КОМПАС ЗДОРОВЬЯ

[blizzard]

Многоликая эндокринология

Уровень, знаний, существующий в эндокринологии на сегодняшний день, накапливался в течение 150 лет. Она пережила четыре рождения.

Первое произошло в 1849 году. Немецкий физиолог Адольф Бертольд установил, что при пересадке кастрированному петуху в брюшную полость семенников другого петуха у первого исчезают все последствия кастрации.

Впервые экспериментально было показано, что определенные органы оказывают регулирующее влияние на обмен веществ и формирование внешних признаков.

Вторым рождением можно считать открытие в 1902 году Эрнестом Стерлингом и Уильямом Бейлиссом секретина, стимулирующего секрецию поджелудочной железы. Открытие английских ученых в корне изменило методологию проводимых исследований. Вместо накопления сведений о физиологических эффектах экстрактов отдельных органов ( в основном половых) началась эра открытий конкретных химических веществ — гормонов, контролирующих многие обменные и физиологические процессы в организме.

В 1921 году австрийский фармаколог Отто Леви открыл медиаторный механизм передачи нервного импульса. Он установил, что при прохождении по волокну нервного возбуждения, в основе которого лежит электрофизиологическин процесс, в синапсе образуются гормональные вещества с высокой химической активностью, без которых невозможно возникновение определенных физиологических реакций. Эти вещества получили название медиаторов и заложили первую трещину в массивное здание, до этого прочно стоявшее на непоколебимом фундаменте электрофизиологических основ нервной регуляции.

Впоследствии благодаря большому количеству исследований, проведенных в различных странах и продолжающихся поныне, были получены неопровержимые данные о том, что в нервной системе кроме адренергических и холинергическмх нейронов имеется еще один тип нервных клеток — пептидергические нейроны, синтезирующие те же гормоны, которые обнаружены в периферических эндокринных клетках других органов, например кишечника. Это гастрмн, инсулин, соматостатин, хо-лецнстокинии, субстанция Р и другие вещества.

Известный американский биохимик М. Гроссман, открывая I Международную конференцию по нейропептидам, отметил, что "обнаружение одних и тех же пептидов в нервной системе и пищеварительном тракте является одним из самых волнующих и многообещающих открытий в современной биологии и медицине".

Так постепенно расширялись границы эндокринологии. Понятие "нейроэндокринная регуляция" стало обретать не только функциональные, но и структурные (морфологические) формы. И на этом этапе в классической эндокринологии назревал кризис.

Накапливалось много различных, зачастую противоречивых, данных, возникали, казалось бы, необъяснимые вопросы. Эндокринных органов было известно менее десяткэ, гормонов, вырабатываемых ими, чуть больше, а биологические свойства их не могли объяснить поистине широчайший спектр физиологических процессе, которые они должны были контролировать.

Становилось очевидно, что, рассматривая теперь отдельно процессы нервной и гормональной регуляции, невозможно было до конца понять механизм поддержания гомеостаэа — постоянства внутренней среды организма.

В 1968 году создается теория, послужившая началом четвертого рождения эндокринологии и ее феерически стремительного развития в наши дни. Эта концепция заставила пересмотреть сложившиеся представления о гормональной регуляции.


I. НАЧАЛО "ЗОЛОТОЙ ЭРЫ"

Отдел гистопатологии Королевской Школы постдипломного медицинского обучения Лондонского университета - признанный центр современной гистохимии и электронной микроскопии. Его руководитель профессор Эверсон Пирс и является основоположником принципиально нового учения о структурных основах эндокринной регуляции.

Используя разработанный к этому времени американским ученым Альбертом Кунсом иммуногистохимический метод исследования, Пирс и его сотрудники в серии работ обнаружили, что во многих органах имеются клетки, синтезирующие гормоны. Оказалось, что эти клетки обладают только им присущим характером обмена веществ - они способны поглощать экзогенные предшественники биогенных аминов, декарбоксилировать их и синтезировать из их остатков биогенные амины и (или) пептидные гормоны.

Это важное гистохимическое свойство Пирс выразил на английском языке следующим выражением: «Amine Precursore Uptake and Decarboxylation». Первые буквы этих четырех слов составили аббревиатуру АРUD (АПУД), которой Пирс в 1968 году обозначил систему подобных клеток, расположенных в различных органах.

