наглядными чертами, характеризующими повышение мощности репродуктивной системы.

Если вспомнить общий принцип работы саморегулирующихся (гомеостатических) систем, легко понять, что половое созревание не может быть обусловлено первичным усилением мощности рабочей эндокринной железы — половых желез. В такой ситуации увеличение продукции половых гормонов будет полностью тормозить деятельность регулятора-гипоталамуса в соответствии с механизмом отрицательной обратной связи. Это устраняло бы саму суть принципа регулирования и развития. Следовательно, механизм полового созревания должен быть связан с изменениями состояния самого регулятора, то есть гипоталамуса. Так оно и наблюдается в действительности. В ряде исследований было показано, что порог чувствительности гипоталамуса изменяется в течение всей жизни. Вскоре после рождения гипоталамус обладает максимальной чувствительностью к тормозящему действию половых гормонов. Поэтому «половой центр» гипоталамуса в этот период заторможен тем небольшим количеством половых гормонов, которые уже вырабатываются незрелым организмом. Это и предотвращает преждевременное половое созревание, соизмеряя его темпы с общим развитием тела.

Суть механизма возрастного включения репродуктивной функции заключается в повышении порога чувствительности гипоталамуса к тормозящему действию половых гормонов. Благодаря этому повышению гипоталамус постепенно освобождается от торможения, осуществляемого половыми гормонами по механизму отрицательной обратной связи. В результате увеличивается активность гипоталамуса, а затем и гипофиза, который, в свою очередь, своими гормонами стимулирует половые железы. Однако повышение в крови концентрации половых гормонов не ведет в этой ситуации к снижению активности гипоталамуса: благодаря все продолжающемуся повышению порога чувствительности гипоталамус вновь и вновь освобождается от тормозящего влияния половых гормонов. Так увеличивается мощность репродуктивной системы и вместе с тем сохраняется механизм саморегуляции, свойственный каждой гомеостатической системе.

Таким образом, наряду с механизмом, активность которого направлена на установление равновесия и постоянства (гомеостаза), в каждый данный момент существует также механизм, нарушающий гомеостаз во времени обеспечивая тем самым выполнение программы развития организма. На основании подобного рода данных мною был сформулирован следующий общий вывод. Если стабильность внутренней среды организма — закон существования организма, то запрограммированное нарушение гомеостаза — закон развития организма. Поэтому наряду с законом постоянства внутренней среды сосуществует закон отклонения гомеостаза:

Скептический читатель может, однако, задать вопрос: что же, собственно, нового в этом законе? Ведь и без этого ясно, что в силу самого наличия генетической программы развития должен существовать и конкретный механизм, обеспечивающий это развитие. Но на такой, казалось бы, простой вопрос можно дать ответ, именно основываясь на законе отклонения гомеостаза.

Если бы существовал только закон постоянства внутренней среды, необходимо было бы множество исключений, запрещающих действие этого закона, в частности когда осуществляется развитие организма. Ведь развитие, как мы уже говорили, всегда связано с нарушением равновесия и стабильности. Иными словами, закон постоянства внутренней среды без своего антипода — закона отклонения гомеостаза — должен был бы запрещать развитие. Следовательно, фундаментальный закон постоянства внутренней среды может существовать только в диалектическом единстве со своей противоположностью — законом отклонения гомеостаза. Но и это еще не все. Для того, чтобы оба противоположных закона могли бы сосуществовать и выполняться одновременно, обеспечивая, с одной стороны, стабильность в каждый данный момент, а с другой — развитие во времени, необходимо, чтобы оба закона подчинялись аналогичным правилам. Это может быть выполнено только на уровне гипоталамуса, в котором сходятся пути трех главных гомеостатических систем.

Как же гипоталамус технически совмещает эти две противоположные обязанности? Можно высказать следующее предположение. Хотя деятельность всего гипоталамуса направлена на выполнение закона постоянства внутренней среды, часть его, выделенная в особый гипоталамо-гипофизарный комплекс, одновременно служит противоположному закону — закону отклонения гомеостаза. Именно гипоталамо-гипофизарный комплекс контролирует три основные функции живых систем: репродуктивную, энергетическую и адаптационную, служа тем самым одновременно и закону постоянства внутренней среды и закону отклонения гомеостаза.

Более того, сопряжение обоих законов на уровне гипоталамуса и сам принцип, на котором они основаны, имеют решающее значение в биологической жизни каждого индивидуума. Речь идет о регуляторном механизме старения, болезней старения и естественной смерти. Дело в том, что, когда программа развития организма завершается, закон отклонения гомеостаза не прекращает своего существования, а, напротив, выполняется, как и раньше. Поэтому если отклонение гомеостаза вначале служит развитию и росту, то затем оно превращается лишь в силу, нарушающую закон постоянства внутренней среды: после завершения роста развитие продолжается. Если снова привести пример, относящийся к репродуктивной системе, то повышение гипоталамического порога чувствительности, то есть механизм, который обеспечивает половое созревание, функционируя и дальше после этого периода, приводит к возрастному выключению детородной функции. В самом деле, репродуктивный гомеостат — это замкнутая цепь, соединяющая двумя каналами регулятор-гипоталамус и рабочий элемент системы — половые железы. По одному каналу идет стимулирующее влияние гипоталамуса на половые железы, а по другому тормозящее влияние половых гормонов на гипоталамус. Для того чтобы репродуктивная система функционировала, эта цепь должна оставаться замкнутой. Но разве может быть обеспечена «неразрывность» цепи, если происходит возрастное повышение гипоталамического порога?

