Таким образом, если катехоламины, попадая из крови в тканевую жидкость, являются внеклеточным химическим посредником между мозговым слоем надпочечников (или адренергическими нервными элементами) и клеткой-мишенью, т. е. объектом действия гормонов, то цАМФ, проникая через клеточную мембрану, вступает во взаимодействие с содержащимися в ней рецептивными образованиями и ферментами, что приводит к возникновению многочисленных биохимических и физиологических реакций в организме.
Роль катехоламинов в реализации гомеостатических механизмов подробно изучена не только в экспериментах на животных, но и на человеке. Катехоламины, их предшественники и продукты превращения определяются в крови и моче при различных физиологических и патологических состояниях организма. Обычно в клинической практике или при исследовании состояния симпатоадреналовой системы у человека в лабораторных условиях определяют катехоламины, их предшественники и продукты превращения в моче, собранной в течение суток (суточная доза) или нескольких часов (порционная моча). Опыт показывает, что содержание катехоламинов в моче, подобно зеркалу, позволяет судить о состоянии симпатоадреналовой системы, хотя в мочу попадает лишь 4—5% их общего количества в организме. В пашей лаборатории принята следующая схема: мочу собирают с 8 до 12 ч, с 12 до 16 ч, с 16 до 20 ч, с 20 до 8 ч. Ночные пробы мочи можно брать в 2 и 5 ч. Эта схема необязательная, существует ряд ее вариантов.
По уровню адреналина в моче можно судить в основном о состоянии гормонального звена симпатоадреналовой системы, т. е. о деятельности мозгового слоя надпочечников, а по уровню норадреналина — медиаторного, т. е. нервного. Количество дофамина и ДОФА характеризует резервные возможности симпатоадреналовой системы. Определение их в крови и моче позволяет оценить возможности симпатоадреналовой системы, наличие в организме строительных материалов, из которых образуются катехоламины. Большое значение уделяется физиологами и клиницистами исследованию продуктов обмена дофамина (гомованилиновой кислоты) адреналина и норадреналина (метанефрина и норметанефрина), а также ванилилминдальной кислоты — основного метаболита адреналина и норадреналина по пути О-метилирования и окислительного дезаминирования. Сопоставление результатов, полученных при изучении экскреции с мочой катехоламинов, их предшественников и продуктов превращения позволяет охватить всю совокупность процессов, протекающих в организме при различных состояниях симпатоадреналовой системы. Так, например, увеличение экскреции ванилилминдальной кислоты указывает на усиление обменных процессов, повышенное использование катехоламинов, а уменьшение экскреции является показателем сниженного обмена адреналина и норадреналина.
Важнейшую, если не главную роль играют катехоламины в осуществлении адаптационно-трофической роли симпатической нервной системы. Этот термин введен советским физиологом Л. А. Орбели. Значение катехоламинов как регуляторов приспособительных механизмов вытекает из способности их быстро и интенсивно оказывать влияние на процессы метаболизма, стимулировать распад гликогена и жиров, повышать уровень глюкозы в крови, способствовать окислению жирных кислот, повышать потребление кислорода тканями, увеличивать работоспособность сердца и скелетной мускулатуры, обеспечивать перераспределение крови для оптимального снабжения тканей энергетическими ресурсами, усиливать возбуждение центральной нервной системы, участвовать в развитии эмоциональных реакций и т. д. и т. д.
Состав и свойства внутренней среды и в еще большей степени состояние организма зависят во многих отношениях от сдвигов в системе катехоламинов, их соотношении и использовании. Возбуждение симпатоадреналовой системы сопровождается, как правило, нарастанием уровня катехоламинов во внутренней среде. В то же время высокое содержание катехоламинов в организме поддерживает напряженный тонус симпатоадреналовой системы. Все эрготропные функции организма усилены. Он приготовился к действию, к бою, достижению цели. Состояние это прекрасно описано Шекспиром в драме «Генрих V» (перевод Е. Бируковой).
Когда ж нагрянет ураган войны,
Должны вы подражать повадке тигра.
Кровь разожгите, напрягите мышцы.
Свой нрав прикройте бешенства личиной!
Глазам придайте разъяренный блеск —
Пускай как пушки смотрят из глазниц;
Пускай над ними нависают брови,
Как выщербленный бурями утес
Над основанием своим, что гложет
Свирепый и нещадный океан.
Сцепите зубы и раздуйте ноздри;
Дыханье придержите; словно лук,
Дух напрягите[15].
