Простые правила здоровья. Законы толерантности и Арндта-Шульца в фармакологии

Законы Арндта-Шульца и Либиха-Шелфорда закладывают фундаментальные принципы использования фармакологических препаратов различного профиля. Предлагаем разобраться, в чем состоит суть этих законов, а также какие из средств, представленных в наших аптеках, удовлетворяют их требованиям.

Закон Арндта-Шульца и феномен гормезиса

В XIX веке медиками, биологами и представителями смежных наук было зафиксировано, что те или иные раздражители (в том числе, химические вещества) по-разному влияют на жизнедеятельность биологического организма в зависимости от степени воздействия. Данная закономерность имеет следующий вид:

• слабые раздражители — стимулирующее действие;
• средние раздражители — поддерживающее действие;
• сильные раздражители — блокирующее действие;
• очень сильные раздражители — разрушающее действие.

Это явление было независимо описано двумя учеными: врачом Хьюго Шульцем и психиатром Рудольфом Арндтом, в честь которых и получило свое название. Строго говоря, данное положение не является законом, поскольку не имеет достаточно четкой формулировки. Так, понятия «слабых» или «сильных» раздражителей не фиксируют однозначно силу воздействия на организм. Скорее под ним следует понимать некоторую закономерность, наблюдаемую и экспериментально воспроизводимую. Тем не менее, термин «закон Арндта-Шульца» вошел в академический лексикон и систематически используется, в том числе, в научных публикациях.

В качестве визуального примера действия закона Арндта-Шульца можно привести график изменения фотосинтетической активности растений в зависимости от степени освещения.

Частным случаем закона Арндта-Шульца является феномен гормезиса. Гормезис  —  это положительная (с признаками пользы) реакция клетки или организма на малое  количество  какого-нибудь  вещества,  которое  в  большом  объеме  вызывает  негативное  (вредное) воздействие. Наиболее широко известным примером такого рода является использование в медицине змеиного яда. В малых дозах он является лекарственным средством, а в крупных способен привести к смерти. В определенной мере уместным будет и сравнение с вакцинацией, когда небольшое количество неактивных возбудителей заболевания, введенных в организм, позволяет «настроить» работу иммунной системы и предотвратить заражение в будущем.

В настоящее время закон Арндта-Шульца признается с учетом ряда ограничений. Перечислим их.

• Данной закономерности подчиняются не все вещества. Не следует думать, что любой яд в предельно малой дозе окажет полезное воздействие.
• Правило работает в определенном диапазоне интенсивности воздействия. Речь может идти о небольших, но все же измеримых значениях. Так, в меморандуме Российской академии наук указано, что феномен может проявляться «в отношении  малых,  а  не  несуществующих  воздействий».
• Закономерность работает и «в обратную сторону». Те вещества, которые в повседневной жизни считаются полезными, могут оказать негативное действие при превышении дозировки. В частности это относится к ряду витаминных соединений, например, холекальциферолу (витамину D₃).

Несмотря на данные ограничения, к закону Арндта-Шульца часто обращаются в медицинских публикациях строго академического характера, в том числе, в вопросах физиотерапии [7], иммунологии [2], гигиены и санитарии [4], спортивной медицины [10].

Одновременно сам по себе закон также остается предметом дальнейшего исследования (Веселовский В., Веселова Т., Чернявский Д. «Трехфазная (парадоксальная) дозовая зависимость реакции растительной клетки на  факторы внешней среды» и др.).

Закон минимума Либиха или «закон ограничивающего фактора»

Закон ограничивающего (лимитрующего) фактора был изначально сформулирован в рамках агрохимических исследований выдающегося немецкого химика Юстуса фон Либиха. Он гласит, что решающее значение в выживании организма играет фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Так, если у особи есть запас еды на десять суток, а воды — на пять, то она сможет прожить пять суток, а не десять, и увеличение запасов еды этому никак не поможет.

В агрономии этот закон имел сугубо практическое значение. Например, если фосфора в почве лишь 20% от необходимой нормы, а кальция — 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.

Широкое распространение приобрела наглядная иллюстрация закона, получившая название «бочка Либиха»: емкость, сделанная из досок разной высоты может быть наполнена ровно настолько, насколько высока самая низкая из этих досок, размер же остальных на это никакого влияния не окажет.

Закон Шелфорда или «закон толерантности»

В 1911 году американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд постулировал, что лимитирующим фактором может являться не только недостаток, но и избыток того или иного ресурса. С точки зрения экологии примерами могут быть минимальные и максимальные среднегодовые температуры или нормы осадков, допустимые для выживания того или иного вида.