Вначале (по мере того как с возрастом порог чувствительности гипоталамуса повышается) компенсаторно увеличивается и продукция половых гормонов, так как по гипоталамическому каналу усиливается стимуляция половых желез. Это компенсаторное усиление продукции половых гормонов и обеспечивает замкнутость цепи, несмотря на тенденцию к ее разрыву. Но подобные возможности любой системы ограничены. Это относится и к половым железам. В результате происходит разрыв цепи и наступает климакс — возрастное прекращение репродуктивной функции. Этот пример показывает, что оба явления — возрастное включение и выключение репродуктивной функции — осуществляются одним и тем же способом, определяемым законом отклонения гомеостаза. Так постепенно начинают формироваться черты, свойственные нормальному старению и болезням старения. Действительно, климакс — это одновременно и норма и болезнь, то есть нормальная болезнь. Норма, потому что он всегда наступает в определенном возрасте у женщины; болезнь, потому что он продукт нарушения постоянства внутренней среды, а любое стойкое нарушение гомеостаза и есть болезнь.

Но ведь процесс развития и роста осуществляется не только за счет усиления мощности репродуктивного гомеостаза, но также энергетической и адаптационной систем. Соответственно нормальной болезнью энергетического гомеостаза является возрастное ожирение, а нормальной болезнью адаптационного гомеостаза — заболевание, которое я обозначаю термином дисадаптоз. Исходя из представлений о законе отклонения гомеостаза, 10 основных болезней человека, к которым, кроме этих трех нормальных болезней, относятся также сахарный диабет тучных, атеросклероз, метаболическая иммунодепрессия (снижение активности иммунитета), аутоиммунные болезни, гипертоническая болезнь, психическая депрессия и рак, можно объединить в едином механизме. Вполне уместен даже вопрос: действительно ли существуют раздельно эти 10 болезней или на самом деле имеется одна болезнь с десятью отдельными симптомами? К этой проблеме мы еще вернемся.

Закон отклонения гомеостаза позволяет рассматривать и нормальное старение как самую универсальную болезнь, которая развивается всегда и которая несет в себе черты всех основных болезней человека. Действительно, в процессе старения постепенно нарушается гомеостаз: увеличивается в крови уровень сахара, жира, холестерина и т. д. В свете представлений о законе отклонений гомеостаза становится более ясным, почему все происходит именно так, а не иначе.

Признаки естественного старения определяются теми изменениями, которые ранее были нужны для развития организма. Более того, закон постоянства внутренней среды ограничивает действие закона отклонения гомеостаза тремя главными гомеостатическими системами. Так, стабильность концентрации таких жизненно важных элементов в крови, как натрий и калий, почти одинакова и в детстве и в старости. Соответственно болезни старения не связаны с первичным нарушением ионного равновесия. А это означает, что все те физиологические характеристики организма, которые охраняются законом постоянства внутренней среды, не способствуют возникновению возрастных болезней, то есть не лежат в основе регуляторного типа болезней. Иными словами, у высших организмов естественная смерть — смерть регуляторная.

Но если механизм болезней старения и естественной смерти связан с нарушениями, происходящими в трех основных гомеостатах, то все то, что присуще горбуше, должно обнаружиться и у других высокоорганизованных организмов. Так оно и есть. Данные, полученные учеными, показывают, что причины, лежащие в основе гибели таких далеких друг от друга видов, как горбуша, крыса и человек, практически совпадают. Если бы речь шла не о механизме смерти, то следовало бы сказать: это чудо совершенства — единообразие механизма естественной смерти.

Вот почему, быть может, никакой загадки смерти и нет, а есть проблема, связанная с необходимостью познания механизмов развития организма. Если еще раз вернуться к примеру с горбушей, то половое созревание, включающее механизм обменных нарушений, соответствует развитию; накопление жира — старению, а естественная смерть и у горбуши, и у человека — результат этих регуляторных сдвигов. Вот почему, быть может, также нет никакой особой фатальности в явлении естественной смерти, так как она обусловлена регуляторными причинами. Но как бы ни были сложны эти причины, они доступны изучению и контролю. Уже то обстоятельство, что эти причины действуют всегда закономерно, позволяет их изучать лучше, чем изменения, связанные с действием случайных факторов, например, «поломок» (мутаций) в громадной машине человеческого тела. Именно наличие строгой взаимосвязи между развитием и старением, наличие перехода программы развития организма в механизм болезней старения — неисчерпаемый «источник не только оптимизма, но и реальных поисков путей и средств противодействия этим болезням.

В дальнейшем я постараюсь показать, каким образом закон отклонения гомеостаза формирует условия для возникновения «трех китов» современных болезней человека — атеросклероза, метаболической иммунодепрессии и рака. Постараюсь рассмотреть роль внешних факторов в развитии болезней человека и рассказать о некоторых путях, которые могут быть использованы для торможения скорости старения и замедления развития главных болезней человека.

Наука и Жизнь, № 2, 1980