Самоубийство людей и его механизмы

Высокая разрешающая способность электронно-микроскопических устройств позволила распознать структуру митохондрий. Фундаментальные исследования советских и зарубежных учёных способствовали познанию механизма уникального процесса — аккумуляции энергии, служащего проявлением функции внутренней мембраны митохондрий. В настоящее время сформировалась самостоятельная отрасль знаний об энергообеспечении живых существ — биоэнергетика, изучающая судьбу энергии в клетке, пути и механизмы её накопления и использования.

В митохондриях биохимические процессы превращения молекулярного материала имеют определённую топографию (расположение в организме). Ферментные системы окисления жирных кислот, аминокислот, а также комплекс биокатализаторов, образующих единый цикл по распаду карбоновых кислот в результате предшествующих реакций распада углеводов, жиров, белков, потерявших сходство с ними, обезличенных, унифицированных до десятка однотипных продуктов, которые сосредоточены в матриксе12 митохондрий — составляют так называемый цикл лимонной кислоты, или цикл Кребса.

Деятельность этих ферментов позволяет накапливать в матриксе могучую силу энергетических ресурсов. Вследствие этого митохондрии образно называют электростанциями клетки. Они могут использоваться для процессов восстановительного синтеза, а также образуют горючий материал, из которого набор ферментов, вмонтированных асимметрично поперёк внутренней мембраны митохондрий, извлекает энергию для жизнедеятельности клетки. Окислителем в обменных реакциях служит кислород. В природе взаимодействие водорода и кислорода сопровождается лавинообразным выделением энергии в виде тепла.

При рассмотрении функций любых клеточных органелл (“органов” простейших) становится очевидным, как их деятельность и режим работы клетки зависят от состояния мембран, их проницаемости, специфики набора ферментов, образующих их и служащих строительным материалом этих образований.

Правомочна аналогия между текстами — набором букв, образующих слова, складывающиеся во фразы, и способом шифрования информации в нашем организме. Имеется в виду последовательность чередования нуклеотидов (составной части нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений) в молекуле ДНК — генетическом коде, в котором, как в древнем манускрипте, сосредоточены необходимые сведения о воспроизведении белков, присущих данному организму. Примером кодирования информации языка органических молекул может служить наличие рецептора, узнаваемого гормоном, распознающего его среди массы различных соединений, сталкивающихся с клеткой.

Когда какое-то соединение устремляется в клетку, то самопроизвольно проникнуть в неё оно не может. Барьером служит биологическая мембрана. Однако в неё предусмотрительно вмонтирован специфический переносчик, который доставляет претендента на внутриклеточную локализацию по назначению.

Возможно ли в организме различное «толкование» его молекулярных обозначений — “текстов”? Совершенно очевидно, что это — реальный путь к дезорганизации всех процессов в клетках, тканях, органах.

«Внешнедипломатическая служба» позволяет клетке ориентироваться в событиях внеклеточной жизни на уровне органа, постоянно находиться в курсе текущих событий во всём организме, выполняя распоряжения нервной системы с помощью гормонального контроля, получая топливно-энергетический и строительный материал. Помимо этого, внутри клетки постоянно и гармонично идёт своя молекулярная жизнь.

В клеточном ядре хранится клеточная память — нуклеиновые кислоты, в структуре которых закодирована программа образования (биосинтеза) разнообразнейшего набора белков. Они осуществляют строительно-структурную функцию, являются биокатализаторами-ферментами, могут осуществлять транспорт некоторых соединений, исполнять роль защитников от чужеродных агентов (микробов и вирусов).

Программа содержится в ядерном материале, а работу по построению этих крупных биополимеров осуществляет целая конвейерная система. В генетически строго определённой последовательности подбираются и скрепляются в единую цепь аминокислоты, кирпичики белковой молекулы. Эта цепь может насчитывать тысячи аминокислотных остатков. Но в микромире клетки невозможно было бы разместить весь необходимый материал, если бы не исключительно компактная упаковка его в пространстве.

*                   * 
*

Мы коснулись лишь некоторых сторон глубоко внутренней жизни организма. Увидели, насколько отлажена его работа. Но уж слишком много опасностей, приходящих извне, угрожают целостности очень сложной и хрупкой живой системы. Очень часто человек разрушает своё здоровье по собственной воле.

Этиловый спирт вторгается в нормальную глубоко внутреннюю жизнь организма на клеточном уровне как разрушитель. Малые размеры элементарно устроенной молекулы винного спирта исключают необходимость дробления её в пищеварительном тракте — ротовой полости, пищеводе, желудке и кишечнике. Наличие дифильных свойств – способности растворяться в воде и растворять жиры — обеспечивает льготные условия для усвоения этанола. Уже в желудке, где всасывается около 20% спирта, и в двенадцатиперстной кишке, из которой поступает в кровь остальное его количество, физические и химические свойства спирта обусловливают повреждение слизистой оболочки.

