Кветной И.М. От Гиппократа до Хьюмтрена
Подождите немного. Документ загружается.
52
Глава третья
занялись изучением этих вешеств. В достаточно короткий срок бы Л
детально изучены их свойства. Высокая противоболевая активность!*
отсутствие побочных эффектов побудили многие фармацевтически
фирмы разработать способы их искусственного синтеза и налади»
массовый выпуск. Щ
Еще более широкому применению эндорфинов в практической ме
дицине способствовали исследования, в которых было показано отсут
ствие привыкания больных к этим веществам при их длительном ис
пользовании.
Так, чисто мелиццнекая утилитарная проблема (избавление от боли)
превратилась в социальную программу, цель которой, научившись уп
равлять уровнем энлорфинов в организме, прекратить выпуск и при
менение морфия и других наркотических средств и тем самым значи
тельно сократить возможности и пути распространения наркомании.
Французские журналисты И. Баррер и Ф. Жирон писали в журнале
«Нуэн»: «Открытие эндорфинов, без сомнения, означает открытие но
вого пути к идеальному обезболиванию».
Исследования последних лет показали прямую связь уровня содер
жания эндорфинов в крови и эмоционального напряжения организма.
Количество «внутренних наркотиков» возрастает в несколько раз в эк
стренных ситуациях, связанных с волнением и психической нагрузкой.
...Наверное, и у храброго Муция в тот героический день 508 года
до нашей эры нейроны выбросили в кровь очень много эндорфинов?!
От чего зависит настроение? ||
ц
Эндокринные механизмы синтеза и секреции медиаторов лежат в
основе многих нарушений деятельности мозга и психических заболе
ваний. Так. установлено, что причиной болезни Паркинсона (а кому
из нас не встречались люди пожилого возраста с дрожашими кистями
рук. пальцы которых как будто что-то перебирают!) является
недоста
точность медиатора — дофамина. Этот факт явился предпосылкой для
изучения возможности лечения этого заболевания путем введения в
организм препарата Ь-ДОФА, который является предшественником
дофамина. Результаты оказались положительными, и сейчас Ь-ДОФА—•
общепризнанный, достаточно эффективный препарат, устраняющий на
некоторое время многие симптомы этого страдания.
Болезнь Альцгеймера — тяжелая патология мозга, иначе назы вает
ся «неожиданное слабоумие сорокалетних». Заболевание начинается ис
подволь. с утраты способности автоматически совершать обычные дей
ствия и в конце приводит к слабоумию. К сожалению, она встречается
---
г
Мозг познает мозг
53
нередко — только в США, по данным Национального Центра здоровья,
им страдает около 2 миллионов человек, несколько сотен тысяч человек
заболевают ежегодно, и не менее 100 тысяч каждый год умирают.
Долгое время ученые не могли установить причины этого забо
левания. Мнения специалистов расходятся и сейчас, но большинство
врачей-психиатров склонно рассматривать в качестве «пускового фа
ктора» — дегенерацию (разрушение нейронов, вырабатывающих аце
тилхолин).
В последние годы доказано участие серотонина и дофамина в раз
витии эпилепсии, адреналина и норадреналина — в возникновении ши
зофрении. ч .
Ежегодные отчеты Всемирной организации здравоохранения сви
детельствуют о неуклонном росте психических заболеваний. Среди них
одно.из первых мест занимает маниакально-депрессивный психоз. Где
же заложены механизмы изменения психо-эмоционального статуса?
Недавно получены убедительные доказательства непосредственного
участия медиаторов — серотонина и мелатонина в развитии депрессии.
Дефицит серотонина (и избыток мелатонина) в ткани мозга приводит
к возникновению депрессивного состояния. Повышение концентрации
серотонина (и снижение содержания мелатонина) влечет за собой эмо
циональный подъем. Уровни этих двух медиаторов прямо зависят друг
от друга. Серотонин — непосредственный предшественник мелатони
на, у них единая метаболическая цепь. Больше образовалось Мелато
нина — меньше запас серотонина, мало мелатонина — значит накап
ливается серотонин.
«Пятью миллионными долями грамма серотонина больше или мень
ше — и самоубийство или жизнь в розовом цвете» — так охарактеризо
вал роль этого гормона профессор М. Гамон из Института националь
ного здравоохранения Франции в беседе с корреспондентом журнала
«Нуэн».
С каждым годом коллекция медиаторов растет. Для подробного рас
сказа о всех потребуется толстая книга, и ее стоило бы написать, что
бы на страницах такого романа совершить увлекательное путешествие
по химическому царству мозга...
Многое тайное становится сейчас явным. И чем дальше и глубже
продвигаются ученые в своих поисках, тем все более зримыми стано
вятся очертания огромных конструкций взаимодействия медиаторов в
обеспечении нервной регуляции функций организма. Однако путь к
окончательному познанию мозга еше долог и тернист. Но его предсто
ит пройти — на этом пути нас ждут удивительные будущие открытия,
которые помогут Человеку познать себя и победить свои болезни.
