В этом разделе кратко рассмотрены физиологические понятия, необходимые для понимания патологического процесса при наркомании. Преподаватель биологии может дополнить его по своему усмотрению. Преподаватель химии также может расширить его, рассмотрев вопросы химической атаки при наркомании на мозговую ткань, вопросы токсического изменения крови, химической блокады эритроцитов, токсического поражения печени, являющейся химической лабораторией по очищению организма.
Одну из статей Т.Н. Греченко «Психофизиология алкоголизма и наркомании» Вы сможете найти на сайте Русского народного сервера против наркотиков – http://www.narcom.ru/cabinet/online/31.html;
Физиология - наука о закономерностях функционирования живых организмов. Нормальная физиология изучает нормальную жизнедеятельность организма.
Общая физиология изучает общие свойства живых организмов и их систем. Изучаются биологические мембраны, клетки, процессы возбуждения, торможения, реакции на различные раздражители, особенности развития физиологических функций.
Частная физиология занимается свойствами отдельных тканей и органов. Рассматриваются также закономерности объединения функций в функциональные системы. Сформулированы представления о гомеостазе и барьерных функциях организма.
Патофизиология – это наука о патологических процессах и выздоровлении. Патофизиология является мостом между базисными областями естествознания и клиникой, т.е. является теоретической основой медицины. Первым патофизиологом можно считать греческого бога врачевания – Асклепия, который пытался оживлять умерших, за что Зевс поразил его молнией в сердце. Теперь этот раздел медицины называют реаниматологией.
Еще с древних времен каждый врач стремился узнать и объяснить механизмы патологических процессов, поскольку только такие познания помогают найти правильные пути излечения и профилактики любой болезни. Это можно сказать и о наркомании.
Головной мозг человека - это передний отдел ЦНС человека, регулирующий взаимоотношения его организма с окружающей средой, управляя поведенческими реакциями и функциями организма.
Нейрон - нервная клетка, основная функциональная и структурная единица ЦНС, принимающая сигналы, поступающие от рецепторов и от других нейронов. Нейронная теория утверждает, что нервная система построена из обособленных, контактирующих между собой нейронов. Эти нейроны взаимодействуют в местах контакта, которые имеют сложное строение и называются синапсами. Основную функцию синапсов исполняют очень чувствительные к внешним воздействиям биологические мембраны жидкокристаллической структуры - синаптические мембраны, которые более всего страдают при наркомании. Происходит блокирование контакта нейронов, и при большом количестве точек такого блокирования - сбой работы ЦНС.
Биологические мембраны представляют собой активные поверхностные структуры клеток. В их функции входит формирование клеточных структур, поддержание внутриклеточного гомеостаза. С их помощью переносятся энергия, возбуждение, нервные импульсы, происходит газообмен и тканевое дыхание, а также обеспечиваются другие важные процессы. Таким образом, биологические мембраны можно рассматривать как основную форму организации живой материи. К сожалению, одно и то же свойство сверхчувствительности внутренней части мембраны к внешним воздействиям, так необходимое для протекания тончайших физиологических процессов, в других случаях из-за ее малой устойчивости может привести к разрушению и гибели мембраны. "Ненадежность" мембраны проявляется в том, что при попадании в нее комплексов с молекулами наркотических веществ в ее ЖК части возникают самопроизвольные реакции, развивающиеся с самоускорением по цепному механизму.
При наркомании нарушение нормальной работы мембран происходит из-за образования неразрушаемых в условиях организма комплексов и микрокристаллов с участием молекул наркотических веществ. В статье "Синапс" БМЭ написано, что "деструктивные изменения синаптических мембран происходит вначале за счет накопления мелкогранулярного материала. Затем начинается распад синаптических мембран и грубое нарушение контакта в этом участке". Сначала изменения синаптического аппарата нейронов обратимы (огрубение, увеличение размеров). Потом происходят необратимые отрывы пресинаптических волокон и распад синаптических структур. Нарушение работы мембранных систем является одной из причин нарушения функционирования клеток, что ведет к биологической смерти клеток при наркомании.
Рецепторы - специализированные чувствительные образования, приспособленные для восприятия раздражений (стимулов). По роду раздражения рецепторы подразделяются на те, которые регистрируют механическое раздражение (механорецепторы), изменение температуры (терморецепторы), световое раздражение (фоторецепторы), химическое раздражение (хеморецепторы) и рецепторы, воспринимающие давление (барорецепторы).
