В организме серотонин образуется из аминокислоты — триптофана. Под влиянием фермента моноаминоксидазы он окисляется и превращается в 5-оксииндолуксусную кислоту (5-ОИУК), которая выделяется с мочой.
Систему серотонина при оценке нейрогуморальных взаимоотношений в организме несколько условно составляют серотонин крови и его основной метаболит — 5-оксииндолуксусная кислота в моче. По экскреции 5-ОИУК можно судить об интенсивности обмена серотонина. Однако при некоторых патологических нарушениях нормальные соотношения перестраиваются. Несмотря на то что содержание серотонина в крови повышено, выделение 5-ОИУК с мочой может оказаться сниженным, и наоборот.
В течение многих лет ученые разных стран пытаются разгадать роль серотонина в осуществлении процессов жизнедеятельности отдельных органов или всего организма. Ведутся эти исследования и в нашей лаборатории. Несомненно, серотонин принимает участие в регуляции деятельности головного и спинного мозга, двигательной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной и многих других физиологических систем. Обычно он находится в тканях в виде связанной, неактивной формы. Под влиянием различных воздействий и особенно при введении некоторых лекарственных препаратов, например раувольфии, серотонин освобождается из связанной формы. Но существование его, как правило, непродолжительно. Почти во всех тканях содержится фермент моноаминоксидаза (типа А и Б), довольно быстро инактивирующая серотонин[19].
Вероятно, правильнее было бы систему серотонина представить себе в виде соотношения уровня его в крови и активности моноаминоксидазы. Проблема эта мало разработана. Известно, что активность моноаминоксидазы в крови увеличивается при одних патологических состояниях (например, при хронической сердечной недостаточности) и резко падает при других (ожоги). В какой мере это отражается на уровне серотонина, неизвестно. Вопрос требует дальнейшего изучения.
С недавних пор пристальное внимание исследователей привлекает значение серотонина в возникновении и развитии инфаркта миокарда. И хотя в этом вопросе еще далеко нет полной ясности, при сердечных болях нередко назначают препараты, способные повысить уровень серотонина в крови. Имеются указания, что накопление серотонина в миокарде предотвращает развитие инфаркта. Впрочем, это требует проверки.
Недостаточно изучено также влияние серотонина на вегетативную нервную систему. В одних случаях при введении его препаратов в организм усиливаются симпатические реакции, в других — парасимпатические. Не исключено, что это зависит от дозы препарата, а быть может, от исходного состояния, вернее настройки центральных и периферических отделов комплексной вегетативно-гуморально-гормональной системы. Несомненно, важную роль играет серотонин при физических нагрузках. Об этом более подробно в соответствующей главе.
Количество серотонина в крови составляет 0,03—0,15 мкг/мл (в среднем 0,076±0,06 мкг/мл), причем основная масса его находится в тромбоцитах. Интересно отметить, что тромбоциты содержат также наиболее активную моноаминоксидазу. Экскреция с мочой — в среднем — 4,9 мг/24 ч. При различных физиологических и патологических состояниях эти цифры могут колебаться как в сторону уменьшения, так и увеличения. Некоторые формы вегетативной неустойчивости, то, что принято называть вегетативной дистонией, сопровождаются нарушением нормального соотношения во внутренней среде гистамина и серотонина либо содержанием серотонина в крови и 5-ОИУК в моче. По-видимому, существуют какие-то антагонистические отношения между уровнем в крови гистамина и серотонина. У здоровых людей коэффициент соотношения гистамина и серотонина в крови равен, по данным И. Л. Вайсфельд, 1,42. При различных физиологических и патологических состояниях этот коэффициент может повышаться или снижаться. Так, например, у мастеров спорта — велосипедистов он равен 5,0, у лыжников 3,0, у борцов 2,0, у бегунов 1,4. Повышение соотношения гистамин/серотонин выявлено у больных паркинсонизмом.
Содержание серотонина меняется не только в крови. Опыты на животных показывают, что в различных органах и, следовательно, в их непосредственной питательной среде уровень серотонина может колебаться в широких пределах. Так, например, у подопытных крыс после 8-часового изнурительного плавания и особенно при вибрации мышца сердца почти полностью свободна от серотонина и соотношение гистамин/серотонин увеличивается с 1,4 до 4 и выше.