Глава четвертая
МНОГОЛИКАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
Двадцатый век завершился. На рубеже столетий век минувший пе
редал эстафету веку грядушему. С чем приходит в XXI век сегодняш
няя медицина? Какие «горячие» проблемы оставил в наследство свое
му преемнику прошлый век? Где может произойти «прорыв» в знаниях
о живом организме?
Многие достижения современной медицины связаны с важными от
крытиями в эндокринологии — науке о гормональной регуляции про
цессов жизнедеятельности. Эндокринология переживает сейчас свой
«золотой век». За короткий период частная дисциплина, изучавшая
около десятка специализированных органов — желез внутренней сек
реции, превратилась в фундаментальную науку, объектом исследований
которой являются более 100 химических веществ, синтезируемых осо
быми клетками во всех (!) органах и системах живого организма.
Постулат «Любой орган является эндокринным», который совсем
недавно казался просто абсурдным, теперь стал основным тезисом со
временной теории гормонального механизма регуляции процессов жиз
недеятельности.
Эндокринология активно вторгается во все отрасли современной ме
дицины, революционизируя подходы к диагностике и поиску эффектив
ных средств борьбы со многими заболеваниями, в том числе и такими,
которые ранее считались трудно излечимыми. В прямом смысле это от
носится к раку, системным заболеваниям крови, ревматизму и другим
коллагенозам, инфекционным процессам, акушерской патологии.
Открытие «чудесных молекул», способных играть определяющую
роль в механизмах таких, казалось бы. таинственных процессов, как па
мять. обучение, сон, мышление, галлюцинации, эмоции, создало совер
шенно новые перспективные предпосылки для лечения тяжелых психи
ческих заболеваний, успешной борьб>г с наркоманией и алкоголизмом.
Расскажем об этих открытиях...
Многоликая эндокринология
55
Становление науки
Уровень знаний, существующий в эндокринологии на сегодняшний
день, накапливался незаметно и медленно в течение 150 лет. Перево
рот же, который эта наука произвела в естествознании, произошел оше
ломляюще быстро. Четыре рождения пережила эндокринология. Как
сказочная птица Феникс, она умирала и возрождалась вновь.
Первое рождение эндокринологии произошло в 1849 году. Немец
кий физиолог Адольф Бертольд установил, что при пересадке кастри
рованному петуху в брюшную полость семенников другого петуха у
первого исчезают все последствия кастрации. Впервые эксперименталь
но было показано, что определенные органы оказывают регулирующее
влияние на обмен веществ и формирование внешних признаков. Та
ким образом в 1849 году эндокринология родилась в первый раз. Бер
тольд стал ее первым крестным отцом.
Жизнь настоящих ученых богата многими событиями, являющимися
определенными вехами творческого пути. Но среди них обязательно есть
одно, которое сразу делает имя ученого известным, становится его «кре
дитной карточкой» — основой накопления дальнейшего капитала.
В жизни английских физиологов Эрнеста Генри Старлинга и Уиль
яма Мэддока Бейлисса такое событие произошло в 1902 году. Этот год
стал вторым рождением эндокринологии.
Старлингу было 36 лет. Он уже был достаточно известен в научных
кругах своими работами по коллоидно-осмотическому давлению кро
ви и физиологии лимфообразования. После окончания в 1886 году ме
дицинского факультета Лондонского университета, Старлинг всецело
посвяшает себя физиологии. В течение двух лет он стажируется в Гер
мании, а потом у И. Мечникова в Париже. В 1895 году, вернувшись в
Лондон, Старлинг организовывает физиологический институт, стано
вится профессором в своей а1та татег и знакомится с У. Бейлиссом —
39-летним сотрудником кафедры физиологии, занимающимся изучени
ем ферментов.
Эта встреча оказывается для них замечательной. В 1902 году они
сделают выдающееся открытие, совершившее переворот в биологии и
медицине. Оно разрушит мнение о том, что нервная регуляция являет
ся единственным основным способом управления процессами жизне
деятельности. Именно это событие послужит началом бурного разви
тия эндокринологии и предопределит наступление ее сегодняшнего
«золотого века».