На пищеварение возложена ответственная функция. Употребляемой пище предстоит пройти длинную дистанцию. Этот процесс начинается в ротовой полости. Желудок и тонкий кишечник, особенно начальная его часть — двенадцатиперстная кишка, — главная лаборатория по химической переработке пищевых продуктов. В их просвет ритмично, в соответствии с ритуалом приёма пищи, строго индивидуально, в зависимости от её качественного и количественного состава поступают секреты, богатые ферментами, соляной кислотой, бикарбонатами.

Поджелудочная железа, железы кишечника, желчный пузырь, освобождаясь от содержимого, заполняют двенадцатиперстную кишку секретами, желчью, необходимыми для расщепления и транспортирования жиров, жирорастворимых витаминов, углеводов и белков. Другими словами, создаются условия, необходимые для того, чтобы сложные углеводы превратились в набор моносахаридов, белки — в смесь аминокислот, из жиров образовались жирные кислоты, глицерин, а также ряд низкомолекулярных органических и минеральных соединений. Далее в пищеварительном тракте осуществляется сортировка этого набора различных по строению, массе и растворимости веществ. Что-то выводится наружу, какой-то минимум остаётся для поддержания жизни микрообитателей толстого кишечника.

С многими микроорганизмами у нас налажены отношения “взаимовыручки”: мы им — пищевые продукты, они нам — некоторые витамины группы В и участие в расщеплении некоторых сложных соединений, на которые организм не затрачивает собственные усилия. Потом, естественно, организму приходится за эти услуги расплачиваться — обезвреживать токсические соединения, образующиеся при жизнедеятельности микрофлоры (например, попадающие в организм из окружающей среды с «плохой экологией»), но при здоровой и состоятельной печёночной ткани это привычная, рутинная работа, с которой печень легко справляется.

Алкоголь вмешивается в налаженный режим работы пищеварительного тракта, вызывая изменения состояния слизистой на всём её протяжении и внося тем самым диссонанс в процессы переваривания и транспортировки пищи. Нарушаются тонкие процессы пристеночного пищеварения, изменяется постоянство строения плазматических мембран клеток кишечной стенки.

Этанол всасывается за счёт диффузии13. Необходимо отметить, что эта операция осуществляется им с молниеносной скоростью. Беспрепятственно преодолевающий липидно-белковый состав мембран, преимущественно разжижающий гидрофобный (способный не смачиваться водой, как бы «водоотталкивающий») липидный слой, этиловый спирт уже через несколько минут после его приёма обнаруживается в крови.

Уже при однократном поступлении этанола, в клеточных мембранах наблюдаются структурные перестройки. Укорачиваются жирные кислоты фосфолипидных14 компонентов. В них образуются двойные связи, происходит дефектная упаковка молекулярного материала в мембранах. Они становятся как бы «дырявыми», в щели могут проникать те вещества, для которых мембрана обычно служит преградой.

На дезорганизующее многократное поступление этилового спирта организм реагирует усиленной поставкой в мембраны холестерина — циклического соединения, синтезируемого из продуктов обмена глюкозы и жирных кислот. Холестерин цементирует мембраны, повышая их жесткость и снижая «текучесть». Однако это не спасает клетку. При алкогольной интоксикации образуются нетипичные фосфолипиды, обладающие токсическим действием на клетки. В мембранах изменяется типичный для них углеводный профиль: снижается содержание гликолипидов, гликопротеидов, сложных белков, содержащих углеводные компоненты. При этом изменяется трансмембранный перенос (перенос через мембраны, сквозь мембраны) ионов кальция, что обусловливает нарушение процессов передачи нервных импульсов. Такие серьёзные повреждения в мембранах отмечаются параллельно с развитием пристрастия к алкоголю, способности переносить повышенные дозы — признаками, характерными для хронического алкоголизма. Считается, что проводимая этанолом «реконструкция» мембран служит одним из механизмов формирования влечения и зависимости от алкоголя.

*         *         *

Отступление от темы 2  
Работа мозга и алкоголь

Разум, интеллект, быстрота реакций — все эти умозрительные характеристики и понятия базируются в первую очередь на материальной основе — огромном количестве разнородных клеток, тесно связанных между собой структурно и функционально. Их поддерживают и питают глиальные клетки (клетки головного мозга, которые участвуют в обменных процессах нервной ткани, выполняют опорную функцию), которых также насчитывается великое множество. Анатомически контакты между нервными клетками мозга и удалёнными от него периферическими объектами осуществляются посредством отростков двоякого типа. Ввод информации в клетку осуществляется с помощью коротких ветвистых отростков – дендритов. В теле нейрона происходит непрерывная квалифицированная работа по интеграции и комбинации различных поступающих сигналов. Следствие такой деятельности — выработка своего собственного сигнала, генерированного с учётом поступившей информации и представляющего усреднённый результат проанализированных сведений.

