Презентація на тему:
Біохімія стресу

Біохімія стресу

Термін "стрес" (від англ. "напруження") був вперше введений канадським лікарем-патологом австро-угорського походження Гансом Сельє для позначення "загального адаптаційного синдрому, що викликається ушкоджуючими агентами", ще у 1936 р., хоча в біологічних та медичних науках він поширився наприкінці 40-х - на початку 50-х рр. Концепція стресу – початок її створення – 1979 р.

Загальний адаптаційний синдром відповіді на пошкодження як таке: тріада Збільшення й зростання активності коркового шару наднирників; Зморшування вилочкової залози (тимусу) і лімфатичних залоз – тиміко- лімфатичного апарату; Крапкові крововиливи в слизовій оболонці шлунку й кишечнику Зараз відомо, що за всі ці явища відповідає зміна активності низки гормонів, зокрема, АКТГ і кортикоїдів

Основні положення концепції Сельє: основні терміни Стресори – фактори, що викликають стан стресу; Адаптаційний синдром – сукупність змін, що відбуваються під впливом стресорів (клінічні прояви стресу). Стрес може бути не тільки шкідливим, а й корисним для організму – згідно цьому виділяють еу- і дистрес. Еустрес – позитивний стрес, що мобілізує можливості організму, збільшує стійкість до негативних впливів (інфекція, крововтрата), може привести до полегшення перебігу й навіть до повного щезання багатьох соматичних захворювань (бронхіальна астма, виразки, алергії, ішемічна хвороба серця) Дистрес – “шкідливий” стрес, що знижує опір організму, викликає виникнення і погіршує перебіг захворювань. Хвороби, що виникають через стрес, зумовлені або його надінтенсивністю, або неадекватною реакцією гормональної системи на дію стресора: Іноді дистрес виникає навіть за низького рівня впливу стресорів. Природа відміни еу- і дистресу в більшості незрозуміла. В цьому плані важливою є поведінкова реакція на стресову ситуацію: А) активний пошук засобів для її зміни, що підвищує стійкість організму і не веде до розвитку захворювань; Б) при відмові від активного пошуку фаза опору адаптаційному синдрому переходить у фазу виснаження і може спричинити виснаження організму

Основні положення концепції Сельє: “поверхнева” й “глибока” адаптаційні енергії; стадії (фази) стресу “Поверхнева” енергія – доступна за першою вимогою, поповнюється за рахунок “глибокої” “Глибока “ енергія мобілізується шляхом адаптаційної перебудови гомеостатичних механізмів організму. Її виснаження необернене При безперервному дії стресору прояви тріади стресу змінюються за інтенсивністю – в зв язку із цим виділяють 3 стадії зазначених змін: І - стадія тривоги – мобілізація “по тривозі” адаптаційних можливостей організму (адаптивних резервів). Адаптивні можливості (резерви) є обмеженими – жоден організм не може знаходитися у стані тривоги постійно. Якщо стресор є надто сильним, організм гине навіть на цій стадії. Ця стадія є найбільш вивченою ІІ – стадія резистентності – якщо організм переживає першу стадію, він переходить у фазу сбалансованого розходування адаптаційних резервів ІІІ – стадія виснаження – т.я. адаптаційна енергія не безмежна: “ми досі не знаємо, що виснажується, але зрозуміло, що тільки не запаси калорій”. На цій стадії, як і на І, в організмі виникають сигнали несбалансованості стресогенних потреб середовища, однак вони вже не можуть розкрити резерви організму (оскількі останні вже вичерпані), а є закликом до допомоги зовні – або у вигляді підтримки, або у вигляді видалення стресора, що виснажує організм

Короткочасний і тривалий стрес Короткочасний стрес – це посилена модель початку тривалого стресу. В основі обох явищ – ідентичні механізми, що працюють в різних режимах, з різною інтенсивністю Короткочасний стрес є бурним вичерпуванням “поверхневих” адаптаційних резервів і початком мобілізації “глибоких”. Якщо “поверхневих” резервів недостатньо для відповіді на екстремальні потреби середовища, а темп мобілізації “глибоких” недостатній для поновлення тих адаптаційних резервів, що вичерпуються, організм може загинути при повністю невикористаних “глибоких” адаптаційних резервах Тривалий стрес – поступова мобілізація і розходування як “поверхневих”, так і “глибоких” адаптаційних резервів. Максимально переносимі тривалі стресори викликають виражену симптоматику стресу, яка нагадує початкові загальні симптоми соматичних, а інколи – й психічних захворювань. Причиною тривалого стресу може стати екстремальний фактор, що повторюється