В 1902 году Старлинг и Бейлисс не изобрели ничего нового. Они
просто повторили опыты, которые раньше до.них провели независимо
56 Глава четвертая
друг от'друга два физиолога — ученик И. Павлова Л. Попельский в
России (1896) и М. Вертхаймер во Франции (1901). Все четверо полу
чили одинаковые результаты, но правильно интерпретировать их смогли
только англичане. Много лет спустя сам Старлинг писал: «...учеником
Павлова Попельским и независимо Вертхаймером было установлено,
что при введении кислоты в петлю тонкой кишки возникает выделе
ние поджелудочного сока даже в том случае, если перерваны два блуж
дающих нерва и разрушены симпатические узлы... Поэтому стало ясно,
что секреторный импульс от кишечника к поджелудочной железе, вызы
вающий секреторную деятельность последней, должен передаваться не
через нервную систему, а через кровь». Именно в этой фразе заключает
ся гениальная догадка англичан. Их предшественники остановились на
полпути. считая, что денервация кишки в их опытах не была полной.
О продолжении опыта Старлинг рассказывает так: «...введение кис
лоты в воротную вену само по себе не вызывало поджелудочной секре
ции. пришлось прийти к заключению, что кислота вызывает в эпите
лиальных клетках кишечника образование како1 о-то вещества, которое
вымывается из эпителиальных клеток током крови и является агентом,
стимулирующим секрецию поджелудочной железы».
В то время это звучало почти фантастически. Но факты — упрямая
вешь. Тем более, они становятся достовернее, если их оценивает ком
петентный свидетель. Присутствовавший при эксперименте, профес
сор К. Мартин напишет в 1927 году в журнале «Машге» в посмертной
статье о Старлинге: «Я счастлив, что присутствовал при их открытии...
Старлинг сказал: «Тогда это должно быть химическим рефлексом».
Быстро отрезав следующий участок тошей кишки, он растер ее слизи
стую мембрану песком в слабом растворе соляной кислоты, профильт
ровал и ввел в яремную вену животному. Через несколько мгновений
поджелудочная железа ответила много большей секрецией, чем та.
которая имела место ранее. Это был великий полдень».
Действительно, профессор Мартин был прав. С 1902 года началась
эра открытия конкретных химических веществ, которым Старлинг дат
название «гормоны» (от греч. «гормао» — побуждаю к активности).
Фактор, обнаруженный в кишечнике, ученые назвали «секретином». Он
вошел в историю естествознания как первый гормон дистантного дей
ствия, обнаруженный в живом организме.
Понимая, что ими установлено принципиально важное явление.
Бейлисс и Старлинг все же не могли представить реальных масштабов
значения их открытия и тех последствий, которые они повлекут за собой.
Самое главное заключалось в том, что в 1902 году было впервые по
казано наличие регуляции. Дальнейшее развитие этих идей приведет к|
Многоликая эндокринология 57
открытию медиаторов и химического механизма передачи нервного им
пульса, а позднее к обнаружению пептидергических нейронов — не
рвных клеток, продуцирующих те же гормоны пептидной природы, что
и эндокринные клетки пищеварительного тракта (гастрин. глюкагон.
соматостатин. эндорфины и т. п.). Известный американский биохимик
М. Гроссман отметит это. как «одно из самых волнующих и многообеща
ющих открытий в современной биологии и медицине»». Еше позднее —
в 70—80-х голах XX столетия станут известны эндокринные клетки,
синтезирующие тс же и другие гормоны в органих иммунитета. Группа
советских ученых во главе с академиком Р. Петровым откроет новый
класс пептидных регуляторов — миелопептиды. свойства которых ока
жутся близкими с эффектами нейропептидов. Возникает концепция о
химической общности функционирования трех важнейших систем ре
гуляции: нервной, эндокринной и иммунной. Дальнейшая разработка
этой концепции. почмнению многих специалистов, открывает реальные
возможности управления процессами жизнедеятельности и эффектив
ного лечения многих заболеваний. Но все это будет потом...
Границы эндокринологии постепенно расширялись. Понятие «ней
роэндокринная регуляция» стало обретать не только функциональные,
но и структурные (морфологические) формы. И на этом этапе в клас
сической эндокринологии назревал кризис. Накапливалось много раз
личных. зачастую противоречивых данных, возникали, казалось,
необъяснимые вопросы. Эндокринных органов было известно менее
десятка, гормонов, вырабатываемых ими. чуть больше, а биологичес
кие свойства их не могли объяснить поистине широчайший спектр
физиологических процессов, которые они должны были контролиро
вать. Становилось очевидно, что, рассматривая теперь отдельно про
цессы нервной и гормональной регуляции, невозможно было бы до
конца понять механизм поддержания гомеостаза — постоянства внут
ренней среды организма.
Но этот кризис в эндокринологии был преодолен, благодаря раз
витию методических подходов, связанных с общим развитием научно-
технической мысли.
Золотой век эндокринологии
Отдел гистопатологии Королевской школы постдипломного меди
цинского обучения Лондонского университета — признанный центр
современной гистохимии и электронной микроскопии. Его руководи
тель профессор Э. Пирс и является основоположником принципиаль
но нового учения о структурных основах эндокринной регуляции.
