Лекция: Биологическая и клиническая смерть

Биологический смысл старения состоит в том, что оно делает неизбежной смерть, завершающий этап жизни. Смерть — это прекращение жизнедеятельности организма, гибель его как обособленной живой системы. У многоклеточных организмов смерть особи сопровождается образованием мёртвого тела (у животных — трупа). У одноклеточных организмов индивидуальная жизнь может прекратиться наряду со смертью (образование трупа) также разделением на две новые особи. Наука о смерти получила название танатологии.

Различают естественную смерть (физиологическую), наступающую в результате длительного постепенного угасания жизненных функций организма в процессе старения, и преждевременную смерть, вызываемую болезнями, поражением жизненно важных органов.

Настоящий период жизни на Земле представлен сменой отдельных дискретных единиц — особей. Они недолговечны, и только благодаря размножению обеспечивается продолжение жизни вида.

Смерть у высших многоклеточных — не одномоментное явление. Она включает два этапа: клиническую и биологическую смерть. Признаками клинической смерти является прекращение важнейших жизненных функций: потеря сознания, прекращение сердцебиения, дыхания и т.п. Однако в это время большинство клеток и органов ещё остаются живыми, их обмен веществ сохраняет упорядоченность. Затем в трупе постепенно развивается биологическая смерть, связанная с прекращением самообновления, утратой обменом веществ упорядоченности, наступлением
в клетках аутолиза (самопереваривания) и разложения. Первой погибает кора головного мозга: через 5-8 минут после прекращения кровообращения в ней наступают необратимые процессы.Спустя некоторое время погибают клетки эпителия кишечника, лёгких, печени, затем сердечной мышцы и других органов. Этот процесс растягивается на много часов. Некоторое время у трупа продолжается перистальтика кишечника, растут волосы, ногти.

Продолжительность процессов умирания организма вызвала потребность выработки единого и удобного для врачебной практики критерия смерти. С этой целью в 1968 году медики, юристы, специалисты в области этики многих стран собрались в Гарвардском университете. Ими был выработан так называемый «гарвардский критерий» смерти:смерть мозга (включая ствол мозга, где находится дыхательный центр) является свидетельством смерти организма, проявляющейся внешне в остановке дыхания.

Клиническая смерть представляет собой как бы переходное состояние между жизнью и смертью, когда признаки жизни уже отсутствуют, но ткани ещё живы. Организм из состояния клинической смерти можно возвратить к жизни — реанимировать. Но вернуть к жизни можно только в том случае, когда не повреждены жизненно важные органы (при смерти от кровопотери, поражения электрическим током, утопления). В случаях смерти от рака, туберкулёза, повреждений сердца организм настолько разрушен дегенеративными заболеваниями, что после оживления (которое теоретически возможно) он неминуемо умрёт снова. Оживление человека возможно лишь в течение 6-7 минут с момента начала клинической смерти, пока не начались необратимые процессы в коре головного мозга. Принципы реанимации широко внедрены в практику хирургии, например, при операциях на сердце.

9.4. Понятие о гомеостазе. Общие закономерности
гомеостаза живых систем

Несмотря на то, что живой организм — открытая система, обменивающаяся веществом и энергией с окружающей средой и существующая в единстве с ней, он сохраняет себя во времени и в пространстве как отдельную биологическую единицу, сохраняет своё строение (морфологию), поведенческие реакции, специфические физико-химические условия в клетках, тканевой жидкости. Способность живых систем противостоять изменениям и сохранять динамическое постоянство состава и свойств получила название гомеостаза. Термин «гомеостаз» предложил У. Кеннон в 1929 году. Однако идея о существовании физиологических механизмов, обеспечивающих поддержание постоянства внутренней среды организмов, была высказана ещё во второй половине XIX века К. Бернаром.