Комплекс стресових реакцій Включає в себе: активізацію вегетативної нервової системи (адренергічних, холінергічних, серотонінергічних нейронів) Збудження гіпоталамо-гіпофізарно-адренокортикоїдної системи (= гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникова система,= гіпофіз-кортикальний шлях) Збудження гіпоталамо-гіпофізарно-адреналової системи Активізацію ренін-ангіотензинової системи Активізацію калікреїн-кінінової системи Активізацію тиреоїдної гормональної вісі

Механізми стресової відповіді: концепція Сельє (гіпофіз-кортикальний шлях) Згідно наукової концепції Сельє, розробленої всередині ХХ ст., у відповідь на дії стресора (пошкоджуючого агента) у гіпофізі синтезується пептидний адренокортикотропний гормон (АКТГ, або кортикотропін), який, в свою чергу, індукує вироблення гормонів корою наднирників (кортикостероїдів, до яких належать глюко- і мінералокортикоїди - ці терміни також були введені Г. Сельє). Кортикостероїди мають сильний вплив на всі органи і тканини, у тому числі й на головний мозок. Саме під їх впливом в організмі розвивається стрес-реакція: посилюються обмінні процеси, пригнічуються імунні й запальні реакції, змінюється вміст неротрансміттерів (месенджерів нервової системи) у різних відділах головного мозку, тощо. Таким чином - залучаючи гіпофіз - діють на коркову речовину нирок всі стресори.

Оновлена концепція Сельє (гіпоталамус-гіпофіз-кортикальний шлях) Пізніше - у 1979 р - Сельє додав у цю схему гіпоталамус, що виробляє інший пептидний гормон - кортиколіберин, або кортикотропний рілізінг-фактор (від release - звільнювати), або кортикотропін-звільнюючий гормон, який має активуючий вплив на продукцію АКТГ передньою долею гіпофізу, і зробив висновок, що механізм стрес-реакції запускається у гіпоталамусі під впливом нервових імпульсів. які надходять із кори головного мозку та інших відділів нервової системи Стероїдні гомони кори наднирників здійснюють також регуляторні впливи на тривалість і розвиток стресу: проникаючи у головний мозок, вони гальмують вироблення кортиколіберину за механізмом від’ємного зворотного зв’язку, що сприяє затуханню стресової відповіді.

Утворення АКТГ Передня доля гіпофізу містить 2 типи рецепторів, специфічних щодо кортикотропін-звільнюючого гормону Попередником АКТГ (а також α-, β- і γ-меланоцитстимулюючих гормонів, β- і γ-ліпотропіну, β-ендофіну, тощо, є проопіомеланокортин, що синтезується передньою долею гіпофізу АКТГ надходить у плазму крові і з нею потрапляє до кори наднирників, де запускає секрецію кортизолу – глюкокортикоїду, що регулює тиск крові, метаболізм глюкози, імунну компетенцію. АКТГ має регуляторний вплив на гіпоталамо-гіпофізарно-кортикальний шлях, пригнічуючи активність гіпоталамусу, гіпофізу шляхом зворотнього гальмування

Порушення зворотного зв язку При тривалих і небезпечних для життя стресових впливах кортикостероїди зв язуються з особливим білком крові – транскортином. Таке сполучення затримується гемато-енцефалічним бар єром, у мозок перестає надходити інформація про вміст кортикостероїдів у крові, що спричиняє порушення зворотнього зв язку й розлад регуляторних функцій. Безперервне надходження кортикостероїдів у кров веде до виснаження кори, а надалі – й мозкового шару наднирників. Виникнення фази виснаження при стресі т.ч. можна розглядати як порушення механізму саморегуляції через блокаду гематоенцефалічним бар єром інформації про перенасичення організму кортикостероїдами