Интервал между максимумом и минимумом фактора может принимать различные значения, что отражается в таком показателе как величина толерантности. В данном случае под термином «толерантность» понимается выносливость организма к отклонениям воздействующих на него факторов от оптимальных значений. В таком значении оно прочно вошло в естественнонаучный лексикон.

Объединенные тезисы Юстуса фон Либиха и Виктора Эрнеста Шелфорда формируют закон толерантности, который звучит так: «Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору».

Довольно скоро стало очевидно, что установленная фон Либихом и Шелфордом зависимость применима не только к рассматриваемым в экологии, агрономии и агрохимии популяциям, но и к отдельно взятому организму, в том числе, к человеку, а потому может использоваться в медицинской практике.

При этом сам термин «толерантность» может принимать как знак «плюс», так и «минус». Например, если организм человека готов выдерживать высокую вирусную нагрузку и не заболевать, это значит, что у него высокая толерантность к данному патогену, что является позитивным фактором. С другой стороны, если человек долгое время получает какую-либо медикаментозную терапию, то со временем ее эффект может уменьшаться или совсем исчезать. И это пример толерантности со знаком «минус».

Применение законов Арндта-Шульца, Либиха и Шелфорда в медицинской практике: препараты кальция и витамина D₃

Как ни странно, нарушение принципов, продиктованных названными законами, встречается повсеместно. Один из самых распространенных примеров — восполнение предполагаемого дефицита кальция. Именно с его недостатком обычно связывают снижение минеральной плотности костей. На самом же деле процесс формирования костной ткани зависит от нескольких факторов, каждый из которых и представляет собой одну из досок в бочке Либиха. Рассмотрим основные из них.

• Собственно кальций. Элемент поступает в организм в составе разных химических соединений, которые отличаются по степени усвоения.
• Витамин D₃ или холекальциферол. Это вещество обеспечивает попадание кальция из пищеварительной системы в кровь.
• Гормональный фон и, прежде всего, уровень тестостерона. Половые гормоны играют определяющую роль в процесс встраивания кальция из крови в костный матрикс.
• Витамин В₆, а также другие витамины, органические и минеральные соединения. Участвуют в процессе формирования костной ткани, а также в деконструкции ее старых участков. Последнее, в частности, необходимо, чтобы освободить место для молодых здоровых клеток.

Таким образом, мы выделили (достаточно упрощенно) четыре доски в нашей бочке Либиха. Какую же длину каждая из них имеет на самом деле?

Хотя некоторые люди утверждают, что чуть ли не физически чувствуют нехватку кальция, далеко не всегда это означает, что в организм его поступает недостаточно. В большинстве случаев проблема возникает либо на стадии усвоения элемента в пищеварительном тракте, либо уже в процессе костеобразования. Поэтому увеличивать его количество в рационе за счет специальных добавок имеет смысл далеко не всегда. И уж тем более не надо грызть мел, как делают некоторые. Скорее следует задуматься о том, чтобы кальций поступал в биодоступных соединениях, например, в форме цитрата, а не карбоната.

Что касается витамина D₃, он действительно вырабатывается в зимнее время в недостаточном количестве. А в некоторых регионах нашей страны эта ситуация сохраняется почти круглый год. Эта информация достаточно растиражирована PR-службами фармацевтических компаний, поэтому прием содержащих холекальциферол препаратов иногда принимает ажиотажный характер. Что не идет на пользу здоровью. Ситуация усложняется расхождением рекомендаций в разных источниках: суточные дозы могут указываться в интервале от 300 до 60 000  МЕ (последнее справедливо только при некоторых заболеваниях). Тенденция к завышению дозировки есть как у обычных людей (в силу отсутствия специальных знаний), так и у врачей в силу сложившейся практики. Тем более, что многие представленные на рынке препараты, особенно зарубежного производства содержат витамина D₃, что называется, «с запасом» (это связано с тем, что назначение больших доз его является распространенным явлением в западной медицине).

Фактически же в полном соответствии с законом Арндта-Шульца, холекальциферол при повышении концентрации в организме начинает приобретать токсические свойства. Среди возможных последствий:

• нарушение состава крови;
• почечная недостаточность;
• потеря костной массы;
• гиперкальциемия;
• нарушения пищеварения.

Таким образом, витамин D₃ в отрыве от других химических соединений послужит лишь повышению уровня кальция в крови, но не попаданию его в костную ткань. Это может спровоцировать состояние гиперкальциемии, когда избытки минерала откладываются там, где их быть не должно: в суставах, кровеносных сосудах, внутренних органах и мягких тканях. Что, в свою очередь, становится причиной таких патологий, как артроз, атеросклероз, почечнокаменная болезнь и т.д.