Схема биологического нейрона

Выход сигнала реализуется через длинный отросток — аксон, а затем поступает к другим нервным клеткам. Сигналы, которыми обмениваются клетки, бывают двух типов: электрические и химические. Весь нейрон, образованный телом, ветвящимися дендритами и длинным аксоном, поляризован таким образом, что внутри он заряжен отрицательно на 70 миливольт по отношению к наружной поверхности. Это «потенциал покоя», образованный за счёт различного соотношения ионов калия и натрия. В мембране нейрона имеются условия для создания градиента — разницы в содержании калия и натрия внутри и вне клетки. Поддержание характерного градиента возможно только при сохранении целостности мембраны нейрона: из клетки выводится натрий и пропускается внутрь калий. Изменение разности потенциалов, создаваемой таким образом между наружной и внутренней сторонами клетки в состоянии покоя — это электрические сигналы нервов.

Между структурой, доставляющей информацию (аксон и его окончание) и воспринимающей её (дендрит, тело клетки), имеется специальный контакт — синапс. Синаптическая щель служит своего рода разъёмом, прерывающим проведение нервного импульса-сигнала. Роль передатчика выполняет химический посредник-медиатор (соединение, опосредующие течение нейропсихических процессов в центральной и периферической нервной системе), выделившийся в ответ на поступление импульса на пресинаптической мембране окончания аксона, он диффундирует через щель к противоположной её стороне, к постсинаптической мембране другого нейрона15. Медиатор оказывает на неё одно из двух воздействий — возбуждающее, связанное с понижением мембранного потенциала и выработкой импульсов с бóльшей частотой, или тормозящее, при котором постсинаптический мембранный потенциал стабилизируется. Такую клетку трудно вывести из «равновесия», генерация импульсов в ней происходит с меньшей частотой или вообще затухает. Каким является данный синапс — возбудительным или тормозным, — зависит от характера выделяемого пресинаптическими клетками медиатора, а также непосредственно от воспринимающего устройства — химизма мембраны постсинаптической клетки.

Таким образом, универсальным средством общения нейронов служит нервный импульс. Независимо от типа волокна, его функциональных особенностей, связи с процессом зрительных восприятий, движением или мышлением — сигналы везде практически одинаковы. Их разница состоит в разной частоте импульсов в секунду.

В мозге тонко дифференцированы различные зоны, ответственные за определённые функции и состояние организма. Различные психоэмоциональные эффекты (вегетативные, отвечающие за питание и рост, и двигательные) достигаются за счёт существования в них тормозных и возбудительных синапсов, наличия в этих специализированных участках довольно обширного ассортимента нейромедиаторов.

В настоящее время известно около 30 химических соединений, выполняющих в мозге медиаторную функцию. Они не разбросаны беспорядочно по причудливому рисунку ткани мозга, а сосредоточены в определённых его областях, в тех группах нейронов, аксоны которых устремлены к высокоспециализированным областям мозга.

Определённую группу составляют вещества, образующиеся при трансформации аминокислот. По строению они относятся к аминам (обширный класс азотсодержащих органических соединений). Они синтезируются в мозге в малых количествах, но в структуре их молекул закодирована информация, служащая мощным регулятором вегетативных функций, психического, эмоционального состояния, двигательных реакций. Чаще всего нейроны обладают ферментным набором, необходимым для образования медиатора одного типа. Синтезированные впрок молекулы хранятся в специальных кладовых — синаптических пузырьках, расположенных в окончании аксона. Они защищены от разрушения ферментов, действующих на них после выхода из пузырьков. Освобождение из хранилищ осуществляет нервный импульс. Медиатор связывается с рецепторами постсинаптической мембраны, и тут реализуется перевод всего запаса информации химического сигнала в специфическую физиологическую реакцию, например образование и выделение гормона клетками железы, сокращение мышечного волокна, возбуждение или торможение нейрона. В зависимости от проекции аксонов нейронов, вырабатывающих соответствующие медиаторы в определённые доли мозга, наблюдаются характерные эффекты. Многие нервные клетки, вырабатывающие из аминокислоты тирозина медиатор норадреналин, сосредоточены в стволе мозга, образуя там скопления. Их аксоны достигают гипоталамуса — центра вегетативных функций организма, мозжечка и переднего мозга. Оказалось, что норадреналин (один из медиаторов) контролирует двигательную активность, эмоциональное и психическое состояние. Он причастен к поддержанию бодрствования, системе поощрения («центр удовольствия»), словом, формированию приятных, положительных эмоций, к регуляции настроения в целом.