Гомеостаз совершенствовался в ходе эволюции. У многоклеточных появилась внутренняя среда, в которой находятся клетки различных органов и тканей. Затем образовались специализированные системы органов (кровообращения, питания, дыхания, выделения и др.), участвующие в обеспечении гомеостаза на всех уровнях организации (молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном и организменном). Наиболее совершенные механизмы гомеостаза сформировались у млекопитающих, что способствовало значительному расширению возможностей их приспособления к окружающей среде. Механизмы и виды гомеостаза складывались в процессе длительной эволюции, закрепляясь генетически. Появление в организме чужеродной генетической информации, которая часто вносится бактериями, вирусами, клетками других организмов, а также собственными мутировавшими клетками, может существенно нарушить гомеостаз организма. Как защита от чужеродной генетической информации, проникновение которой внутрь организма и последующая её реализация привели бы к отравлению токсинами (чужеродными белками), возник такой вид гомеостаза, как генетический гомеостаз, обеспечивающий генетическое постоянство внутренней среды организма. В его основе лежат иммунологические механизмы, включающие неспецифическую и специфическую защиту собственной целостности и индивидуальности организма. Неспецифические механизмы лежат в основе врождённого, конституционального, видового иммунитета, а также индивидуальной неспецифической резистентности. К ним относят барьерную функцию кожи и слизистых оболочек, бактерицидное действие секрета потовых и сальных желез, бактерицидные свойства содержимого желудка и кишечника, лизоциму секрета слюнных и слезных желез. Если же организмы проникают во внутреннюю среду, то устраняются в ходе воспалительной реакции, которая сопровождается усиленным фагоцитозом, а также вирусостатическим действием интерферона (белка с молекулярным весом 25000 — 110000).

Специфические иммунологические механизмы лежат в основе приобретённого иммунитета, осуществляемого иммунной системой, которая распознаёт, перерабатывает и устраняет чужеродные антигены. Гуморальный иммунитет осуществляется посредством образования антител, циркулирующих в крови. В основе клеточного иммунитета лежит образование
Т-лимфоцитов, появление долгоживущих Т- и В-лимфоцитов «иммунологической памяти», возникновение аллергии (повышенной чувствительности к специфическому антигену). У человека защитные реакции вступают в действие только на 2-ой неделе жизни, достигают наивысшей активности к 10 годам, с 10 до 20 лет несколько уменьшаются, с 20 до 40 лет остаются примерно на одном уровне, затем постепенно угасают.

Механизмы иммунологической защиты являются серьёзным препятствием при трансплантации органов, вызывая рассасывание трансплантанта. Наиболее успешными являются в настоящее время результаты аутотрансплантации (пересадки тканей в пределах организма) и аллотрансплантации между однояйцевыми близнецами. Гораздо менее успешны они при межвидовой трансплантации (гетеротрансплантация или ксенотрансплантация).

Другой вид гомеостаза — биохимический гомеостаз способствует поддержанию постоянства химического состава жидкой внеклеточной (внутренней) среды организма (крови, лимфы, тканевой жидкости), а также постоянства химического состава цитоплазмы и плазмолеммы клеток. Физиологический гомеостазобеспечивает постоянство процессов жизнедеятельности организма. Благодаря ему возникли и совершенствуются изоосмия (постоянство содержания осмотически активных веществ), изотермия (поддержание в определённых пределах температуры тела птиц и млекопитающих) и др. Структурный гомеостазобеспечивает постоянство строения (морфологической организации) на всех уровнях (молекулярном, субклеточном, клеточном и т.д.) организации живого.

Популяционный гомеостазобеспечивает постоянство численности особей в популяции. Биоценотический гомеостаз способствует постоянству видового состава и численности особей в биоценозах.

В связи с тем, что организм функционирует и взаимодействует со средой как единая система, процессы, лежащие в основе различных видов гомеостатических реакций, тесно взаимосвязаны друг с другом. Отдельные гомеостатические механизмы объединяются и реализуются в целостной приспособительной реакции организма как единого целого. Такое объединение осуществляется благодаря деятельности (функции) регуляторных интегрирующих систем (нервной, эндокринной, иммунной). Наиболее быстрые изменения состояния регулируемого объекта обеспечиваются нервной системой, что связано с быстротой процессов возникновения и проведения нервного импульса (от 0,2 до 180 м/сек). Регуляторная функция эндокринной системы осуществляется медленнее, так как ограничена скоростью выделения гормонов железами и их переноса в кровеносном русле. Однако результат воздействия на регулируемый объект (орган) накапливающихся в нём гормонов значительно более продолжительный, чем при нервной регуляции.

Организм — саморегулирующаяся живая система. Благодаря наличию гомеостатических механизмов организм представляет собой сложную саморегулирующуюся систему. Принципы существования и развития таких систем изучает кибернетика, а живых систем — биологическая кибернетика.