В первых своих работах Пирс объединял в АПУД-систему 12 клеток, продуцирующих 15 гормонов. Сейчас известно уже более 50 типов АПУД-клеток (апудоцитов), синтезирующих примерно такое же количество известных гормонов, и около двух десятков гипотетических, для которых пока не установлена химическая формула. Перечень апудоцитов и спектр продуцируемых ими веществ с каждым годом расширяется.

Следует отметить, что наряду с зарубежными исследователями, большой вклад в разработку концепции об АПУД-системе внесли советские ученые. Среди них следует отметить коллективы, возглавляемые Н.Т. Райхлиным (ВОНЦ АМН СССР), И.Г. Акмаевым (Институт экспериментальмой эндокринологии и химии гормонов АМН СССР), В. В. Серовым (1-й Московский медицинский институт), Ю. Л. Перовым (ЦНИЛ IV Главного управления МЗ СССР). Широкое изучение структурно-функциональной организации АПУД - системы в норме и патологии проводится в лаборатории радиационной патоморфологии Института медицинской радиологии АМН СССР (г. Обнинск, МО).

В каких же органах располагаются апудоциты?
Практически во всех. Это и желудочно-кишечный тракт, печень, легкие, почки, сердце, поджелудочная железа, надпочечники, яичники и другие органы и ткани.

Спектр гормонов, продуцируемых апудоцитами, необычайно широк. Они вырабатывают серотонин и мелатонмн, катехоламины и гистамин, некоторые гормоны гипофиза, субстанцию Р, гастрин, секретин, мотилин, многие другие вещества.

В последние годы открыты новые, не известные ранее гормоны, способные контролировать болевую чувствительность, биологические ритмы и сон, оптимизировать процессы обучения, памяти, ориентации и поседения.

Так наступила "золотая эра" эндокринологии. Если раньше выработка гормонов считалась привилегией только специальных эндокринных желез, то теперь стало ясно, что эндокринная функция присуща всякому органу. Самым активным в этом отношении оказался желудочно-кишечный тракт - в нем синтезируется более 20 различных гормонов, без которых не только невозможны процессы пищеварения и усвоения пищи, но и жизнь вообще.

При определенных обстоятельствах некоторые гормоны могут синтезироваться в лейкоцитах крови, эндотелиальных клетках сосудов и других структурах.

Высоко оценив открытие Пирса, М.Гроссман был прав. Но и он не знал, что "чудеса" будут продолжаться. Две регуляторные системы - нервная и эндокринная — "зацепились" друг за друга, нашли общие точки соприкосновения, оказались близкими родственницами по линии гормонов и медиаторов.

Оставалась третья мощная регуляторная система - система иммунитета. В ней уже были обнаружены свои, только ей присущие специфические вещества, которые осуществляли процессы синтеза антител (иммуноглобулинов) и другие свойственные ей функции. Но как различные классы лимфоцитов узнавали, кому когда вступать в игру? Слишком сложно было представить, что функции органов иммунитета контролировали во всем нервная и эндокринная системы. Должен был существовать местный регуляторный аппарат, обеспечивающий мгновенное развертывание защитных сил организма.

И совсем недавно было показано, что и в органах иммунитета тоже есть АПУД-клеткн, синтезирующие гормоны, те же, что и в нервной системе и других органах. Зачем они здесь? По-видимому, для ауторегуляции деятельности иммунных клеток.

Вот и породнились три основные регуляторные системы. Химическая общность механизма их действия обеспечивает достижение единой цели - тонкую регуляцию гомеостаза.

Давайте совершим короткую экскурсию по "Музею Эндокринологии". Познакомимся с новыми его экспонатами - наиболее интересными и многообещающими научными открытиями, сделанными в последние годы, которые открывают широкие перспективы, успешного поиска в XXI веке новых эффективных способов диагностики и лечения различных заболеваний.

[blizzard]

2. ЗАГАДКИ ДРЕВНЕЙ ЖЕЛЕЗЫ

В геометрическом центре головного мозга, на дне третьего желудочка, лежит эпифиз - шишковидная железа, действительно по форме напоминающая еловую шишку. Размеры эпифиза невелики (у человека 3 - 4 миллиметра в диаметре). Казалось бы, он не должен играть какой-либо значительной роли в организме, однако открытие в последние годы одной из сохраненных тайн этой железы свидетельствует как раз об обратном.

Опять немного истории. Шишковидная железа известна уже 4 тысячи лет. Еще в глубокой древности индийские йоги считали, что эпифиз, весящий всего 0,1 грамма, является органом ясновидения, а французский философ Рене Декарт в XVII веке описывал эпифиз человека как вместилище его души.

