Страница 11 из 22
Само понятие «гормон» (от греч. horman ― возбуждать, побуждать), обозначающее вещества, выделяемые железами внутренней секреции, появилось в начале ХХ в. Его автор – физиолог Эрнест Старлинг – в 1902 г. обнаружил, что даже если перерезать все нервы, ведущие к поджелудочной железе, то она все равно будет принимать сигналы и выделять пищеварительный сок сразу после попадания кислой пищи из желудка в кишечник. Под влиянием кислоты желудочного сока слизистая оболочка тонких кишок вырабатывает вещество, которое Старлинг назвал секретином, а оно в свою очередь стимулирует выделение сока поджелудочной. Впоследствии было выявлено, что большинство гормонов, циркулирующих с кровью в ничтожных концентрациях, поддерживают строгое соотношение между химическими реакциями и таким образом регулируют физиологические процессы в организме.
Между тем в начале XIX в. немецкий врач Карл Адольф Базедов описал болезнь, позже названную базедовой. Ее симптомы (жар, потливость, учащенное сердцебиение) часто приписывались нервозности, хотя на самом деле были следствием гипертиреоза – повышенной функции щитовидной железы. В 1884 г. бернский хирург Теодор Кохер опубликовал отчет о проведенных им операциях на зобе, указав, что удаление щитовидной железы оказывает губительное действие на пациентов: лицо опухает, наступает полное бессилие. Кохер думал, будто щитовидная железа очищает организм от токсинов, однако факт смерти пациентов от истощения опровергал эту версию.
Позже Адольф Магнус-Леви (1865—1955) обратил внимание на связь между нарушениями основного обмена веществ и заболеваниями щитовидной железы: как оказалось, этот орган производит тиреоидные гормоны, используя содержащийся в пище йод, и обеспечивает в организме обмен белков, жиров и углеводов. В 1914 г. биохимик Эдвард Кендалл выделил из щитовидной железы гормон тироксин, регулирующий метаболизм, и выяснил, что данное вещество совместно с гормонами половых желез и гипофиза влияет на рост костей, поэтому очень важно для молодых особей.
Не так давно было обнаружено, что по обе стороны щитовидной железы расположены продолговатые образования – эпителиальные тельца. Внимание на них обратили после того, как некоторые операции дали странные результаты, не имевшие связи с удалением щитовидки (хирурги, наученные опытом Кохера, приняли к сведению, что при операциях зоба нельзя удалять всю железу). Больные жаловались на покалывание в руках и ногах, подергивания лица, состояние, напоминающее эпилепсию. Заинтересовавшись этим явлением, биохимик Д. Коллип в ходе экспериментов над животными выяснил, что эпителиальные тельца – это железы внутренней секреции, которые выделяют гормон, влияющий на известковый обмен в организме.
Роль вилочковой железы, расположенной под грудиной, была определена только в начале ХХ в., когда И. Гудернач, добавляя частицы этого органа в корм головастиков, выращивал из них великанов, ничуть не похожих на взрослых особей. Другой группе головастиков Гудернач подмешивал вещество щитовидной железы, вследствие чего подопытные чуть ли не на следующий день превращались в лягушек… размером с муху. Позднее Л. Роунтри выявил, что вытяжка вилочковой железы вызывает ускоренный рост и половое развитие крыс, и это подтвердило связь данной железы с половыми.
Открытие гормона надпочечников принадлежит японцу Йокичи Такамине. В 1900 г. он презентовал пучки кристаллов, полученных из мозгового слоя надпочечника, и назвал вещество адреналином. Впрочем, до того Йокичи побывал в Мичигане у физиолога Д. Абеля, который долгое время пытался выяснить, какие вещества надпочечников повышают кровяное давление (об этом свойстве ученому рассказали польские исследователи). Высушив огромное количество овечьих надпочечников, Абель выделил из них чистый препарат к 1897 г., однако японец оформил патент первым. Позже стало известно, что выбросу адреналина в кровь способствует состояние страха, волнения или тревоги. А в 1904 г. Фридрих Штольц изготовил адреналин в лаборатории – это был первый искусственный гормон, полностью аналогичный природному.