Поэтому гораздо более сложная и одновременно более важная задача состоит в том, чтобы поддерживать должный уровень тестостерона и других необходимых веществ. Именно они оказываются той самой короткой доской в бочке Либиха, которая сводит на нет смысл остальных процедур. Есть ли у фармакологической индустрии что-то на этот случай? Да, есть.

Семейство препаратов-остеопротекторов, разработанных на основе исследований доктора медицинских наук профессора В. И. Струкова позволяет настроить всю цепочку оборота кальция в организме. При этом входящие в данную линейку средства отличаются дозировкой цитрата кальция в зависимости от того, для каких случаев предназначены. Примечательно, что такие препараты, как Остеофиллер Сан или Остео-Вит D₃, вообще не содержат соединений этого элемента — их состав позволяет включить в метаболические процессы те его запасы, которые уже есть в организме или поступают с обычной пищей.

Достигается это за счет наличия в составе трех составляющих: витаминов D₃, B₆ и биоактивного компонента природного происхождения — HDBA органик комплекса. Если роль первых двух была рассмотрена выше, то о последнем необходимо сказать особо.

HDBA органик комплекс представляет собой трутневый гомогенат — измельченных и законсервированных по особой технологий личинок пчел-трутней. Спектр входящих в него веществ включает 16 аминокислот, выполняющих роль транспортёров кальция в клетку, набор витаминов, жирных кислот и минеральных соединений. Особое место здесь занимают гормональные соединения пчел. Их наличие позволяет стимулировать производство организмом собственного тестостерона, тем самым обеспечивая возможность максимально эффективного усвоения кальция костной тканью.

Если говорить о витамине D₃, то его содержание в одной таблетке препарата составляет 385 МЕ (при двухразовом приеме 770 МЕ в сутки), что поддерживает баланс вещества в организме и при соблюдении правил приема исключает возможность передозировки.

Таким образом, препараты Остеофиллер Сан и Остео-Вит D₃ приводят к приемлемому уровню все факторы метаболизма кальция, не допуская как его недостатка, так и превышения максимальных значений.

Выверенная дозировка холекальциферола обеспечивает и второе важнейшее свойство остеопротекторов — укрепление иммунитета. Так, многолетнее наблюдение за пациентами профессора В. И. Струкова показало, что при систематическом приеме Остео-Вита D₃ вероятность появления сезонных простудных заболеваний, в том числе, вирусной природы сводилась к минимуму.

Бочка Либиха и поливитаминные комплексы

Когда речь идет об экстренной терапии, применяются «ударные» дозы необходимых химических веществ. Но если нас интересует планомерное комплексное оздоравливающее и укрепляющее действие, то закон толерантности требует умеренного, органичного снабжения организма по каждой существенной для него позиции. Безусловно, «идеальное» сочетание можно создать из искусственных ингредиентов. Однако вряд ли кто-то станет спорить с тем, что продукты натурального происхождения в данном вопросе, безусловно, предпочтительнее, чем их синтетические аналоги.

Поэтому при создании витаминно-минерального комплекса Апитонус П одной из главных задач было найти природные компоненты, удовлетворяющие этим условиям. Ими стали ещё два продукта пчеловодства: пчелиная обножка и маточное молочка.

Пчелиная обножка — это цветочная пыльца, собранная пчелами и склеенная их секретом. Согласно данным современных исследований, она содержит порядка 250 полезных веществ. В их числе:

• аминокислоты (аргинин, валин, гистидин и др.);
• витамины: С, Е, Р, D₃, К, витамины группы В (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₇, В₈, В₉, В₁₂);
• жирные кислоты (лауриновая, миристиновая, пальмитиновая и др.);
• углеводы (глюкоза, фруктоза, мальтоза и сахароза, полисахариды, крахмал, клетчатка, пектиновые вещества и др.);
• ферменты (диастаза, инвертаза, каталаза, фосфатаза и др.);
• фитостерины (β-ситостерин, 24-метилен-холестерол и др.);
• минералы (соединения калия, натрия, фосфора, кальция, никеля, титана и др.);
• иные вещества (антибиотики, стимуляторы роста, нуклеиновые кислоты, гормоноподобные соединения и др.).