Адаптивні гормони. Захворювання адаптації В теорії стресу АКТГ й кортикоїди мають ще одну загальну назву - адаптивних гормонів, оскільки утворюються у великих кількостях за умов адаптації організму до змін, які викликав стресор. Кортикоїди спричиняють поступове руйнування лімфатичних органів (лімфатичних вузлів й тимусу), втрату лімфоцитів і еозинофілів, при цьому спостерігаються гіпертрофія кори наднирників, поява виразок у шлунково-кишковому тракті. Якщо піддослідним тваринам ввести надмірну кількість кортикостероїдів, вони будуть мати аналогічні зміни. Розлади, що виникають в організмі людини чи тварин під впливом власних, ендогенних, чи надлишкового надходження екзогенних кортикоїдів, мають назву захворювань адаптації. Це не патології одного органу , вони не викликаються дією певного чинника - це комплекс захворювань, в основі яких може бути вплив будь-якого з численних агентів. і в розвитку яких особливу роль відіграє фактор порушення адаптації. Оскільки адаптація є внутрішньою властивістю самого організму, такі захворювання організм перемагає самостійно, без терапевтичних втручань.

Адреналінова система як другий компонент системи стресової відповіді Окрім викладеної теорії щодо ролі у розвитку стресу шляху "гіпоталамус-гіпофіз-кортикальний шар наднирників", пізніше виявили існування й іншого, паралельного механізму реалізації програми стресу, який залучає посилене виділення мозковим шаром наднирників катехоламінів - перш за все, адреналіну. Секреція адреналину мозковим шаром наднирників регулюється симпатичною нервовою системою й вищими центрами, які розташовані в корі головного мозку, ретикулярній формації й у гипоталамусі (зокрема, locus coeruleus – “блакитна пляма”, amygdala – мигдалеподібне тіло, anterior cingulate cortex – кора передньої частини поясної звивини, prefrontal cortex – передлобна кора ГМ). Звільнення катехоламінів. а також посилене вироблення корою наднирників кортикостероїдів, у свою чергу, стимулює чи пригнічує секрецію гормонів наступного рівня регуляції - глюкагону, інсуліну, статевих гормонів, тиреоїдних гормонів, соматотропіну, альдостерону, ангіотензину, реніну, вазопресину, тіреокальцитоніну. тощо, що залучає у стресову реакцію організму одночасно всі фізіологічні системи, тканини й органи. Катехоламіни й глюкокортикоїди, що виділяються при стресі, взаємодіють між собою за принципом позитивного зв язку (взаємопосилення)

Коактивація цих двох систем продукує зкоординовані біологічні зміни, що асоціюються зі стресовою відповіддю в ссавців

Тиреоідна та ренін-ангіотензинова вісі як компоненти системи реалізації стресорної відповіді Будь-який стрес супроводжується особливим сполученням тиреоїдних показників (т. зв. “низький Т3-синдром”): - зниження вмісту трийодтироніну (Т3); - нормальний або навіть збільшений рівень тиреотропного гормону (ТТГ) Важливу роль в його розвитку відіграють порушення процесів перетворення тироксину (Т4) на метаболічноактивну форму – трийодтиронін – під впливом вільних радикалів і вільних жирних кислот, а також стимуляція симпато-адреналової та гіпоталамо-гіпофізарно-кортикоїдної вісей.

Поняття про ренін-ангіотензинову систему Ниркою виробляється фермент ренін. Він діє на білок плазми крові (альфа-2-глобулін) ангіотензиноген, що синтезується у печінці. При цьому від останнього відщеплюється поліпептид ангіотензин І. У хворих на есенціальну гіпертонію вміст реніну у плазмі підвищений. У здорових людей активність реніну є заблокованою дією речовин-похідних фосфатидилсерину Сам ренін не має пресорної дії на судини. Такий вплив має ангіотензин ІІ, який утворюється із ангіотензину І (фермент карбоксикатепсин) при відщепленні від нього дипептиду. Ангіотензин ІІ має сильну судинозвужуючу дію і викликає виникнення гіпертонії. В усіх тканинах організму є пептидази, що руйнують ангіотензин ІІ Гіпертензивна дія ангіотензину ІІ регулюється кінінами плазми. Ці речовини (калідин, брадикінін, ін.) здатні підвищувати проникність капілярів і розширювати судини, і тим самим знижувати артеріальний тиск. Ці сполуки утворюються при протеолітичному розщепленні кініногену глобулінової фракції трипсином, плазміном, ін. ферментами. Ці ферменти, що спричиняють утворення кінінів плазми, отримали назву калікреїнів РЕНІН АНГІОТЕНЗИНОГЕН АНГІОТЕНЗИН І АНГІОТЕНЗИН ІІ

