Дмитрий Жуков - Стой, кто ведет? Биология поведения человека и других зверей
Существует пять типов взаимодействия эндокринных систем: 1) один гормон стимулирует синтез другого; 2) один гормон тормозит синтез другого; 3) два гормона оказывают на клетки организма одинаковый эффект; 4) один гормон усиливает действие другого на клетки организма, хотя сам по себе не влияет на данную функцию; 5) два гормона оказывают на клетки организма противоположный эффект
Кортизол, например, не влияет на тонус сосудистой стенки, но увеличивает чувствительность сосудов к адреналину. Антагонизм гормонов проявляется в противоположном биологическом эффекте. Возможны различные механизмы антагонистических проявлений. Глюкокортикоид кортизол ослабляет транспорт глюкозы в жировую ткань, а инсулин – увеличивает. При этом два гормона действуют каждый через свои рецепторы. Возможна конкуренция двух гормонов за связывание с одним типом рецепторов (глюкокортикоиды и минералокортикоиды; вазопрессин и окситоцин). Наконец, возможно неконкурентное торможение взаимодействия гормона с рецептором (кортизол не связывается сам с прогестероновым рецептором, но препятствует связыванию прогестерона с рецептором).
Механизмы гормональных влияний на поведение
Взаимодействие гормонов имеет большое практическое значение, поскольку, как уже говорилось, любая функция организма находится под контролем нескольких гормонов (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Множественность регуляции функций ткани и органов. Почти все ткани и органы имеют рецепторы многих гормонов, оказывающих различное действие на данную ткань. Гормоны могут взаимодействовать друг с другом, ослабляя или усиливая эффект других гормонов и влияние нервной системы. В результате биологический ответ всегда сложнее простой суммы эффектов отдельных гормонов
Это проявляется особенно ярко в отношении психических функций, так как есть несколько путей, по которым осуществляется гормональное воздействие на психику. Во-первых, гормоны могут влиять на поведение, изменяя состояние периферических органов. Например, серотонин, действуя как гормон, т. е. выделяясь в кровеносную систему, изменяет поведение за счет того, что вызывает зуд. Под влиянием тестостерона кожа на головке пениса становится тоньше, в результате возрастает чувствительность, и самцы становятся восприимчивее к движениям самки во время совокупления. Изменение метаболизма в периферических органах, таких как печень, под влиянием гормонов приводит к появлению в крови многих биологически активных веществ. Во-вторых, гормоны влияют на поведение, изменяя метаболизм непосредственно в ЦНС. Кортизол усиливает транспорт глюкозы в клетки мозга. Гормональная регуляция концентрации глюкозы в крови и влияние глюкозы на поведение будут подробно рассмотрены в следующем разделе. В-третьих, гормоны влияют на функциональное состояние ЦНС, изменяя действие отдельных медиаторов и в отдельных случаях индуцируя определенные формы поведения.
Гормоны могут воздействовать на поведение пятью способами, влияя на: 1) состояние периферических органов, 2) обмен веществ в ЦНС, 3) медиаторы в ЦНС, 4) состояние периферической нервной системы, 5) строение ЦНС
Свободно проникать в ЦНС могут только стероидные гормоны. Некоторые, но не все пептидные гормоны проникают через гематоэнцефалический барьер, отделяющий кровоток от ЦНС, используя систему ферментов-переносчиков. В основном психотропный эффект пептидных гормонов обусловлен четвертым механизмом – взаимодействием с периферической нервной системой (с ганглиями вегетативной нервной системы). Наконец, гормоны могут влиять на поведение за счет изменения строения мозга. Под влиянием эстрогенов увеличивается количество межнейронных контактов. Глюкокортикоиды вызывают гибель клеток в ЦНС, а минералокортикоиды, наоборот, увеличивают стабильность нейронов некоторых структур мозга.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Следует еще раз подчеркнуть, что процессы, происходящие в организме, представляют собой единое целое, и только для удобства изложения и облегчения восприятия рассматриваются в учебниках и руководствах в отдельных главах. Это относится и к разделению на нервную и гуморальную регуляцию, и к выделению отдельных эндокринных систем, и к разным сторонам обмена веществ. Поскольку обмен веществ и его регуляция – тема исключительно обширная и сложная, то здесь мы рассмотрим только метаболизм углеводов в качестве примера комплексной гуморальной регуляции физиологических функций, в частности поведения.
