История изучения стресса

Когда стресс полезен, а когда вреден? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в тех механизмах, при помощи которых организм контролирует гомеостаз и поддерживает относительно стабильные внутренние условия своего существования.

Любой организм — открытая система: мир воздействует на нас, мы воздействуем на мир. И одновременно — система, которая умеет поддерживать внутри себя постоянство множества сложных процессов и важных показателей. Приспосабливаться к изменениям окружающей среды помогают различные адаптивные механизмы, причем чем организм сложнее, тем больше у него способов справиться с внешним воздействием. Все эти способы действуют скоординированно, вместе складываясь в сложную мозаику под названием «стресс». 

О том, как ученые открывали отдельные элементы этой мозаики, рассказывает Анна Усенко, кандидат биологических наук, нейрофизиолог, преподаватель института психологии имени Л.С. Выготского, РГГУ.

Стресс в современном понимании — неспецифическая реакция организма, возникающая под действием сильных, опасных, угрожающих организму факторов, которые мобилизуют его адаптационные механизмы, обеспечивающие приспособление к возникшей ситуации. 

Есть другое определение: стресс — это реакции организма, которые характеризуются перенапряжением его адаптационных механизмов. Ганс Селье, автор концепции стресса,изначально рассматривал стресс как патологическую реакцию. Однако по мере изучения условий и механизмов развития стрессовой реакции он пришел к иному определению: стресс — это любые требования к организму, которые предъявляют ему текущие обстоятельства. Иными словами, стресс — это часть нашего повседневного опыта.

Клод Бернар и концепция гомеостаза

Первая предпосылка к возникновению концепции стресса — созданное Клодом Бернаром учение о гомеостазе как об относительном постоянстве состава и свойств внутренней среды организма. Бернар ввел представление о внутренней среде живого организма, которая существенно отличается от среды внешней, окружающей. Курс общей физиологии. Свойства живых тканей 1867.

При этом организм является открытой системой, которая взаимодействует с внешней средой, обменивается с ней веществом и энергией: получает из окружающей среды вещества и энергию в одной форме, а выделяет их в эту среду в другой форме. А внутри этой системы происходит множество биохимических реакций и физиологических процессов, которые изменяют ее внутреннее состояние. Эти процессы лежат в основе жизнедеятельности организма, позволяют ему выживать и адаптироваться к постоянно меняющейся окружающей среде, и изменяться самому в ходе адаптаций.

Клод Бернар определял гомеостаз как комплекс относительно постоянных химических показателей и физико-химических свойств внутренней среды организма. Например, клетки способны поддерживать относительно стабильный мембранный потенциал, сохраняя разность концентраций ионов снаружи и внутри клетки. Еще один пример: организм поддерживает строго определенную концентрацию солей в крови и межклеточной жидкости (0,9%) — это один из важнейших показателей гомеостаза. 

Каждая клетка, каждый многоклеточный организм обладают механизмами, которые позволяют удерживать показатели внутренней среды в относительно стабильном состоянии, несмотря на постоянные изменения как во внутренней среде, так и в окружающей среде. Причем в основе своей эти механизмы сходны у всех живых организмов: клетка реагирует на воздействия среды, изменяется, приспосабливается, сохраняя при этом стабильность собственной структуры и процессов жизнедеятельности.

Как поддерживать гомеостаз. В нашем организме есть два механизма регуляциии координации функций структур организма. Первый механизм — гуморальный — регуляция функций при помощи биологически активных веществ, которые выделяются клетками разных тканей и органов, доставляются к другим клеткам (своим мишеням) кровью, лимфой и через тканевую жидкость. Эти жидкие ткани и составляют внутреннюю среду организма. Наиболее известная группа среди этих биологически активных веществ —гормоны, которые выбрасываются в кровь, разносятся ею по организму и влияют на множество клеток, заставляя их работать согласованно. 

Второй механизм регуляции — нервная регуляция — появился в ходе эволюции позже, но оказался эффективнее.

От рефлексов к поведению. Изучение нервной регуляции — следующий этап в формировании концепции о стрессе — привел к созданию рефлекторной теории. В развитие рефлекторной теории внесла серьезный вклад российская физиологическая школа. Систематические исследования рефлексов начались с работ Ивана Михайловича Сеченова. Они получили продолжение и развитие в работах И.П.Павлова, А.А.Ухтомского, Л.А.Орбели. 

На основе этих исследований сложилось представление о механизмах, обеспечивающих согласованную, скоординированную работу клеток, органов и их систем, направленную на достижение одной общей цели, той, которая стоит перед организмом в целом. Рефлекторная теория позволила понять, как мозг воспринимает информацию, оценивает ее, принимает решения и как обеспечивает ответную системную реакцию организма. Эта теория положила начало системному подходу в анализе свойств живого, в анализе состояния клетки, органа, организма в целом.

Параллельно с развитием рефлекторной теории продолжались исследования внутренней среды организма, механизмов поддержания гомеостаза, но теперь уже на уровне высокоорганизованных животных, имеющих сложную нервную систему и специфический механизм адаптации к окружающей среде — поведение. Животные обладают широким репертуаром адаптивного поведения. И это не только врожденное поведение, но и поведение, которое особь приобретает в ходе индивидуального опыта, взаимодействуя со средой (успешно или неудачно), сохраняя этот опыт в памяти и далее воспроизводя его в разных ситуациях. 

В этой области особенно выделяются исследования  американского физиолога Уолтера Кеннона, который, опираясь на рефлекторную теорию, изучал механизмы поддержания гомеостаза у животных (кошек и собак), создавая для них стрессовые условия. Именно Кеннон впервые использовал термин «стресс» применительно к механизмам поддержания гомеостаза. Стрессовые условия вызывали у животных ответные защитные реакции, которые были охарактеризованы как «бей или беги» (fight-or-flight). 

Стресс как система

Исследования Кеннона завершили оформление системного подхода к изучению стресса, доказывая, что организм всегда отвечает на любое воздействие целостно, т. е. реагируя на всех уровнях своей организации. И на психическом уровне, через восприятие и анализ информации, принятие решения (бежать или драться), и на уровне физиологическом, через процессы, которые обеспечат сохранение целостности организма и его внутренней среды, ее стабильных показателей.

Объединились все эти идеи в концепции стресса, которую предложил Селье. Он сформулировал определение стресса и разработал комплекс методов, позволяющих исследовать стресс-механизмы. 

В своих первых клинических исследованиях в качестве модели стресса он изучал динамику развития инфекционных заболеваний. И обнаружил, что на начальных этапах на клеточном уровне ответные реакции сопротивления инфекции практически одинаковы — независимо от природы инфекционных заболеваний. Из этих исследований родилось представление о стрессе как о неспецифической (общей) реакции организма на любое воздействие. Селье предложил новый термин — общий адаптационный синдром. 

Изначально стресс изучали медики и биологи, поэтому речь всегда шла о вреде для организма. Но если стресс возникает как обязательная реакция на внешнее воздействие, возможно, он может быть полезным? А если стресс — это неизбежность (а это, скорее всего, так), то можно ли им управлять? И если им можно управлять, то каким образом? На эти вопросы невозможно получить ответ только в одной плоскости медицины, биологии или психологии. Речь о сложном человеческом организме, исследовать который эффективнее на стыке наук. 

Читайте также «Статья Г. Селье о стрессе, вызвавшая серьезную полемику и многочисленные исследования»