Тиреоідна та ренін-ангіотензинова вісі як компоненти системи реалізації стресорної відповіді При стресі зростає продукція ангіотензину ІІ, т.я. під впливом стресорного збудження симпатичної НС (СНС) і безпосередньо через збільшення вмісту в крові катехоламінів зростає активність реніну Ангіотензин ІІ має стимулюючий вплив на синтез і секрецію альдостерону Між СНС і ангіотензином ІІ є позитивна взаємодія: СНС стимулює утворення ангіотензину ІІ, а останній активує СНС Між ангіотензином ІІ і глюкокортикоїдами – теж позитивна взаємодія: ангіотензин ІІ стимулює утворення глюкокортикоїдів, а останні – синтез ангіотензину ІІ При стресі внаслідок дії катехоламінів також зростає активність регуляторів гіпертензивної дії ангіотензину ІІ – калікреїн-кінінової системи плазми – як компенсаторна реакція, що захищає організм від проявів стресу.

Термін “Стрес” має в наш час дуже широке застосування: Щодо всіх організмів, коли йде мова про вплив екстремальних факторів – у т.ч. й щодо нижчих тварин, в яких взагалі немає нервової системи, і щодо рослин (при порушенні фізіологічних процесів при різкій зміні водного чи температурного режимів) В розумінні “окисний стрес” – навіть щодо окремих клітин Це не має жодного відношення до розглянутої теорії стресу, розробленої Сельє та його послідовниками, адже в їх концепції стрес – це реакція всього організму, а не будь-якої його частини, окремих клітин чи молекул одного типу, яка залучає нервову систему й гормональну регуляцію

Класифікація стресу За останні 20 років у зв’язку із розвитком вчення про стрес в залежності від його особливостей (зокрема. від типу стресора) виділяють: фізичний, нервовий (або психологічний), окисний, осмотичний, соматичний, холодовий, тепловий, адреналіновий, імобілізаційний, травматичний, посттравматичний, фінансовий, юнацький, екзаменаційний, індустріальний, соціальний, больовий стреси.

Травматичний стрес Через прямий вплив чи через спостереження за травматичними подіями, що були екстремальними або загрозливими для життя людини Травматичні події типу 1 – ті, що відбуваються раптово й тривають відносно недовго (природні катаклізми – повені, урагани, смерчі, землетруси, виверження вулканів, снігові лавини; випадкові стресори – ДТП,морські, повітряні чи залізничні аварії, пожежі, вибухи; рукотворні стресори – бомбування, взяття у заручники, збройні напади, пограбування, тощо) Травматичні події типу 2 – тривалі травматичні події, а також ті, що повторюються (природні й технологічні біди – токсичні викиди, ядерні аварії, війна, синдром жорстокого ставлення, перебування у полоні)

Діловий стрес В діловому оточенні еустрес – головна зброя бізнесмену, що сприяє розвитку всіх його основних якостей: енергійності, ініціативи, авантюризму, здатності йти на 100%-й ризик заради можливості отримання надприбутків. Саме високий вміст адреналіну в крові, що підтримується розумовою діяльністю холерика чи сангвініка, робить його завжди збудженим, додає йому почуття гідності, стимулює творчість й дуже сильно піднімає працездатність Дистрес погіршує ділові якості окремої людини й може завдати шкоди всій компанії. Якщо призначення терміну й виконання обов язків у термін стають стилем життя бізнесмена, а не одним із 2-х десятків потреб у цьому стилі життя, гормони стресу порушують здатність людини мислити. В такому випадку стрес здійснює вплив на розумове й фізичне здоров я, а також на працездантість й моральний стан людей У бізнесменів таким чином уміння управляти власним стресом є ключом до досягнення успіху

Виконавчий стрес Для професійних спортсменів, музикантів, танцорів, акторів, ораторів стре може бути також як найкращим другом, так і ворогом Якщо адреналін виробляється недостатньо, послаблюється почуття ентузіазму, а внутрішніх ресурсів не вистачає для виконання задачі, яка вже оголошена ведучим чи конферансьє Якщо стрес є надто сильним, з являються помилки у виконанні задачі й навіть забувається те, що звичайно дуже добре відомо людині. Найбільш точним описом внутрішнього світу виконавця в такому стані може стати такий: переляк, панічний страх