Долгое время функции эпифиза оставались неясными, пока в конце 50-х годов нашего столетия американский дерматолог А. Лернер, занимающийся поисками эффективных косметических средств для осветления кожи при лечении пигментных дерматозов, не обратил внимание на вышедшую еще в 1917 году статью английских ученых К. Маккорда и Ф. Аллена, в которой сообщалось об осветлении окраски тела головастиков при кормлении их экстрактами эпифиза.

Лернер привлек к работе своей лаборатории известного американского биохимика Дж. Аксельрода, и совместными усилиями группа биохимиков, дерматологов и эндокринологов, переработав десятки тысяч шишковидных желез крупного рогатого скота, получила несколько граммов вещества, обладающего мощным просветляющим действием на кожу лягушек. Так был открыт новый гормон - мелатонин. Мистическая роль эпифиза была разгадана.

За изучение мелатонина взялись, ученые различных специальностей. Оказалось, что его непосредственным предшественником является серотонин - биогенный амин, обладающий широким спектром действия. Сам мелатонин также является гормоном с многообразной функцией: он контролирует пигментный обмен, половые функции, суточные и сезонные ритмы, процессы деления и дифференцировки клеток и другие процессы.

Возник вопрос: а способно ли то количество мелатонина, которое синтезируется эпифизом, обеспечить течение зависящих от него физиологических процессов на уровне, соответствующем эволюционному и генетическому статусу живой системы?

Посчитали: оказалось - не способно. В организме должны существовать еще дополнительные источники мелатонина.
И такие источники были найдены. В серии гистохимических, биохимических и иммумогистохимических исследований, проведенных в 1974 - 1979 годах, Н. Райхлин и авторы установили, что мелатонин продуцируется апудоцитами желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы и других органов. Таким образом, стало ясно, что эпифиз не является монопольным органом, продуцирующим мелатонин. Такое широкое распространение мелатонин-продуцирующих клеток в жизненно важных органах отражает важное участие этого гормона в регуляции гомеостаза.

Последующие исследования, проведенные в лаборатории радиационной патоморфологии Института медицинской радиологии АМН СССР показали, что мелатонин обнаруживается в эндотелиальных клетках сосудов, тучных клетках, в корковом слое надпочечников, в симпатических ганглиях. Эти данные представляют большой интерес. Так, обнаружение мелатонина в сосудистой станке свидетельствует о существовании местного механизма непосредственного изменения концентрации гормонов в кровеносном русле конкретного органа в зависимости от сложившейся сиюминутной ситуации.

Эксперименты показали, что введенные извне серотонин и мелатонин очень быстро накапливаются именно в тучных клетках, которые в дальнейшем разносят их по организму. Таким образом, роль тучных клеток заключается в захвате гормонов и других биологически активных веществ из окружающей ткани для последующего транспорта к месту назначения.

Учитывая, что серотонин и мелатонин обладают определенными радиопротекторными свойствами, дальнейшее изучение гормональной функции тучных клеток открывает определенные перспективы для оценки возможности целенаправленного управления радиочувствительностъю органов через эти клеточные элементы.

Канадский ученый В. Бубеник обнаружил мелатонин в сетчатке глаза. Эти данные представляют большой интерес, потому что ритм образования мелатонина неодинаков ночью и днем, и зависит от освещенности. Ночью и в условиях искусственной темноты его синтезируется гораздо больше, чем днем и на свету. Кроме того, оказывается, если в сетчатке мелатонин не вырабатывается, глаз не способен различать цвета.

Неожиданное подтверждение роли мелатонина, вырабатываемого сетчаткой глаза, в формировании цветоощущения принесли исследования канадского ученого Г. Вохлфарта. Он установил, что цвет и освещение одинаково действуют как на зрячих, так и на слепых людей. Красный цвет возбуждает, голубой - успокаивает.

Им было доказано, что электромагнитная энергия света через мелатонин сетчатки глаза действует на синтез нейропептидов в головном мозгу.

Исследования Вохлфарта уже повлекли за собой практические мероприятия: лондонский мост Блэк Фриар, печально знаменитый как "мост самоубийц", перекрасили в голубой цвет, в США в красный цвет окрашивают спортивные арены, автострады, интерьеры ресторанов, в голубой - стены помещений, в которых проходят политические митинги и дискуссии.