В литературе имеются указания, что серотонин обладает противосудорожными и успокаивающими свойствами. Накопляясь в центральной нервной системе, он подавляет ее активность. Не случайно так много внимания уделяет медицинская наука изучению обмена серотонина у больных с различными психическими заболеваниями.
Несомненно также участие серотонина в возникновении ряда заболеваний внутренних органов. Видимо, избыточное содержание его во внутренней среде способствует развитию язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Установлено, что некоторые злокачественные опухоли, например, феохромоцитома, содержат целые «залежи» серотонина. Нередко в моче больных, страдающих злокачественными опухолями, обнаруживается в большом количестве 5-оксииндолуксусная кислота.
И, наконец, весьма важную роль играет серотонин в возникновении и развитии болевого синдрома.
В заключение несколько слов о многочисленных и разнообразных гормонах коры надпочечников — кортикостероидах. Содержание их в жидких средах и выделениях организма характеризует состояние одной из наиболее важных нейрогуморально-гормональных систем — гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой. О ней написано так много, особенно в связи с исследованиями Г. Селье в области физиологии, патофизиологии и биохимии стресса, что в этой книге можно ограничиться лишь кратким изложением современных представлений, непосредственно связанных с проблемой внутренней среды.
Важнейшие гормоны коры надпочечников делят на три основные группы: минералокортикоиды, глюкокортикоиды и половые гормоны. В нашей лаборатории разработан метод тонкослойной хроматографии, позволяющий определить в одной порции мочи целую гамму стероидных гормонов, их предшественников и продуктов превращения. Уже давно стало очевидным, что гормоны коры надпочечников принимают непосредственное участие почти во всех физиологических процессах, протекающих в организме. Сфера их влияния охватывает обмен белков, углеводов и жиров, образование фонда аминокислот — строительных материалов, из которых формируются белки, пептиды, ферменты. Кортикостероиды влияют на деятельность сердечно-сосудистой системы, поддерживают тонус сосудов, усиливают сократительную функцию миокарда. Они обеспечивают выход энергии, способствуют более экономному расходованию ресурсов организма при повышенной потребности в них. Помимо этого они обладают так называемым пермиссивным действием, т. е. создают необходимые условия для осуществления реакций, вызываемых катехоламинами. Если катехоламины можно считать пусковой системой организмов, то для стероидов характерны длительные, долгосрочные реакции.
Минералокортикоиды (альдостерон и дезоксикортикостерон) оказывают влияние на обмен электролитов (натрия и калия). Глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон, он же кортизол, кортикостерон) регулируют углеводный обмен, участвуют в обмене белков и жиров, влияют на ряд других физиологических функций организма. Роль и значение их в реакциях стресса подробно освещены в литературе. К группе половых гормонов, вырабатываемых корой надпочечников, относятся андрогены, эстрогены и прогестерон.
Особый интерес для проблемы нейрогуморально-гормональной регуляции функций представляют многоступенчатые механизмы, осуществляющие образование и поступление во внутреннюю среду кортикостероидных гормонов. Нервные импульсы, поступающие в гипоталамус и ретикулярную формацию мозга, активируют в нем холино- и серотонинореактивные элементы. Под их влиянием происходит образование в гипоталамусе кортиколиберинов, о которых более подробно написано в гл. 7. Поступая из мозга в гипофиз, кортиколиберин стимулирует образование адренокортикотропного гормона, который, вступая в сложные биохимические процессы, протекающие в коре надпочечников, способствует биосинтезу кортикостероидов различного строения и действия.
Глава V. Гуморально-гормональные резервы и возможности организма
Не каждое однократное физиологическое или биохимическое исследование, выполненное в лаборатории или клинике, позволяет судить о состоянии регуляторных механизмов и определить границы гомеостаза. Необходимы повторные обследования организма человека и животных с применением целенаправленных физических или химических нагрузок. Как известно, и в эксперименте, и в клинической практике широко применяются функциональные пробы для оценки возможностей сердечно-сосудистой системы, способности организма разрушать или усваивать введенную в избытке глюкозу, барьерной функции печени, деятельности желудочно-кишечного тракта и т. д. Нами предложены и разработаны функциональные пробы для оценки системы нейрогуморально-гормональных механизмов регуляции функций. С этой целью применяются различные методы строго дозированных воздействий на центральные и периферические отделы нервной системы.