Суддівський стрес Під час суддівського засідання буває стільки неконтролюємих “дрібниць”, що це може спричинити несприятливі наслідки. Коли є високими ставки, високою є й ступінь ризику отримати стрес, і в таких умовах вкрай небезпечно зробити щось невірно. Прокурор має деякі переваги перед захистом можливістю ретельної підготовки матеріалів й проведення слідства. Дії ж адвокатів, суддів, обвинувачених й захисту можуть стати не на користь правосуддя через численні несподівані причини: через мимовільний страх, відчай та ін. ознаки суддівського стресу Подолання суддівського стресу включає навчання учасників суддівського процесу методам послаблення тривоги й володіння собою при стресі, збереження спокою й розслаблення перед слуханням справи, ясності мишлення навіть за тиску обставин, стримання емоцій, тощо Такого навчання особливо потребують особи, травмовані подіями, про які вони повинні свідчити; особи, залякані представниками влади; емоційні й реактивні клієнти; юристи, що потребують великої переваги в непримиренних справах; адвокати із невеликою практикою;

Весільний стрес Саме по собі рішення двох людей побратися – вже є свого роду стресу. Психологічне напруження зростає в десятки разів при весільних приготуваннях

Стрес нав язливих станів (фобій) Фобії – це безрозсудний страх, беспричинна паніка, жах у повністю безпечних умовах Стрес нав язливих станів – найчастіша психологічна проблема серед жінок у всіх вікових групах і друга найзагальніша проблема серед чоловіків старше 25-ти років Фізичні симптоми такого стресу – одишка, прискорення серцебиття, неконтролюємий тремор тіла чи неподолаємий подяг кудись бігти

Екзаменаційний стрес В більшості люди відчувають екзаменаційний страх. Деяка нервозність перед іспитом може загострити увагу й допомогти пройти іспит краще. Однак тривале передекзаменаційне напруження може стати негативним, як і будь-який інший стрес Гормони стресу, що вивільнюються у кров (зокрема, кортизол), негативно діють на пам ять й на здатність думати

Стрес, що спричиняється медичними процедурами Виразом жорсткого емоційного стресу в цьому випадку є страх (спричиняється зовнішньою погрозою) й хвилювання (приходить ізсередини людини) Різновидом є зуболікувальний стрес – 20-25% населення лякаються зубної болі настільки, що відмовляються від необхідної допомоги в лікуванні захворювань зубів. Прояви – від страх до абсолютного жаху. Окремі особини не здатні подолати власний страх і терплять біль, не лікуючи зуби

Юнацький стрес Приклади юнацького стресу – низький соціальний статус, погана успішність у школі, замкненість, неповна сім я, підліткова вагітність тощо Стрес, що виник у юнацькому віці, може проявитися у віці після 30-ти. Часто наслідками юнацького стресу бувають болі в попереку

Стрес материнства Це “професійний стан” молодих матерей

Стрес плода Це – чисто медичне явище, відоме як дистрес плода – загальнооб єднуючий термін, що в цілому означає, що плод переносить пологи недостатньо добре – це проявляється, зокрема, змінами у характері серцебиття плоду Причинами може бути потилична пуповина (обвиття пуповини навколо шії плода), порушення функції плаценти – напр., стискання кровоносних судин у плаценті через високий кров яний тиск, що не дозволяє постачати до плода кисень у потрібних кількостях або інфікування

Стрес соціальних змін Це повністю новий тип стресу, який виділили теоретики із соціально-економічної сфери, пов язаний із соціально-економічними змінами Ознаки: тривога, зникнення відчуття благополуччя Наслідки: зростання випадків психічних розладів, захворювань органів травлення, гіпертонічної хвороби, інфекційних і венеричних захворювань, туберкульозу, захворювань бронхіальною астмою, цукровим діабетом, онкологічних і серцево-судинних розладів, алкогольних і лікарських отруєнь, самогубств, зростання смертності від інфаркту міокарду і гострої пневмонії, ріст злочинності, кримінальної смертності і наркотизації населення. Число випадків вживання алкоголю у тісному зв язку із економічним стресом зросло втричі. Причини: з наступанням ери товарно-грошових відносин знецінені здоров я людей, виробнича безпека, всюди різко погіршилися умови праці, через відсутність матеріальних засобів й викривлення моральних устоїв зруйнувалася вся система соціального обслугогування, у т.ч. й система охорони здоров я

