Концепция аллостаза в биологии и биомедицине

Жизнедеятельность организмов включает закономерные модели поведения и циклические процессы: добычу пищи и прохождение таких этапов жизненного цикла, как размножение, миграция, линька и зимняя спячка. Накопление, использование и хранение энергетических резервов и других ресурсов имеют критическое значение для репродуктивного успеха на протяжении жизни. Организмы также реагируют на предсказуемые изменения, например сезонные, и непредсказуемые угрозы, такие как штормы и стихийные бедствия. Социальная организация многих популяций обеспечивает преимущества благодаря сотрудничеству в удовлетворении базовых потребностей и взаимной социальной поддержке. Однако у неё есть и недостатки, связанные с конфликтами в социальной иерархии и конкуренцией за ресурсы. В настоящей работе рассматривается концепция аллостаза — поддержания стабильности посредством изменений — как фундаментального процесса, благодаря которому организмы активно приспосабливаются к предсказуемым и непредсказуемым событиям. Аллостатическая нагрузка — это совокупная цена аллостаза для организма; аллостатическая перегрузка — состояние, при котором могут развиваться тяжёлые патофизиологические нарушения. Используя соотношение поступления и расхода энергии как основу для применения концепции аллостаза, мы предлагаем выделять два типа аллостатической перегрузки. Аллостатическая перегрузка 1-го типа возникает, когда потребность в энергии превышает её поступление, и приводит к активации экстренного этапа жизненного цикла. Это переводит животное от обычных этапов жизненного цикла в режим выживания, что снижает аллостатическую нагрузку и восстанавливает положительный энергетический баланс. После прекращения воздействия стрессора нормальный жизненный цикл может возобновиться. Аллостатическая перегрузка 2-го типа начинается при достаточном или даже избыточном потреблении энергии в сочетании с социальными конфликтами и другими формами социальной дисфункции. Именно такая ситуация характерна для человеческого общества и некоторых условий содержания животных в неволе. Во всех случаях секреция глюкокортикостероидов и активность других медиаторов аллостаза, включая вегетативную нервную систему, нейромедиаторы центральной нервной системы и провоспалительные цитокины, изменяются в зависимости от аллостатической нагрузки. При хронически высокой аллостатической нагрузке развиваются патологические состояния. Аллостатическая перегрузка 2-го типа не запускает реакцию бегства; противодействовать ей можно только посредством обучения и изменений социальной структуры.