По характеру возникающего ощущения можно назвать, например, болевые рецепторы (ноцицепторы). Эти рецепторы возбуждаются либо химическими веществами, выходящими из поврежденной ткани организма, и в этом случае раздражение воспринимают хеморецепторы, либо механическим давлением при ударе или отеке тканей организма, и в этом случае раздражение воспринимают механорецепторы или барорецепторы.
Каждый из рецепторов может выполнять несколько функций одновременно.
У хеморецепторов химический раздражитель взаимодействует с белковыми макромолекулами мембраны этого рецептора. Затем это взаимодействие преобразуется в нервный сигнал, оповещающий мозг о возникшем в организме разрушении с помощью ощущения боли. Возбуждение вкусовых рецепторов вызывает ощущение вкуса, обонятельных рецепторов - запаха. Артериальные хеморецепторы реагируют на изменение концентрации в крови кислорода, углекислого газа, водородных ионов. Их основная роль заключается в обеспечении оптимального соотношения в крови кислорода и углекислоты. Возбуждение хеморецепторов внутренних органов не всегда сопровождается возникновением четкого образного восприятия. Возникающие при этом ощущения были названы И.М. Сеченовым "системными чувствами". Это - голод, жажда и другие чувства.
Вспомним, что большая часть наркотических веществ является анальгетиками, т.е. призваны снимать или облегчать болевые ощущения. Прием наркотиков здоровым молодым человеком приводит к блокированию хемо- и барорецепторов, к образованию комплексов молекул белка рецептора с молекулами наркотических веществ, к нарушению работы мембран рецепторов. Это ведет к нарушению жизненно важных функций организма, и, возможно, к смерти.
Возникновение патологических внутриядерных включений клетки вызывает глубокие нарушения ее жизнедеятельности. Это заканчивается либо восстановлением структуры и функций клетки (внутриклеточная регенерация), либо ее гибелью (некроз). В последнем случае происходит самопереваривание клетки. У любой клетки есть программа гибели, за включение которой отвечают «суицидные» гены, запускающие механизм апоптоза (смерти) клетки. «Антисуицидные» гены подавляют их активность. За работы в этой области ученые получили Нобелевскую премию в 2002 году. Продукты некроза клеток вызывают аутоиммунные заболевания, при которых организм "объявляет войну" собственным системам и структурам. В случае наркомании, как и при естественном старении организма, нарастают дистрофические изменения в нейронах. Из-за некроза нервных клеток уменьшается их число. Снижается функциональная активность ЦНС.
Введем понятия физиологии, которые важны для рассмотрения второго из основных процессов при наркомании - приспособительного процесса. Понятие гомеостаза включает в себя представление о динамическом постоянстве внутренней среды (крови, лимфы тканевой жидкости) и об устойчивости основных физиологических функций (кровообращения, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и т.д.) организма. Механизмы, поддерживающие физиологическое состояние клеток, биосистем, органов и всего организма в целом на оптимальном уровне называются гомеостатическими.
Каждый орган имеет свою внутреннюю среду. Существует гематоэнцефалический барьер, препятствующий проникновению из крови в цереброспинальную жидкость, а также в головной и спинной мозг чужеродных веществ и биологических комплексов.
Основную роль в установлении гомеостаза играет работа клеточных мембранных систем. Основными причинами нарушения гомеостаза являются необычные для нормальной жизнедеятельности процессы, протекающие в мембранах. Это могут быть процессы образования в мембранах биокомплексов с молекулами наркотических веществ. Отсюда видно, как взаимосвязаны между собой два глобальных процесса при наркомании – патологический и адаптационный.
Для наркомании характерен качественно новый гомеостаз, при котором сколько-нибудь удовлетворительная психическая и физическая деятельности возможны только при условии постоянного приема наркотика.
Функция в физиологии - это та или иная форма деятельности живой структуры. Основная функция живой структуры – это постоянный обмен вещества и энергии, что способствует таким проявлениям жизнедеятельности, как рост, развитие, движение, дыхание, питание, размножение. При наркомании в мембранах клеток происходят необратимые изменения, мешающие реализации различных функций на клеточном уровне.
Функция клетки связана со структурными изменениями, которые, как правило, являются обратимыми, что происходит благодаря обмену веществ, синтезу белка. Изменения, происходящие в клетке при попадании в ее мембраны молекул наркотических веществ, часто являются необратимыми и приводят к гибели клетки.
