Вездесущие гормоны

Казалось, все стало ясно. Однако нет. Решение одной загадки повлекло засобой появление новых. За изучение мелатонина взялись ученые различныхспециальностей. Установили, что его непосредственным предшественником являетсясеротонин - биогенный амин обладающий широким спектром действия. Выяснилось,что сам мелатонин также является гормоном с многообразной функцией: онконтролирует пигментный обмен, половые функции, суточные и сезонные ритмы,процессы деления и дифференцировки клеток, участвует в формировании зрительноговосприятия образов и цветоощущения, сна и бодрствования и т. п. Естественно,возникает вопрос: а способно ли то количество мелатонина, которое синтезируетсяэпифизом, обеспечить течение зависящих от него физиологических процессов науровне, соответствующем эволюционному и генетическому статусу живой системы?Посчитали: оказалось - неспособно. В организме должны существовать ещеисточники мелатонина. Где их искать?

История поисков источников мелатонина, в которой автор и его учитель -крупный советский гистохимик профессор Н. Райхлин принимали непосредственноеучастие (именно профессору Н. Райхлину и принадлежала идея этих поисков), можетслужить примером того, как выяснение частного факта стало началом новых широкихисследований, результаты которых создали основу принципиально новых положений,расширивших существовавшие представления о регуляции гомеостаза в норме ипатологии.

Какая погода была в Нью-Йорке в тот день, когда А. Лернер читал статью К.Мак Корда и Ф. Аллена, послужившую отправной точкой первой разгадки эпифиза, мыне знаем. А вот летом 1973 года в Закарпатье, недалеко от Черновиц, шлипроливные дожди. Профессор I. Райхлин, отдыхая там, вынужден был вместопрогулок дышать воздухом на веранде и при этом читал все, что попадалось подруку. Господин случай в тот день не прошел мимо (как это часто бывает снаучными открытиями: вспомним Ньютона с падающим яблоком, Ф. Крика и Дж.Уотсона с их открытием структуры ДНК и т. п.) и вложил профессору в руки номер "Известий",в котором было напечатано интервью с академиком Е. Чазовым. В немрассказывалось о том, что в последнее время ученого волнует роль мелатонина какфизиологически очень активного гормона. Волнение - вещь заразительная. В 1973году минуло 15 лет после открытия мелатонина, и у профессора Н. Райхлинавозникло предположение: не поискать ли возможность синтеза мелатонина в техклетках, которые ответственны в организме за выработку его основногопредшественника - серотонина. Основным продуцентом серотонина в организмечеловека и животных являются так называемые клетки Кульчицкого - особые клетки,расположенные в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта (по современнойноменклатуре - энтерохромафинные, или ЕС-клетки). Открытие этих клеток 100 летназад харьковским гистологом Н. Кульчицким было первым в исторической цеписобытий, приведших к созданию теории АПУД-системы.

Выяснение этого вопроса было поручено автору книги. Ответ мог звучатьдвояко: да, синтез возможен, или - нет, серотонин является конечным продуктомдеятельности ЕС-клеток. Как ответить на этот вопрос? С чего начать?Гистохимических методов определения мелатонина не существует. Каким образом егоможно обнаружить, если он есть в ЕС-клетках? После долгих раздумий решили"не изобретать велосипед", а повторить эксперимент Лернера иАксельрода, только не с эпифизом, а с… червеобразным отростком. "Почему,- спросит недоумевающий читатель, - какое отношение имеет аппендикс кмелатонину? Это же лишний, ненужный орган!" Как бы не так! Оказывается,природа ничего лишнего, а тем более ненужного в организме не держит. Ичервеобразный отросток имеет к мелатонину самое прямое отношение.

Зачем человеку аппендикс?