Журнал «Ньюсуик» в 1985 году опубликовал интересную статью об эпифизе, как о своеобразных биологических часах, пружиной которых служит чередование света и темноты. Английские ученые создали лекарство на основе мелатонина, предотвращающее нарушения биоритмов при перелете через 3 часовых пояса из Лондона в Нью-Йорк.

Мелатонин обладает и снотворным действием. Западногерманские ученые Л. Воллратх, П. Семм и Г. Гэммел в исследованиях на добровольцах установили, что закапывание в нос нескольких капель 0,85% раствора мелатонина вызывает глубокий сон длительностью 70-100 минут у 70% испытуемых.

Являясь универсальным регулятором биологических ритмов, мелатонин, естественно, контролирует течение многих физиологических процессов. Однако наиболее интересной и важной представляется его способность снижать скорость и уровень пролиферации клеток.

В экспериментах было отмечено, что мелатонин во многих случаях обладает антиопухолевым действием. Наши исследования показали, что на ранних стадиях развития опухолей концентрация мелатонина в сыворотке крови онкологических больных возрастает в 1,5 - 2 раза по сравнению с нормой, резко снижаясь при метастазировании опухолей.

И. Левин установил также, что при раковых опухолях у больных меняется и уровень суточной экскреции мелатонина. Наряду с другими клиническими и лабораторными данными эти тесты могут служить дополнительным информативным признаком для своевременной диагностики опухолей.

На основе изучения способности мелатонина блокировать рост опухолей ленинградские ученые В. Анисимов, В. Морозов и В. Хавинсон создали препарат из ткани эпифиза крупного рогатого скота - "эпифизан", который при испытании замедлял рост экспериментальных опухолей. Эти данные вызывают большой интерес у онкологов, так как благодаря им появляется возможность целенаправленной регуляции процессов клеточного деления и дифференцировки, нарушение которых лежит в основе опухолевого роста.

Онкологический аспект изучения физиологической роли мелатонина - увлекательная и многообещающая область современных исследований.

[blizzard]

3. "ЭНДОКРИННЫЙ МОЗГ"

Лет 20 назад, прочитав название этого раздела, биологи недоумение пожали бы плечами или обвинили автора в ереси и абсурдности суждений.

Сейчас это не только не вызывает удивления, но даже наоборот - термин "эндокринный мозг", предложенный Дж. Хьюджесом в 1978 году, достаточно точно отражает существо дела. Открытие в мозгу гормонально активных веществ действительно привело, по выражению известного американского нейробиолога Д. Хьюбела, к "подлинному взрыву открытий и прозрений" - выяснению тонких, ранее совершенно не известных механизмов деятельности мозга, хранения и переработки информации, памяти, возникновения и развития некоторых заболеваний, к разработке перспективных методов их лечения.

По данным Всемирной организации здравоохранения, процессы урбанизации неуклонно ведут к росту психических заболеваний. Среди них одно из первых мест занимает маниакально-депрессивный психоз. Что же лежит в основе изменения психо-эмоционального состояния?

Раньше считали, что эти процессы регулируются норадреналином, но в последние годы получены убедительные доказательства, что не столько норадреналин, сколько серотонин имеет прямое отношение к депрессии. Дефицит данного гормона в ткани мозга является патогенетическим фактором развития депрессии. Повышение концентрации серотонина влечет за собой эмоциональный подъем. "Пятью миллионными долями грамма серотонина больше или меньше - и самоубийство или жизнь в розовом цвете" - так охарактеризовал роль этого гормона профессор М. Гамон из Института национального здравоохранения Франции в беседе с корреспондентом журнала «Пуэн».

Эмоции отражают состояние души. Боль - состояние организма. Горькие эмоции влекут за собой боль, а боль всегда проявляется в эмоциях. Природа заложила в организм регуляторы эмоций, она же создала и "контролеров", регулирующих степень выраженности болевых ощущений.

Последние открытия показали: прямое отношение к боли имеют две группы пептидов — субстанция Р и эндорфины. Субстанция Р известна сравнительно давно. Это вещество открыли в 1931 году американские ученые У. Эйлер и Дж. Гаддум. Свое название, которое не отражает никаких биологических свойств этого пептида, оно получило от английского слова "power" - порошок. А вот эндорфины были названы так из-за своего действия — ЭНДогенные мОРФИНЫ.

Если субстанция Р является медиатором и модулятором боли, то эндорфины - это наркотики внутри нас - боль притупляют. Чем больше субстанции Р, тем боль сильнее, чем больше эндорфинов, тем боль слабее.

