Нейрофизиолог Анна Усенко об общем адаптационном синдроме, перестройках в нервной системе и перераспределении энергетических ресурсов в фазе резистентности
Организм переходит в фазу устойчивой адаптации, когда реализуется стрессосовладающее поведение и внутри организма происходят перестройки, обеспечивающие максимальную эффективность этого поведения. Какой стресс называется положительным, почему полезно заниматься спортом и что такое цена адаптации, рассказывает нейрофизиолог Анна Усенко.
Фаза устойчивой адаптации
Фаза устойчивой адаптации означает, что системы органов переходят в режим стабильно повышенной или пониженной нагрузки. Стабильность состояния организма достигается благодаря тому, что контроль за всеми процессами осуществляет уже не только симпатическая нервная система (она по-прежнему работает, но менее интенсивно) — ведущую роль начинают играть кортизол и соматотропин. Это два гормона, которые действуют системно на все клетки организма, переводя их в соответствующее состояние, адекватное целенаправленному текущему поведению.
Те органы, которые участвуют в обеспечении ответной поведенческой реакции, — а это сердечно-сосудистая, центральная нервная, дыхательная и иммунная системы, часть эндокринных желез, печень — работают с повышенной нагрузкой, а значит, требуют дополнительных ресурсов. Другая группа органов — пищеварительная, половая и покровная системы — работает в режиме пониженной нагрузки, так как эти органы не участвуют в процессах обеспечения поведенческого ответа.
Органы с повышенной нагрузкой требуют дополнительных энергетических ресурсов, а источником энергии в нашем организме являются глюкоза и жирные кислоты. Глюкоза дополнительно выбрасывается из печени, а жирные кислоты — из жировой ткани, где происходит расщепление жиров. Однако клеткам необходимы не только энергетические ресурсы, но также и пластические, потому что при активной работе клеток повышаются скорость метаболических реакций и интенсивность физиологических процессов. Биохимические реакции катализируются ферментами — белками. Более того, в клетках печени активируются ферменты, необходимые для дополнительного расщепления токсинов. Клетки работают с повышенной нагрузкой, поэтому их транспортные системы, которые тоже являются белками, активно переносят вещества из клетки и в клетку. Клетки обладают повышенной чувствительностью к регуляторным воздействиям со стороны нервной системы, со стороны гормонов, и им нужны дополнительные рецепторы на их мембранах, и это тоже белки. Клетки иммунной системы должны распознавать антигены, которые могут появиться на этом этапе, и им также необходимы дополнительные рецепторы. Таким образом, активно работающим клеткам нужен строительный материал, в первую очередь белки, а белки синтезируются из аминокислот.
Соответственно, в крови повышается не только содержание глюкозы, жирных кислот, которые нужны как источники энергии, кислорода, необходимого для расщепления этих веществ как источников энергии, но также и аминокислот. При этом запасы жиров и углеводов есть в клетках печени, жировой ткани, но запасов белков в организме нет, и это проблема, которая решается следующим образом. Те клетки, которые переходят в режим минимального функционирования, не только экономят таким образом энергию для организма, но еще становятся источником аминокислот и уменьшаются в размерах: в них запускаются катаболические процессы расщепления их собственных структурных белков, уменьшается количество ферментов этих клеток, рибосом и мембранных элементов. Они жертвуют своими белками, чтобы обеспечить ресурсами активно работающие клетки.
Перераспределение ресурсов ведет к тому, что в активно работающих клетках нарастают метаболические процессы и эти клетки дополнительно строят собственные структуры: увеличивается количество и размер их органоидов, количество рецепторов на их мембранах, увеличиваются размеры самих клеток. Это очень быстрые механизмы, и они происходят не только в тканевых клетках, но еще в клетках иммунной и нервной системы. Благодаря таким перестройкам все клетки начинают работать эффективнее. Они становятся более устойчивыми к негативным воздействиям и способны в течение длительного времени выполнять работу с повышенной нагрузкой.
Если речь идет о нервной системе, то такие перестройки выглядят несколько иначе: в нервных сетях увеличиваются размеры синапсов (контактов между нейронами, в которых происходит передача сигналов), нервные сети перестраиваются, наращивая дополнительные синапсы. В результате они работают более эффективно: возрастает скорость переработки информации и ее объемы. Это обеспечивает оптимизацию контроля как поведенческой реакции, так и внутренних процессов.
Адаптивные перестройки в работе внутренних органов и перераспределение ресурсов приводят к тому, что формируется функциональное состояние организма, которое обеспечивает оптимальные внутренние условия для реализации поведенческого ответа на стрессор. Отсюда и название процесса — общий адаптационный синдром.
