Вездесущие гормоны

Используя сочетание иммуногистохимического и электронно-микроскопическогометодов, Пирс и его сотрудники в серии исследований обнаружили, что действительномногие светлые клетки различных органов синтезируют гормоны. Пирс решилпроверить, не лежит ли в основе данного явления общность химических свойствэтих клеток. Исследования показали, что он прав. Светлые клетки обладают общим,только им присущим характером обмена веществ - они способны поглощать вводимыеизвне аминокислоты - предшественники гормонов, расщеплять их (этот процессназывается декарбоксилированием) и из их остатков впоследствии синтезироватьбиологически активные вещества.

Это важное гистохимическое свойство на английском языке может быть выраженоследующими словами: "Amine Precursore Uptake and Decarboxylation".Первые буквы четырех слов составили аббревиатуру - APUD (АПУД), которой Пирс в1968 году обозначил систему подобных клеток, расположенных в различных органах.

После трех-четырех относительно спокойных лет, пока научный мир привыкал кэтому неожиданному понятию, начался растущий с каждым годом в невероятнойпрогрессии поток работ по выявлению АПУД-клеток (апудоцитов) в различныхорганах и идентификации синтезируемых ими гормонов. В первых своих работах Пирсобъединял в АПУД-систему 12 клеток, продуцирующих 15 гормонов. Сейчас благодаряисследованиям ученых разных стран, в том числе и Советского Союза, известноболее 50 типов АПУД-клеток, синтезирующих примерно такое же количествоизвестных гормонов и около двух десятков гипотетических, то есть тех, длякоторых пока не установлена химическая формула.

В каких же органах располагаются апудоциты? Практически во всех. Спектрпродуцируемых ими веществ необычайно широк. Это серотонин и мелатонин,адреналин и норадреналин, гистамин, некоторые гормоны гипофиза, инсулин,гастрин и многие другие. В последние годы открыты новые, неизвестные ранее,гормоны, способные контролировать болевую чувствительность, биологические ритмыи сон, оптимизировать процессы обучения, памяти, ориентации и поведения.

Вот и наступил золотой век эндокринологии. Если раньше выработка гормоновсчиталась привилегией только специальных эндокринных желез, то теперь сталоясно, что эндокринная функция присуща всякому органу. Самым активным в этомотношении оказался желудочно-кишечный тракт - в нем синтезируется более 20различных гормонов, без которых не только невозможны процессы пищеварения иутилизации пищи, но и жизнь вообще. Впервые это показал известный советскийфизиолог академик А. Уголев. Он поставил опыты, вызвавшие большой интерес. Уодной группы кошек удаляли двенадцатиперстную кишку, у другой - изолировали (тоесть перевязывали в месте выхода ее из желудка и в месте перехода ее в тонкуюкишку), но оставляли в организме. Для того чтобы кошки могли питаться, уживотных обеих групп желудок соединяли с тонким кишечником специальнымсоустьем. Казалось, благодаря этому и те, и другие кошки могли питаться нормально,несмотря на то, что пища через двенадцатиперстную кишку не проходила.Результаты оказались неожиданными: животные с изолированной кишкой продолжалинормально жить, а кошки с удаленным отрезком кишки погибали на 10-12 сутки прикартине выраженной гормональной недостаточности. Уголев предположил, чтодвенадцатиперстная кишка, в которой содержится много эндокринных клеток,синтезирующих гормоны, будучи выключенной из процесса пищеварения, нооставленной в организме, играет важную общерегуляторную роль. В последующихисследованиях это было подтверждено.

Но не только эндокринные клетки продуцируют гормоны. При определенныхобстоятельствах некоторые гормоны могут синтезироваться и в неэндокринныхклетках, например, в моноцитах крови и клетках печени.