В середине 1930-х началось глубокое изучение коры надпочечника, и в итоге ученые обнаружили гормон, нехватка которого вызывала опасную болезнь Аддисона. Еще большую сенсацию произвело открытие Э. Кендаллом гормона кортизона. Сейчас этот гормон с успехом применяется при лечении суставного ревматизма и других болезней.
В 1920 г. появилась работа Эугена Штейнаха, посвященная омоложению, и учение о гормонах вышло на новый уровень. По мнению Штейнаха, процессы старения связаны с тем, что половые железы перестают выбрасывать в кровь гормоны, которые вырабатываются так называемыми промежуточными клетками Лейдена и отвечают за формирование первичных и вторичных половых признаков, а также за нормальный обмен веществ. Следовательно, разрастание промежуточных клеток должно приводить к повышенному выбросу в кровь половых гормонов и омоложению организма – решил Штейнах и принялся перевязывать семявыносящие протоки самцам крыс, а пожилым самкам пересаживать яичники молодых. Результаты этих опытов не были длительными, однако они послужили стимулом для изучения гормонов половых желез.
В 1932 г. Адольф Бутенандт в Геттингене выделил из мочи мужской половой гормон андростерон. А три года спустя Эрнст Лакер в Амстердаме выделил из половых желез быка другой гормон – тестостерон. Как оказалось, андростерон и тестостерон имеют одну и ту же химическую формулу, но их структура и функции различны.
Женские половые гормоны были открыты Эдгаром Алленом и Эдуардом Дойси примерно в то же время, что и мужские, – в конце 1920-х. Затем Бутенандт и Лакер выделили женские гормоны из мочи беременных и в ходе опытов на крысах определили, что при впрыскивании вещества самкам течка начинается раньше. В 1935 г. Дойси описал чистый эстрадиол, выделив его из яичников свиней, при этом на каждые 10 мг гормона ученому требовалось четыре тонны исходного материала. Затраты оказались напрасными: двумя годами ранее Эрвин Швенк и Фридрих Гильдебрандт получили эстрадиол химическим путем, отняв у эстрона (фолликулярного гормона, содержащегося в моче беременных женщин) кислород, то есть подвергнув его процессу восстановления.
О другом женском гормоне, вырабатываемом желтым телом, еще в 1902 г. говорил гинеколог Людвиг Френкель. А в конце 1930-х Бутенандт получил 1 мг этого гормона, использовав желтые тела 50 000 свиней, и выяснил, что данное вещество (его назвали прогестероном) поддерживает и сохраняет беременность животных и людей.
Гипофиз – крошечная железа мозгового придатка, руководящая работой всех остальных желез и, соответственно, гормонов, – был открыт в 1920-х. Хотя передняя и задняя доли этого органа были обнаружены еще в XVIII в., лишь через 200 лет ученые узнали, что передняя доля имеет выраженный характер железы, а задняя состоит преимущественно из нервных волокон. В 1924 г. аргентинский физиолог Бернардо Хуссей доказал: гипофиз – это небольшая шаровидная железа внутренней секреции, которая лежит непосредственно под головным мозгом и влияет на расщепление сахара. А три года спустя Бернгард Цондек и Зельмар Ашгейм сообщили, что у молодых мышей после пересадки передних долей гипофиза началось преждевременное половое развитие. Исследования подтвердили: именно гипофиз обеспечивает созревание фолликулов яичников и обусловливает образование желтого тела.
В 1930—1940-х биохимик Чо Хао Ли выделил из гипофиза целый ряд различных гормонов, в том числе «гормон роста», который содержится в передней доле железы и регулирует рост организма. В связи с этим Карл Бенда установил, что если гипофиз заболевает, когда организм уже сформирован, то отдельные части тела увеличиваются и развивается акромегалия, сопровождающаяся головными болями. В последнее время тщательному изучению подвергся гормон передней доли гипофиза, регулирующий работу коры надпочечника, – АСТН. Кроме того, было обнаружено, что задняя доля тоже выделяет гормон, способствующий сокращению гладких мышц.
Так, в середине XX в. сформировалась наука, изучающая гормоны, – эндокринология – чрезвычайно сложный и плодотворный раздел биологии. Изучение гормонов обогатило медицину не только новой главой ее истории, но и ценными медикаментами, самым важным из которых стал инсулин.