Роль апоптозу в реалізації програм стресу За умов стресу апоптозу належить роль одного із ключових чинників, який визначає специфіку реакції організму на стресор. Його участь у реалізації стресорної реакції пов’язана із посиленою секрецією стероїдних гормонів корою наднирників. Саме чутливістю до дії стероїдів визначається спектр тканин, які ушкоджуються при стресі (перш за все лімфоїдна тканина, тимус, результатом чого є спустошення лімфоїдних органів, а також слизові оболонки, в першу чергу - кишечника, що спричиняє характерні ушкодження з боку ШКТ). Кортикостероїди є класичними індукторами апоптозу тимоцитів - отже, саме апоптоз є причиною руйнування тимусу внаслідок тривалого стресу; вони також спричиняють посилену загибель еозинофілів та низки інших клітин. Активувати процеси цього типу клітинної загибелі, зокрема, у кардіоміоцитах і в ряді випадків у нейронах, можуть катехоламіни. В наш час ведуться дослідження щодо участі у реалізації програми апоптозу низки інших біологічно-активних речовин, вміст яких зростає за умов активації стресу, зокрема, ангіотензину. До активації процесів апоптозу причетне підвищення рівня холестеролу у крові; про зв’язок апоптозу і стресу свідчить підвищення ймовірності розвитку інфекційних захворювань, атеросклерозу, прогресії ВІЛ-СНІДу, аутоімунних та ракових захворювань (зростання можливості виникнення онкологічних захворювань пов’язане з надлишком утворення за умов стресу активних форм кисню, які пошкоджують біологічні молекули клітини) - тобто тих розладів, у патогенезі яких цьому типу програмованої загибелі клітин відводиться першочергова роль (табл. 5.8.). Свою роль у реалізації апоптозу відіграє й порушення мікроциркуляції у судинах, поява гіпоксичних станів, активація ПОЛ, пошкодження клітинних мембран.

Захворення, що спричиняються або посилюються за умов стресу

Стрес у тварин Такі симптоми адаптаційного синдрому, як стимуляція росту кори наднирників, атрофія тиміко-лімфатичного апарату, виразки шлунку чи кишечнику Сельє викликав у щурів й мишей за допомогою токсичних речовин і дав їм назву клінічних еквівалентів експериментального синдрому Маса наднирників й тимусу у щурів змінюються без будь-яких зовнішніх причин: ввечорі маса тимусу на 30% більше, ніж вранці, а наднирники, навпаки, на стільки ж більші вранці. Щури ведуть нічний образ життя – тобто після ночі щури більш напружені Стресором для зовсім молодих щурят є розміщення їх на тривалий час у клітки без сородичів. При цьому у них виникає стресова реакція, що проявляється, зокрема, різким підвищенням кардіотоксичної дії адреналіну Якщо по клітках розсадити дорослих щурів, а корм підкладати лише в одну із кліток, а мешканців інших кліток не годувати, глікоген у печінці тварин “на дієті” виснажується зі швидкістю у 2-3 більшою, ніж при голодуванні у звичайних умовах. Тобто чути запах корму, але не годуватися – також потужний стресор Імобілізаційний стрес тварини – тварина розміщується дуже щільно у дуже обмежений об єм так, що вона не може ні побігати, ні поїсти, ні попити, ні навіть повернутися чи рухати головою При перевозці автомобільним чи залізничним транспортом тварини втрачають до 6 – 10% своєї ваги – гострий стрес при цьому може спричинити навіть загибель. Зокрема, в США під час транспортування гине біля 5% свиней. Дефекти м яса, отриманого у стресованих свиней, були вперше описані у 1964 р – це PSE-свинина (pale, soft, exudative – бліде, м яке, ексудативне) й DFD-свинина (dark, firm, dry – темне, щільне, сухе), В наш час ведуть селекцію свиней щодо їх стійкості до стресу. Багато із порід свиней, отриманих при селекції як більш продуктивні, виявилися погано адаптованими до стресових умов