Честь открытия эндорфинов принадлежит американцу Э. Дж. Симону из Нью-Йоркского университета и ученому из Абердина в Шотландии Дж. Костерлицу. Первый показал, что в головном мозгу некоторые нервные клетки имеют рецепторы, с которыми соединяется морфий, а второй, узнав об открытии Симона, решил, что эти рецепторы должны быть предназначены для восприятия собственного, а не экзогенного морфия, и его следует искать.

Работы группы Костерлица завершились успехом: были открыты эндорфины. Позже установили, что имеются вещества, подобные эндорфинам, но с меньшим молекулярным весом. Их назвали энкефалинами, а общее название тем и другим дали — эндогенные опиаты.

В медицинской науке вокруг эндогенных опиатов поднялся настоящий ажиотаж. Противоболевая активность эндорфинов выше, чем у морфия. В отличие от него, они, синтезируясь в организме, не дают побочных эффектов и не вызывают привыкания.

Проблема медицинская - избавление от боли - переросла в проблему социальную. Появилась реальная возможность, научившись управлять уровнем эндорфинов, избавиться от применения морфия и других наркотиков, прекратить их выпуск и тем самым успешно
бороться с наркоманией.

Фармакологи, представители других областей биологии и медицины устремили свои поиски в этом направлении. Сегодня уже достигнуты большие успехи; достаточно подробно изучены места синтеза эндогенных опиатов, оказалось, что помимо мозга они синтезируются в некоторых АПУД-клетках желудочно-кишечного тракта и других органах. Установлены их функциональные свойства, синтезированы вещества, способные регулировать их секрецию. Последнее обстоятельство считается особенно важным. Оно находит уже клиническое применение.

В литературе появились сообщения об успешно проведенных небольших операциях, при которых для обезболивания использовали не наркоз общепринятыми средствами, а препараты, усиливающие синтез эндорфинов в организме человеке.

Поиски продолжаются... "Открытие эндорфинов, — пишут в парижском журнале «Пуэн» И. Баррер и ф. Жирои, - без сомнения, означает открытие нового пути к заветной цели - к идеальному обезболиванию".

Эндокринные механизмы лежат в основе многих мозговых дисфункций. Так установлено, что патогенез болезни Паркинсона связан с недостаточностью дофамина, а болезни Альцгеймера - с дегенерацией холинергических нейронов. В последние годы доказано участие, серотонина и дофамина в возникновении эпилептических припадков, серотонина и катехоламинов - в развитии шизофрении.

Исследования американского нейрохимика Л. Иверсена показали, что действие многих лекарственных веществ и нейротропных ядов реализуется именно на медиаторнвм уровне.

С каждым годом растет поток работ по эндокринологии мозга. Нейробиология вступает сейчас в период своего расцвета. Бытующее в кругах физиологов утверждение того, что "мозг на может быть понят мозгом", кажется все менее и менее бесспорным...

4. КАТАЛОГ ДЕЗОДОРО

В крупных музеях помимо каталога экспонатов, находящихся в залах и запасниках, обязательно имеется каталог Дезодоро - особый перечень отсутствующих ценностей. Да, именно отсутствующих, но необходимых музею для полноты его коллекции. В этом каталоге искусствоведы перечисляют сокровища, находящиеся в других собраниях, и те, которые не обнаружены, но известно, что они были созданы в свое время. Разбросанность экспонатов по разным коллекциям не дает полного представления о творчестве того или иного мастера, об искусстве и культуре исторических периодов.

В науке каталоги Дезодоро не составляются, хотя специалисты в каждой отрасли знаний прекрасно осведомлены о том, что еще не познано.

Мы рассказали о том, что эндокринологи уже знают, однако, несмотря на то, что в "Музее Гормонов" немало экспонатов, многого еще не хватает. Исследователям предстоит открыть новые гормоны и места их синтеза, выяснить физиологическую роль этих веществ и научиться регулировать их обмен.

Фармакологам необходимо создать эффективные лекарства, а онкологам научиться с помощью гормонов воздействовать на злокачественные опухоли.

Нейрофизиологи раскроют очередные тайны мозга, а геронтологи смогут, используя пептиды, приостановить процесс старения...

Совершив подлинную революцию в биологии и медицине, эндокринология будет продолжать еще шире вторгаться в естествознание. И хочется верить, что в XXI веке наступит день, когда в каталоге Дезодоро останутся незаполненными только несколько карточек.

И. Кветной, доктор
медицинских наук.
Обнинск, МО

Поблагодарили: Asa