Маточное молочко — вещество, производимое пчелами для кормления матки и личинок. В его составе присутствует около 110 важных компонентов:

• свободные жирные кислоты (декановые и деценовые);
• аминокислоты (пролин и др.);
• углеводы (моносахариды, дисахариды, трисахариды);
• витамины (водорастворимые: В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₇, В₈, В₉, В₁₂ и жирорастворимые: А, D, Е, K);
• минералы (соединения калия, кальция, натрия, цинка, железа, меди, марганца и др.);
• иные вещества (ферменты, факторы роста, свободные нуклеотиды и нуклеиновые кислоты, гормоноподобные соединения и др.).

Отдельно отметим, что препарат дополнительно усилен витаминами С и Е. Это обусловлено тем, что их повышенное содержание позволяет эффективнее бороться со свободными радикалами. На максимальные же показатели этот аспект действия препарата Апитонус П выводит ещё один компонент-антиоксидант дигидрокверцетин. Эта триада обеспечивает синергетический эффект и надежно защищает ткани организма от действия агрессивных химических соединений.

Именно такой разноплановый состав обеспечивает способность витаминно-минерального комплекса Апитонус П усиливать организм, снабжать его энергией и защищать от влияния негативных факторов.

Заключение

Законы Арндта-Шульца, Либиха и Шелфорда, несмотря на некоторую кажущуюся умозрительность, более чем актуальны в вопросах фармакологии. Несоблюдение их приводит к нарушению химического баланса в организме. В результате, борясь с авитаминозом, человек может заработать гипервитаминоз, восполняя дефицит минералов, довести их концентрацию до опасных показателей, нарушить цепочки метаболических процессов. И напротив, сбалансированные, выверенные дозировки в препаратах, созданных с учетом принципов, открытых выдающимися учеными прошлого, помогают укрепить здоровье и уберечь себя от многих болезней.

Список литературы

1. Веселовский В. А., Веселова Т. В., Чернявский Д. С. Трехфазная (парадоксальная) дозовая зависимость реакции растительной клетки на факторы внешней среды // Росс. хим. журн., 1999. Т. XLIII. № 5, с. 49–54.
2. Жоголева О. А., Дорохов Е. В., Карпова А. В. Влияние тревожности и депрессии на иммунный статус студентов в состоянии хронического информационного стресса и корригирующая роль спелеоклиматотерапии // Вестник новых  медицинских  технологий. — 2010. — Т. ХVII. — №2. — С. 187–191.
3. Зильбер В. С. Место гомеопатии в системе российского здравоохранения // Клиническая медицина. — 2014. — № 3. — С. 74–78.
4. Капцов В. А.,  Дейнего  В. Н.  Q-закон  как  методическая  основа  гигиенических  требований  к  световой  среде // Гигиена и санитария. 2017; 96(8): 747–751. DOI: http://dx .doi .org/10.18821/0016-9900-2017-96-8-747-751.
5. Коденцова В. М. Физиологическая потребность и эффективные дозы витамина Dдля коррекции его дефицита. Современное состояние проблемы / В. М. Коденцова, О. И. Мендель, С. А. Хотимченко [и др.] // Вопросы питания. – 2017. – Т. 86. – № 2. – С. 47–62.
6. Мазур Н. А. Клиническая фармакология нитратов и их эффективность // Кардиология. — 2006. — №8. — С. 55-62.
7. Основина И., Алексеева Н. Методические подходы к назначению магнитотерапии у лиц пожилого возраста // Врач. – 2018; 29 (6): 55–59. https://doi.org/10.29296/25877305-2018-06-12.
8. Струков В. И.Гипервитаминоз D и гиперкальциемические состояния. Когда кальций опасен?: монография. – 2-е изд. – Пенза : ГБОУ ДПО ПИУВ Минздрава России, 2014. – 194 с.
9. Чжу О. П.,  Аравиашвили  Д. Э.  Скрининговые  исследования  содержания витамина  D  у  различных  групп  населения  Большого  Сочи  //  Медико-фармацевтический журнал “Пульс”. — 2021. — Т.23. — №7. — С. 101–107. Doi: http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-7-101-107.
10. Щуров В. А., Марфицын В. П., Марфицын A. B., Марфицын С. В. Анализ экстремальных ситуаций с позиций применения энтропийно-энергетического параметра // Человек. Спорт. Медицина. — 2005. — Т.1. — №5. — С.51–53.
11. Яломицяну М. Пыльца – продукт и медикамент. Биостимулирующая и терапевтическая ценность. – Бухарест : Апимондия, 1978. – 48 с.

Автор: Чернецов М. А.

Рецензент: врач-рефлексотерапевт Курусь А. Н.

Полезное о здоровье на канале Парафарм в Telegram

Подписаться