Физиолог не ошибется. Перед ним сразу встает знакомая картина возбужденной до предела симпатоадреналовой системы. Если бы каким-то чудом Генриху V удалось заглянуть во внутреннюю среду организма его воинов, он увидел бы истинное «катехоламиновое наводнение».
Существует несколько предположений о значении отдельных катехоламинов для жизнедеятельности организма. Вопрос этот широко обсуждается в литературе, но единого мнения до сих пор нет. Слишком быстро меняется уровень катехоламинов в крови. Они быстро образуются, поступают во внутреннюю среду, выводятся, разрушаются, захватываются клетками, вступают в реакцию и исчезают. Просматривая работы отечественных и зарубежных авторов, подытоживая исследования свои и своих учеников, мы приходим к выводу, что психологические стрессы, выражающиеся в задержке внешних проявлений (ожидание боли, опасности, предчувствие неприятностей, возможного поражения, страх, тревога, сознание собственной беззащитности, депрессия, боязнь смерти), связаны в значительной мере с поступлением в кровь адреналина и в меньшей степени норадреналина, а стрессы, выражающиеся во внешних проявлениях (например, аффект, агрессия, гнев, ярость) состояния, требующие выдержки, выносливости, длительного умственного и физического напряжения, преодоления препятствий, уверенности в победе, сопровождаются накоплением во внутренней среде норадреналина.
В развитие этих представлений можно с известной условностью говорить о норадреналине как «гормоне льва» и адреналине как «гормоне кролика». Автор этой книги считает, что такое деление, предложенное шведским ученым М. Франкенхойзер, следует понимать не в прямом, а в переносном смысле, как противопоставление силы — слабости или храбрости — трусости. Правильнее назвать адреналин, как это сделал Кеннон, гормоном тревоги, а норадреналин — гормоном гомеостаза. Советский ученый С. А. Разумов исследовал содержание адреналина и норадреналина в крови петухов после петушиных боев. По характеру поведения петухи были разделены на агрессивных и пассивных. Оказалось, что у агрессивных петухов содержание норадреналина было в 13 раз выше, чем у птиц пассивных или боящихся драки. В нашей лаборатории определяли катехоламины в крови рысистых лошадей. Оказалось, что победителями в скачках выходили лошади, у которых в крови преобладало содержание норадреналина.
В литературе имеются указания, что поступление во внутреннюю среду норадреналина избирательно повышается в тех случаях, когда требуется сосредоточенное внимание. Английский ученый У. Фридман утверждает, что у темпераментных, честолюбивых людей выделение норадреналина при работе выше, чем у лиц, не обладающих этими чертами характера. По нашим данным, эмоциональное напряжение при полетах на сверхзвуковых самолетах сопровождается резким (в 7—10 раз) увеличением выделения норадреналина мочой. Наиболее высокие показатели летного искусства были отмечены у лиц, экскретировавших большие количества норадреналина, В совместных работах с Н. Н. Артамоновым и Р. С. Веледой мы показали, что испытуемые «норадреналинового типа», т. е. выделяющие преимущественно норадреналин, легко переносят пребывание в барокамере на высоте 5—6 тыс. м, в то время, как испытуемые, у которых экскреция норадреналина снижена или замедлена, не выдерживают даже кратковременного подъема на высоту. Такую же закономерность нам пришлось наблюдать и при спортивной деятельности. Но об этом в специальной главе.
Однако наивно думать, что адреналин и норадреналин во внутренней среде организма как бы противопоставлены друг другу. Можно говорить только о преобладании того или другого представителя этих гормонов-медиаторов комплексной симпатоадреналовой системы. Принято считать, что эмоциональные состояния, особенно возникшие при стрессовых ситуациях, сопровождаются резким нарастанием уровня адреналина в крови. Но вот В. В. Ушаков и Т. И. Лукичева установили, что при сильнейшем эмоциональном стрессе (смерть от утопления) содержание адреналина в трупной крови по сравнению с кровью живых людей было увеличено в 27 раз, а норадреналина — в 31,3 раза, Видимо, при объяснении недоучитывался тот факт, что утопающий мобилизует все свои силы для того, чтобы спастись. В действие вступает вся симпатоадреналовая система, реализующая все защитные механизмы, все жизненные ресурсы погибающего, но не сдающегося организма. В то же время у лиц, погибших без значительного эмоционального стресса (скоропостижная сердечнососудистая смерть), содержание адреналина увеличивалось в 12 раз (вероятно, все же был испуг!), а норадреналина всего в 4,6 раза (мобилизация только началась!).