О том, что проведение нервного импульса связано с выработкойгормонов-медиаторов (которых тоже обнаружено более десятка), мы уже упоминали,но оказывается, и в самой центральной нервной системе имеется многоклеток-нейронов, которые способны вырабатывать гормоны, причем те, которыеобнаружены в некоторых. АПУД-клетках других органов, например кишечника. Этогастрин, инсулин, соматостатин, холецистокинин и другие вещества. Известныйамериканский биохимик М. Гроссман, открывая международную конференцию,посвященную этим веществам, отметил, что обнаружение одинаковых пептидныхгормонов в нервной системе и пищеварительном тракте является одним из самыхволнующих и многообещающих открытий в современной биологии и медицине.

Гроссман был прав. Но и он не знал, что "чудеса" будутпродолжаться. Две регуляторные системы - нервная и гормональная -"зацепились" друг за друга, нашли общие точки соприкосновения,оказались близкими родственниками по линии гормонов и медиаторов. Оставаласьтретья мощная регуляторная система - система иммунитета. В ней уже былиобнаружены свои, только ей присущие специфические вещества, которыеосуществляли процессы синтеза антител (иммуноглобулинов) и другие свойственныеей функции. Но как различные классы лимфоцитов (клеток иммунной системы, а их вней более десятка) узнавали, кому когда вступать в игру? Слишком сложно былопредставить, что функции органов иммунитета контролировали во всем нервная иэндокринная системы.

При определенных обстоятельствах некоторые гормоны могут синтезироваться и внеэндокринных клетках, например, в моноцитах крови и клетках печени

Так и думали ранее, однако с этих позиций невозможно было объяснитьфантастически быструю скорость начала развертывания иммунологических реакций,например аллергических (секунды), несопоставимую со скоростью поступлениягде-то в центральных органах гормонов в кровоток и доставки их к местуназначения (несколько минут, иногда более 10-15). Должен был существоватьместный регулиторный аппарат. И совсем недавно было показано, что в органахиммунитета тоже есть АПУД-клетки, синтезирующие гормоны, те же, что и в нервнойсистеме и других органах. Зачем они здесь? Для регуляции деятельности самих иммунныхклеток.

Вот и породнились три регуляторные системы. У всех есть общие родственники.И цель у них одна - регуляция гомеостаза. Как они это делают? К чему этоприводит? Узнать все тонкости сложных процессов не под силу одному ученому идаже специалистам одного профиля.

Залог успеха - в содружестве, в союзе, в тесном контакте ученых различныхспециальностей и школ. Спортсмены-велосипедисты хорошо знают, что вспринтерской гонке сопротивление внешней среды можно преодолеть толькокомандой, тесно, почти вплотную группируясь друг около друга, помогая себе итоварищу вырваться на финишную прямую. Не столь важно, кто придет первым,главное - результат. Достижения науки - свидетельство тому. Тайны природыуступают, когда за них берутся различные специалисты вместе, сообща.

Поэтому для того чтобы полнее оценить современные успехи эндокринологии итем самым лучше понять ход дальнейших событий, описываемых в нашей книге,познакомимся с некоторыми чувствительными методами, разработанными в последниегоды, позволяющими следить за судьбой гормонов, узнавать, где онисинтезируются, куда доставляются, что делают в организме.

На гормоны заводится досье

Любой сыщик знает: для успешной слежки надо сделать все, чтобы объект себяобнаружил. Так и в нашей истории - многие успехи эндокринологии последних летсвязаны прежде всего с разработкой надежных способов идентификации гормонов.

Рассказывая об открытии Пирсом функции светлых клеток, мы упомянули имяамериканского ученого Альберта Кунса - основоположника применения в гистохимиииммунологических методов. Иммуногистохимический метод оказался особенноперспективным для исследования синтеза и транспорта гормонов. Поскольку привведении гормонов организм начинает вырабатывать специфические белки -антитела, то, введя животному (чаще всего используют кроликов и морских свинок)какой-либо гормон, можно впоследствии взять кровь этого животного, в которойбудут содержаться антитела именно к данному гормону, после специальных процедурполучить антисыворотку и затем использовать ее для обнаружения в клетках итканях того самого гормона.