Значение углеводов
Углеводы играют особую роль среди веществ, поступающих в организм с пищей, поскольку именно они являются основным, а для нервных элементов – единственным источником энергии для клеток. Поэтому уровень углеводов в крови – один из важнейших физиологических показателей. Незначительное снижение содержания в крови глюкозы – основного углевода, участвующего в обмене веществ, – приводит к изменению физиологического состояния и поведения.
Недостаток углеводов в крови ощущается человеком как чувство голода. Голод – это субъективное отражение одной из потребностей – пищевой – в самосохранении организма. Для ее удовлетворения происходят физиологические изменения в организме, а также в поведении. Так, физиологические процессы обеспечивают синтез углеводов из запасных веществ – жиров и белков. Кроме того, происходит распад гликогена до глюкозы, т. е. углеводы переводятся из формы, в которой они хранятся в организме животных, в форму, которая может участвовать в обмене веществ. Уровень углеводов в крови определяется с помощью детекторов содержания именно глюкозы.
Глюкоза – единственный и незаменимый источник энергии для клеток ЦНС, т. е. головного и спинного мозга
Поэтому при повышении уровня глюкозы вследствие ее синтеза из запасных веществ (жиров, белков, гликогена и некоторых других) чувство голода уменьшается.
Кроме физиологических изменений, для удовлетворения пищевой потребности происходят изменения поведения: оно становится направленным на поиск источников пищи. Поступающие в организм питательные вещества – белки, жиры и углеводы – частично используются для построения новых клеток, но бόльшая их часть используется для энергетических нужд организма. В средних широтах, т. е. в умеренном климате, на энергетические нужды уходит примерно две трети поступающих в организм питательных веществ. В качестве непосредственного источника энергии могут быть использованы только углеводы. Поэтому значительная часть жиров и белков превращается в организме в углеводы – гликоген и глюкозу.
Клетки мозга могут получать энергию только из глюкозы. Поэтому при ухудшении функционального состояния ЦНС вследствие разнообразных причин рекомендуется делать внутривенные инъекции раствора глюкозы. Тем самым усиливается питание мозговых структур. Внутривенное введение глюкозы делают раненым, больным и людям, истощенным значительными физическими нагрузками, например после переохлаждения, голодания и тяжелой мышечной работы. Неслучайно в средневековой Европе сахар продавался в аптеках. В некоторых случаях действие глюкозы можно наблюдать уже через несколько минут после инъекции. Это происходит в тех случаях, когда плохое самочувствие было связано именно с недостаточным снабжением мозга глюкозой.
Ее действие бывает таким быстрым и сильным, что выздоравливающие больные определяют, что им вводят – глюкозу или другие препараты, по быстрому и заметному улучшению самочувствия, которое может ощущаться уже через одну-две минуты после начала внутривенного вливания. Более того, выздоравливающие после операции коты охотно позволяют делать себе инъекции глюкозы. Это объясняется сильным и, главное, быстрым улучшением самочувствия вследствие увеличения глюкозы в крови. В этом случае у животного вырабатывается условный рефлекс, в котором условным стимулом является вид шприца в руке экспериментатора, а безусловным – быстрое улучшение самочувствия. В результате ранее нейтральный или даже неприятный стимул (вид человека со шприцем) становится стимулом, вызывающим положительный условный рефлекс: животное выходит навстречу экспериментатору и спокойно сидит (хотя и покрикивая) во время укола.
Таким образом, основное значение углеводов для регуляции психических процессов, в частности поведения, связано с тем, что глюкоза – незаменимый источник энергии для клеток ЦНС.
Психотропный эффект углеводов
Хлещет вверх моя глюкоза!
В час последний, роковой
В виде уха, в виде розы
Появись передо мной.
Как было описано в предыдущем разделе, введение углеводов в организм улучшает состояние животных или человека со слабым функциональным состоянием. Кроме того, углеводы стимулируют функции организма, который находится в рамках физиологической нормы. При умственной, физической или эмоциональной нагрузке происходит повышение уровня глюкозы в крови. Начальный этап любого стресса, в том числе и вызванного любовным томлением, как у лирического героя Николая Олейникова, сопровождается значительным подъемом концентрации глюкозы в крови.