Изменение функции органа происходит при регулирующем воздействии со стороны ЦНС, а также под влиянием поступающих в жидкую среду органа биологически активных веществ. Из системных функций можно назвать функции пищеварительной системы, дыхательной системы, кровообращения, зрения, слуха и т.д. Для выполнения системной функции могут объединяться в функциональные системы и далеко отстоящие друг от друга органы.
Функциональные системы - это объединения частей целостного организма, ориентирующие протекание процессов в нужном направлении до получения приспособительного результата и его оценки и обеспечивающие организму как гомеостаз, так и саморегуляцию физиологических функций.
Функциональная система является замкнутой системой (рис. 2) благодаря постоянной связи с периферическими органами и получаемой от них информации (афферентации). Импульсы могут исходить от самых отдаленных друг от друга органов. Эти - прямые (стимулы к совершению действия), и обратные (информирующие о результатах действия) импульсы объединяются в ЦНС за счет тончайших временных связей между ними.
Афферентный синтез - процесс отбора и синтеза в ЦНС афферентаций, вызываемых различными воздействиями на организм, и формирующий цель действия. Это - первая, универсальная стадия любого целенаправленного поведенческого акта.
Афферентный синтез включает 4 вида афферентного возбуждения:
1. Мотивационное возбуждение отражает доминирующую потребность организма, возникающую под влиянием внутренних метаболических, а у человека - и социальных факторов. Мотивация играет решающую роль в формировании цели действия.
2. Обстановочная афферентация представляет собой воздействие на организм всей совокупности внешних факторов, составляющих конкретную обстановку, на фоне которой развертывается приспособительная деятельность.
3. Аппарат памяти с учетом мотивационного возбуждения и обстановочной афферентации дает возможность организму использовать результаты прошлого опыта для принятия решения. В результате взаимодействия разных по функциональному значению возбуждений - доминирующей мотивации, обстановочной афферентации и механизмов памяти в ЦНС создается скрытое предпусковое объединение возбуждений, которое определяет форму и особенности будущего поведенческого акта, для реализации которого необходим толчок, стимул, пусковое афферентное возбуждение.
4. Характерным видом пусковой афферентации является условный раздражитель. Способность нервных клеток принимать на себя возбуждения определяется чувствительностью субсинаптических мембран.
На стадии принятия решения происходит выбор единственной линии действия, направленного на удовлетворение ведущей потребности организма.
Следующая стадия - стадия предвидения, или стадия акцептора результата действия. Теперь происходит программирование параметров требуемого результата и их постоянная оценка на основе обратной афферентации.
Рецепторное образование функциональной системы и ее приспособительный эффект взаимосвязаны. Именно рецепторы воспринимают изменения внешней среды и через ЦНС включают или выключают различные механизмы, поддерживающие постоянство отдельных компонентов внутренней среды.
Функциональная система включает в себя: 1) рецепторы результата, обладающие крайней консервативностью, и сам конечный результат; 2) средства достижения приспособительного результата, т.е. узловые механизмы системы, обладающие высокой пластичностью, подвижностью и способностью к взаимной замене.
Саморегулирующийся жизненный процесс развился в процессе эволюции функциональных систем в сложнейший аппарат, объединяющий разные органы. "Находкой эволюции" можно назвать мембрану живой клетки, структура которой не изменилась в процессе эволюции. Она одинакова и у яйца морского ежа, и у клетки коры больших полушарий головного мозга человека. Это объясняется ее ЖК структурой.
Боль - суммарная функция организма, мобилизующая функциональные системы для защиты организма от вредящего фактора. Вызывая обезболивание, молекулы наркотических веществ вступают в неразрушаемые комплексы с болевыми рецепторами, блокируя проведение возбуждений по нервным волокнам.
Рис.2. Схематическое изображение системных механизмов целенаправленного поведенческого акта. Если у человека уже сформировалась наркотическая зависимость, то есть, если его гомеостаз после длительной борьбы перестроился и «требует» постоянного присутствия в организме наркотических веществ, то это постоянное присутствие в организме наркотических веществ является теперь первейшей внутренней потребностью этого человека, такой же потребностью, как голод, или жажда. Сигналы об этой внутренней потребности, формируя мотивацию каждого поступка, приводят к принятию решения, т.е., проходят через мозг человека и определяют все его поведенческие акты. Желание принять наркотик со временем становится даже сильнее голода или жажды, возможно, потому, что это желание не так легко удовлетворить, т. е., наркотик не так легко достать, как пищу или питье. Этим желанием определено отныне все поведение наркозависимого человека. ОА – обстановочная афферентация, ПА – пусковая афферентация, 1. – принятие решений, 2 – акцептор результата поведения, 3 – афферентный синтез. Каждый акт приема наркотика откладывается в памяти человека.