Дело в том, что в червеобразном отростке содержится наибольшее число всехЕС-клеток желудочно-кишечного тракта - 75-80 процентов. Прикинули, что дляполучения минимального количества очищенного экстракта слизистой оболочкичервеобразного отростка, в котором можно было попытаться обнаружить мелатонин,необходимо 300-500 аппендиксов. Где их взять? Как сохранить в них гормон внеизмененном виде, если он там есть? Обратились к хирургам. В больницах,дежуривших по оказанию экстренной хирургической помощи, были оставленыконтейнеры с жидким азотом, позволяющим замораживать ткань до температуры минус190 градусов. В них врачи помещали удаленные червеобразные отростки. 350аппендиксов (можно было бы собрать и больше, но не хватало терпения для оценкинашей идеи) послужили материалом для первой проверки предположения о синтеземелатонина в ЕС-клетках. Путем соответствующих специальных процедур получилинесколько миллилитров экстракта, в котором, на наш взгляд, должен былсодержаться мелатонин. А дальше повторили классический опыт Лернера иАксельрода: взяли двух лягушек, одна служила контролем, а второй в лимфатическиймешок ввели заранее простерилизованный экстракт. Результат превзошел всеожидания - через пять часов после введения кожа лягушки заметно посветлела.Повторили опыт - тот же результат. Сделали хроматографический анализ экстракта- получили ответ: в экстракте содержатся мелатонин и серотонин. Но это вэкстракте… Осталось доказать, что мелатонин синтезируется именно вЕС-клетках. На помощь пришел уже упоминавшийся нами иммуногистохимическийметод. В лаборатории клинической иммунологии Всесоюзного онкологическогонаучного центра АМН СССР под руководством профессора 3. Кадагидзе кандидатмедицинских наук А. Соколов, проиммунизировав мелатонином кроликов, впервые вСССР получил специфическую антисыворотку к мелатонину. С ее помощью нам иудалось доказать, что активный синтез мелатонина происходит именно вЕС-клетках.

Недаром "арреndiх" переводится с английского как "приложение,дополнение". Оказывается, это не лишний, ненужный орган, а оченьсущественное, нужное приложение, осуществляющее жизненно важные функции. Такчто отношение к нему стоит пересмотреть: всегда ли необходимо решительноудалять его из организма? (Хотя теперь известно, что ЕС-клетки есть и в другихотделах желудочно-кишечного тракта и они берут на себя функцию удаленных приаппендэктомиях запасов мелатонина.) Сберечь труднее, чем разрушить. Этообщеизвестная истина. И хирургия исцеляющая должна быть в то же время хирургиейщадящей.

В 1975 году в английском журнале "Nature" ("Природа"), вкотором по традиции публикуются сведения о новых научных открытиях, появилосьсообщение о том, что в Советском Союзе открыт новый источник синтеза мелатонина- ЕС-клетки желудочно-кишечного тракта. После выхода этой статьи авторыполучили около тысячи писем от зарубежных ученых с просьбой прислать оттискиработы и сообщить подробности описанных опытов. Основоположник теорииАПУД-системы А. Пирс прислал поздравление с проведением "замечательныхэкспериментов" и пожелал успехов в дальнейшей разработке этой проблемы.Традиции настоящих ученых - доверять данным своих коллег, но тем не менеепроверять их. Наша история не явилась исключением из этого правила. Однакоконец ее был счастливым: авторитетные специалисты по мелатонину канадскийгистолог Г. Бубеник и американский биохимик М. Прозалеч в специальных статьяхподтвердили приоритет советских ученых в данном открытии. Теперь сведения обэтом вошли в руководства и справочники по физиологии и другиммедико-биологическим дисциплинам в разных странах, а мелатонин, принесшийАксельроду Нобелевскую премию, оказался счастливым и для автара книги - заоткрытие внеэпифизарных источников синтеза мелатонина ему в 1981 году былаприсуждена премия Ленинского комсомола.

Где еще есть мелатонин?

Последующие исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что мелатонинпродуцирующиеклетки есть и в других органах: печени, почках, поджелудочной железе,надпочечниках, вилочковой железе, симпатических ганглиях и т. п. Интересныеданные были получены В. Гуляевым и Р. Манохиной. Они установили присутствиемелатонина и некоторых других гормонов (серотонина, гистамина, инсулина,катехоламинов) в эндотелиальных клетках сосудов. Обнаружение мелатонина идругих химически активных веществ в стенке сосудов является отражениемсуществования местного механизма непосредственного изменения концентрациигормонов в кровеносном русле конкретного органа. Такой механизм физиологическиоправдан. Посредством его обеспечивается необходимое биологическое действиегормонов в кратчайший срок именно на те функциональные звенья, включение которыхнеобходимо в определенной сложившейся ситуации. Особое значение имеетисследование физиологической роли гормонов, синтезирующихся в клетках сосудов вусловиях воздействия ионизирующей радиации и развития в организме опухолей. И втом и в другом случаях сосуды являются тем звеном, которое играет далеко непоследнюю роль и в реализации лучевого воздействия, и в развитии опухолевогопроцесса. Раджи биологам и онкологам хорошо известно, что именно нарушениесосудистой проницаемости значительно отягощает течение лучевой болезни, араспространение клеток первичной опухоли по сосудам вместе с током крови(метастазирование) приводит к смертельному исходу у значительной частионкологических больных. Проведенная нашими сотрудниками оценка поведенияэндотелиальных клеток, вырабатывающих мелатонин и другие гормоны при лучевомпоражении и опухолевом росте, дает основы для разработки возможных способовповышения эффективности лучевой и химиотерапии злокачественных новообразований.