Как проявляется эустресс
Есть два варианта развития общего адаптационного синдрома: благоприятный и неблагоприятный. Благоприятный заключается в том, что если целенаправленное поведение привело к устранению воздействия стрессора, то цель достигнута: стрессор перестает действовать на организм.
Это приводит к очень серьезным перестройкам в организме: прекращается активация симпатического отдела вегетативной нервной системы, выбрасывается меньше адреналина, и он быстро метаболизируется. Кроме того, происходит торможение гипоталамо-гипофизарно-кортикальной оси, снижается уровень кортизола. Причем это торможение происходит не только за счет снижения уровня адреналина, который стимулировал и поддерживал активность данной оси, но и за счет петли так называемой обратной связи, когда кортизол, проникая в структуры гипоталамуса и гипофиза, тормозит синтез и выброс кортиколиберина и адренокортикотропного гормона, которые обеспечивали выброс кортизола. Таким образом снижается и уровень кортизола в крови. Далее гормоны стресса метаболизируются. Параллельно с этими процессами активизируется парасимпатический отдел вегетативной нервной системы, который запускает механизмы восстановления ресурсов и структур клеток.
Кроме того, достижение цели на психическом уровне сопровождается выраженными положительными эмоциями — это важнейший фактор, который поддерживает и ускоряет перечисленные процессы. Таким образом, организм переходит в режим восстановления ресурсов: те клетки, которые находились в состоянии повышенной активности, снижают свою активность, и часть избыточных элементов, которые они сформировали, начинает разрушаться. Например, белки и липиды этих клеток расщепляются до мономеров (аминокислот, жирных кислот, спиртов), которые выбрасываются в кровь. Кроме того, в кровь выбрасывается и накопленный клетками избыток глюкозы. Далее питательные вещества транспортируются к клеткам, которые находились в состоянии угнетения, то есть сниженной активности. Эти клетки используют поступившие вещества в качестве строительного материала и источника энергии для достраивания разрушенных структур и восстановления активности до нормы.
В итоге все клетки восстанавливаются до нормального уровня функционирования, но этот уровень не такой, какой был до воздействия стрессора: он чуть выше исходного, поскольку каждая группа клеток наработала себе дополнительные структуры и дополнительные ресурсы — с запасом. Поэтому, когда стрессор подействует в следующий раз, ответы клеток будут более быстрыми и мощными, а сам механизм реализации общего адаптационного синдрома — более эффективным. Восстановительные процессы в нервной системе приводят и к оптимизации работы нервных сетей. Они обучаются, и в них пластические перестройки становятся устойчивыми. Это оптимизирует процессы восприятия и переработки информации, принятия решения, коррекции поведенческой программы и внутреннего состояния в последующих стрессовых ситуациях.
В целом такие перестройки полезны для организма, повышают устойчивость его систем и их сопротивляемость разнообразным воздействиям, поэтому общий адаптационный синдром Селье назвал эустрессом, или полезным, положительным стрессом. В этом его польза: он существенно обновляет организм и повышает его устойчивость к конкретному стрессору.
Перекрестный защитный эффект адаптации
Все процессы, которые мы описываем на уровне организма, то есть непосредственно сам общий адаптационный синдром, — это неспецифические реакции. Стрессоры могут быть разные, но адаптивные перестройки в организме идут по одной и той же схеме, так как это врожденные механизмы. Поэтому устойчивость к периодическому действию одного стрессора (например, стрессор подействовал, организм с ним совладал, запустил восстановительные процессы, и так повторяется неоднократно) формирует устойчивость и к другим стрессорам. Такое явление называется перекрестным защитным эффектом адаптации. Именно поэтому полезно заниматься любительским спортом, танцами и другими активными видами деятельности, которые сопровождаются достижением результата и таким образом повышают стрессоустойчивость организма в целом.
С другой стороны, существует так называемая цена адаптации. Чем же организм платит за эффективные адаптивные перестройки? Дело в том, что во время стресса на протяжении определенного промежутка времени часть клеток находятся в состоянии повышенных нагрузок, а часть клеток не только недополучают ресурсов, но и еще занимаются частичным саморазрушением. Понятно, что такая ситуация в организме не может сохраняться на протяжении длительного времени. Это и есть цена адаптации. На самом деле длительность эустресса (позитивного стресса) может быть адаптивной на протяжении дней, недель, реже — месяцев, но рано или поздно, если стрессор не устранен и продолжает действовать, адаптационные резервы организма начинают исчерпываться. И организм переходит ко второму, неблагоприятному сценарию течения стресс-реакции — фазе истощения, которую Ганс Селье и назвал дистрессом.

Ссылка на оригинал статьи — https://postnauka.org/video/156342