Большие биологические часы

В ряде исследований было показано, что порог чувствительности гипоталамуса изменяется в течение всей жизни. Вскоре после рождения гипоталамус обладает максимальной чувствительностью к тормозящему действию половых гормонов. Поэтому половой центр гипоталамуса в этот период заторможен тем небольшим количеством половых гормонов, которые уже вырабатываются незрелым организмом. Это и предотвращает преждевременное половое созревание, его темпы соизмеряются с общим развитием тела.

Суть механизма возрастного включения репродуктивной функции состоит в повышении порога чувствительности гипоталамуса к тормозящему действию половых гормонов. Благодаря этому повышению гипоталамус постепенно освобождается от торможения, осуществляемого половыми гормонами по механизму отрицательной обратной связи. В результате постепенно увеличивается активность гипоталамуса, а затем и гипофиза, который, в свою очередь, своими гормонами стимулирует половые железы. Однако повышение в крови концентрации половых гормонов не ведет в этой ситуации к снижению активности гипоталамуса: благодаря все продолжающемуся повышению порога чувствительности гипоталамус вновь и вновь освобождается от тормозящего влияния половых гормонов. Так увеличивается мощность репродуктивной системы и вместе с тем сохраняется механизм саморегуляции, свойственный гомеостатической системе.

Таким образом, наряду с механизмом, который направлен на поддержание равновесия и постоянства (гомеостаза) в каждый данный момент, существует механизм, который обеспечивает нарушение гомеостаза во времени и тем самым осуществляет выполнение программы раз вития организма. И если стабильность внутренней среды организма -- закон существования организма, то запрограммированное нарушение гомеостаза -- закон развития организма. Поэтому с законом постоянства внутренней среды сосуществует закон отклонения гомеостаза.

Скептический читатель может, однако, задать вопрос: что же, собственно, нового в этом законе? Ведь и без этого ясно, что в силу самого наличия генетической программы развития должен существовать и конкретный механизм, обеспечивающий это развитие. Но на такой, казалось бы, простой вопрос можно дать ответ, именно основываясь на законе отклонения гомеостаза.

Если бы существовал лишь закон постоянства внутренней среды, необходимо было бы множество исключений, запрещающих действие этого закона во всех тех условиях, когда осуществляется развитие организма, ибо развитие, как мы только что выяснили, всегда связано с нарушением равновесия и стабильности. Иными словами, закон постоянства внутренней среды без своего антипода -закона отклонения гомеостаза -- должен был бы запрещать развитие. Следовательно, фундаментальный закон постоянства внутренней среды может существовать только в диалектическом единстве со своей противоположностью -законом отклонения гомеостаза.

Но и это еще не все. Для того чтобы оба противоположных закона могли сосуществовать, обеспечивая, с одной стороны, стабильность в каждый данный момент, а с другой -- развитие во времени, необходимо, чтобы оба закона выполнялись по аналогичным правилам (механизмам). Это условие может быть удовлетворено только на объединяющем, интегральном уровне гипоталамуса, в котором сходятся пути трех главных гомеостатических систем. Другого подобного места в организме нет.

В отношении того, как технически совмещены эти две противоположные функции, можно предположить следующее. Хотя деятельность всего гипоталамуса направлена на выполнение закона постоянства внутренней среды, та часть этой деятельности, которая одновременно служит противоположному закону -- закону отклонения гомеостаза, как бы выделена особо, образуя гипоталамо-гипофизарный комплекс. Мы уже говорили, что три основных свойства живого организма -- способность регулировать поток энергии, адаптацию и размножение -- обязательно должны усиливаться при осуществлении развития и роста организма. Таким образом, выполняется закон отклонения гомеостаза. Но такое увеличение мощности вряд ли осуществимо только в результате изменений в самом гипоталамусе. Гипоталамус построен из нервных клеток, которые утрачивают способность к делению в зрелом организме.

Другое дело -- передняя доля гипофиза, входящая в гипоталамо-гипофизарный комплекс. Эта часть гипофиза построена из железистой ткани, для которой характерна способность увеличивать как рабочий объем каждой своей клетки, так и число клеток. Поэтому мощность системы легко может возрастать (за счет деятельности гипофиза) и вместе с тем в ней может сохраняться способность к точному регулированию в соответствии с сигналами, исходящими из нервных клеток гипоталамуса. В силу этого гипоталамо-гипофизарный комплекс является "материальной базой" особого типа регулирования, свойственного динамо-кибернетическим системам энергетического, адаптационного и репродуктивного гомеостата.