Клетки могут «болеть» в результате любой из перечисленных причин, и для разных болезней человека разные причины становятся важнейшими.
Чтобы перейти к уровню органов и их систем, необходимо несколько пояснений.
Очень трудно представить себе картину эволюции как развития все более сложных организмов из простых. Несомненно, участвовали три компонента, показанные на схеме:
В процессе эволюции сначала изменение среды меняло «рабочие» функции «тела» при неизменных генах. При этом нужно учесть гибкость программ управления со стороны генов, обеспечивающую приспособление к среде, когда в некоторых пределах ее изменений удается осуществить рост и размножение. Можно говорить о «напряжении приспособительных механизмов», когда жизнь идет на границе возможностей приспособления.
В генах закономерно происходят мутации. Или в них попадают новые гены от вирусов и микробов: геном изменяется. Чем энергичнее размножение, тем больше возможностей для проявления изменений, которые приводят программы управления организмом от генов в большее соответствие с требованиями среды. Эффективность изменчивости отрабатывается в ходе естественного отбора. Это обычная схема эволюции. По-ученому это звучит так: организация управления клетки меняется в ходе самоорганизации генома.
В самом начале эволюции меняющиеся физико-химические условия среды могли привести к тому, что поделившиеся клетки первых одноклеточных не разошлись, как им полагалось изначально, а остались связанными. Так возникли «колонии». Это механическое изменение привело к изменению тел связанных друг с другом клеток — к асимметрии строения. В дальнейшем это закрепилось в генах, появилась новая строка «инструкции», меняющая структуру клеток.
Дальше — больше. Образовались колонии с замкнутой внутренней средой, через которую клетки могли влиять друг на друга. Некоторые клетки потеряли связь с внешней средой и стали целиком зависимы от внутренней среды. Одновременно шла так называемая дифференцировка, специализация клеток, разделение функций между ними.
Модель нормы и патология
Основные рабочие функции живого присущи всем одноклеточным. Это прежде всего энергетика обмена веществ — свои «электростанции», вырабатывающие энергию из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Второе — пищеварение, захват частичек пищи и переваривание внутри клетки в специальных пузырьках — лизосомах. Третье — движение, есть и у одноклеточных — сократительные элементы. Четвертое — защита внутренней среды от внешней и связь с ней за счет действия специфических каналов, избирательно пропускающих различные вещества внутрь или наружу. Кроме того, на поверхности клетки существуют разнообразные рецепторы, способные захватывать и препровождать внутрь избранные сложные молекулы. Через каналы и рецепторы осуществляется «снабжение» части «рабочих» функций клетки, передаются управляющие сигналы.
Клетки многоклеточного организма усовершенствовали и развивали отдельные функции одиночной клетки и таким образом сформировали органы: пищеварения, размножения, движения, восприятия раздражения, регулирования.
Особенное развитие в процессе эволюции получили органы управления. Они сформировались в несколько регулирующих систем, выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы (рис. 3).
Первая регулирующая система (I PC) условно определена как «химическая неспецифическая» и представляет жидкую замкнутую 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 предназначено его «специализацией».
Вторая регулирующая система (II PC) представлена эндокринными железами. Они регулируют «обеспечивающие» функции организма с помощью гормонов. Эти химически активные вещества тормозят или активируют клеточные ферменты, а через них и большинство функций клеток. Гормоны действуют через I PC, через кровь и лимфу, а специализация регулируемых процессов определяется клетками-«мишенями», обладающими особой чувствительностью к тем или иным гормонам.
Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы и главным образом уровень их специфической активности. Ее принцип действия отличается от предыдущей тем, что активирующие (или тормозящие) вещества (подобные гормонам) доставляются непосредственно к «адресату», выделяясь в окончаниях нервных волокон непосредственно в органах-«мишенях». То есть действует «адресная» система регулирования. Вегетативная нервная система состоит из двух отделов-антагонистов: симпатической и парасимпатической. Они управляют главным образом внутренними органами («симпатикус» выделяет адреналин, «парасимпатикус» — ацетилхолин).
Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) носит название анимальной нервной системы и 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» — глаза, уши, рецепторы кожи, мышц, суставов и, в меньшей степени, внутренних органов, доставляющих к коре (к сознанию) избранную информацию о теле.
Регулирующие системы (PC) 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 несколько «этажей»: гипоталамус и гипофиз в подкорке головного мозга, большие эндокринные железы — надпочечник, щитовидная, половые, специфические клетки в «рабочих» органах. Даже I PC и ту можно поделить на две: кровеносная и лимфатическая системы.
В функциональном отношении все регулирующие системы связаны между собой прямыми и обратными связями: «высшие» управляют «низшими», но, в свою очередь, находятся под их обратными воздействиями. То есть типичная кибернетическая система управления.
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, а, следовательно, он будет «неправильно» управлять органом или функцией. Например — кровяным давлением.
Всякая схема живых организмов условна. Клетки регулирующих систем проникают в «рабочие» органы, отдельные уровни самих регулирующих систем перекрываются, функции разных регулирующих систем наслаиваются и дублируются. Анатомически органы четко отделены, физиологически же они участвуют в совершенно разных функциональных системах. Поэтому я сделал совсем условную и простую функциональную схему, выделив важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям.