Болевое ощущение формируется в ЦНС. При блокировании болевых рецепторов, вызывающих отрицательные эмоции, нарушается баланс отрицательных и положительных эмоций. Получается всплеск положительных эмоций, "вспыхивает" эйфория. Но по требованию сохранения гомеостаза вырабатывается еще большее количество болевых рецепторов. И опять нарушается баланс эмоций, получается всплеск отрицательных эмоций. У наркомана возникает состояние депрессии, он чувствует боль во всем теле.
Снимая болевую чувствительность с помощью наркотического вещества, человек перестает ощущать сигналы тревоги, боли, например, при перегрузке организма. Приняв наркотик, подросток не чувствует боли, усталости или других сигналов тревоги, не щадит свой организм, дает ему огромную нагрузку, танцуя, например, целую ночь в бешеном темпе. А к утру он может умереть от истощения всех резервов организма.
В начале заболевания наркоманией происходит нарушение внутренней среды организма присутствием в нем молекул наркотических веществ, а также комплексов и микрокристаллов с их участием. Это нарушает гомеостаз организма. Рецептор через ЦНС включает различные механизмы в стремлении вернуть организм в прежнее равновесное состояние.
Если употребление наркотика не прекращается, то вступают в работу приспособительные механизмы системы. Приток наркотического вещества продолжается, и функциональным системам организма ничего не остается, как "согласиться" с постоянным присутствием его в организме. Появляются специальные рецепторы наркотического вещества, которые через специальные отделы мозга "следят", чтобы сохранялось новое постоянство внутренней среды, т.е. новый гомеостаз. Поэтому специалисты говорят, что на второй стадии наркомании появляются рецепторы наркотической зависимости и в мозгу - центр наркотической зависимости. Это те самые отделы мозга, через которые рецепторы включают и выключают механизмы поддержания постоянства внутренней среды.
В экспериментах на животных показано, что в результате длительного употребления ими алкоголя или наркотиков, заменяющих удовлетворение естественных биологических потребностей организма, в гипоталамических структурах мозга на основе изменения метаболических реакций формируются искусственные пейсмекеры, создающие при отсутствии наркотиков активное возбуждение структур мозга и приводящие к выраженному влечению к их употреблению. Проблема борьбы с патологическими влечениями состоит в поиске средств, способных разрушить искусственные мотивационные пейсмекеры. Фармакологические и другие виды воздействия направлены на метаболизм мотивационных пейсмекеров.
Если человек пытается прекратить прием наркотика, вступает в силу тот же механизм борьбы функциональных систем против изменения постоянства внутренней среды. Даже симптомы во многом совпадают с теми, что были в начале заболевания. Но теперь они намного тяжелее из-за патологических изменений. Тем, кто решил порвать с наркоманией, нужно знать, что процесс установления нового гомеостаза - дело длительное. Его нельзя прерывать случайным приемом наркотика, который может продлить мучения на год.
Единая обобщенная функциональная система объединяет функциональные системы, которые обеспечивают гомеостаз, и те, чья работа направлена на достижение того или иного поведенческого результата, удовлетворяющего биологические потребности организма.
Обобщенная функциональная система может возникать на основе объединения поведенческих функциональных систем отдельных индивидов в обобщенную деятельность. Этот вид системных взаимодействий возникает между отдельными личностями в результате их социальной (или антисоциальной) деятельности, когда достижение социально значимого результата для одного индивида определяет получение результата другими индивидами. Такая преступная функциональная система создана в наркобизнесе, где очередная доза для наркомана определяется тем, сколько человек он вовлек в свою среду. Если человек, начав лечение, требующее изоляции, потом вдруг вырывается, значит, он - в такой функциональной системе.
Таким образом, мы разобрали, что патологическое действие наркотических веществ начинается на молекулярном уровне. Становление наркотической зависимости происходит на уровне работы функциональных систем организма.