58 Глава четвертая
Концепция Пирса заставила пересмотреть сложившиеся представле
ния об участии гормонов в поддержании гомеостаза и значительно
расширить структурно-функциональные границы эндокринной систе
мы. Она явилась плодотворной почвой дальнейших эксперименталь
ных и клинических разработок.
Используя разработанный к этому времени американским ученым
А. Куинсом иммуногистохимический метод исследования, Пирс и его
сотрудник в серии работ обнаружили, что во многих органах имеются
клетки, синтезирующие гормоны. Оказалось, что эти клетки обладают
только им присушим характером обмена веществ — они способны по
глотать экзогенные предшественники биогенных аминов, декарбок-
силировать их и синтезировать из их остатков биогенные амины и пеп
тидные гормоны. Это важное свойство Пирс выразил на английском
языке следуюшим выражением: «Аттё Ргесиг$оге ЬТр1аке апс! Оесаг-
Ъоху1апоп». Первые буквы этих четырех слов составили аббревиатуру
АР1Ш (АПУД), которой Пирс в 1968 году обозначил систему подоб-
ньГх клеток, расположенных в различных органах.
В своих первых работах Пирс объединял в АПУД-систему 12 кле
ток. продуцирующих 15 гормонов. Сейчас известно уже более 60 ти
пов АПУД-клеток — апудоцитов. синтезирующих примерно такое же
количество известных гормонов и около двух десятков гипотетичес
ких (для которых пока не установлена химическая формула). Пере
чень апудоцитов и спектр продуцируемых ими веществ расширяется с
каждым годом. Наряду с зарубежными исследователями, большой вклад
в разработку концепции об АПУД-системе внесли советские ученые
(Н. Райхлин. И. Акмаев, Н. Аничков. О. Хмельницкий и другие). Уже
более десяти лет широкое изучение структурно-функциональной орга
низации АПУД-системы в норме и паюлогии проводится нашими со
трудниками в лаборатории экспериментальной патологии Медицинс
кого радиологического научного центра Российской академии
медицинских наук в Обнинске недалеко от Москвы.
В каких же органах располагаются апудопиты? Практически во всех.
Это и желудочно-кишечный тракт, печень, легкие, почки, сердце,
поджелудочная железа, надпочечники, яичники и другие органы и тка
ни. Спектр гормонов, продуцируемых апудоцитами необычайно ши
рок. Они вырабатывают серотонин и мелатонин, катехоламины и гис
тамин, некоторые гормоны гипофиза, эндорфины и субстанцию Р (о
которых будет идти речь дальше), гастрин, секретин, мотилин, многие
другие вещества. В последние годы открыты новые, неизвестные ра
нее гормоны, способные контролировать болевую чувствительность^
Многоликая эндокринология
59
биологические ритмы и сон, оптимизировать процессы обучения, па
мяти. ориентации и поведения.
Так и наступил «золотой век» эндокринологии. Если раньше выра
ботка гормонов считалась привилегией только специализированных
эндокринных желез, то теперь стало ясно, что эндокринная функция
присуща всякому органу. Самым активным в этом отношении оказал
с
я желудочно-кишечный тракт — в нем синтезируется более 20 раз
личных гормонов, без которых не только невозможны процессы пи
щеварения и усвоения пиши, но и жизнь вообще.
Гормоны продуцируют не только эндокринные клетки. При опре
деленных обстоятельствах некоторые гормоны могут синтезироваться
и в неэндокринных клетках, например в лейкоцитах крови, эндотели
альных клетках сосудов и других структурах.
Выработка гормонов и биогенных аминов — яркий признак род
ства двух регуляторных систем — нервной и эндокринной. Они стали
близкими родственниками по линии гормонов и медиаторов. Остава
лась третья мошная регуляторная система — система иммунитета. В
ней уже были обнаружены свои, только ей присущие специфические
вещества, которые осуществляли процессы синтеза антител (иммуно
глобулинов) и другие свойственные ей функции. Но как различные
классы лимфоцитов узнавали кому когда вступать в игру? Слишком,
сложно было представить, что функция органов иммунитета контро
лируется во всем нервной и эндокринной системой.
Должен был существовать местный регуляторный аппарат, обеспе
чивающий мгновенное развертывание защитных сил организма. И со
всем недавно было показано, что и в органах иммунитета тоже есть
свои АПУД-клетки. синтезирующие гормоны, те же, что и в нервной
системе и других органах. Зачем они здесь? По-видимому, для ауторе
гуляции деятельности иммунных клеток.
Вот и породнились три основные регуляторные системы. Хими
ческая общность механизма их действия обеспечивает достижение еди
ной цели — тонкую регуляцию гомеостаза.
Давайте совершим короткую экскурсию по залам эндокринноло-
гии в музее Медицины. Не умаляя великое значение достижений клас
сической науки, познакомимся также с. новыми экспонатами — наи
более интересными и многообещающими научными открытиями,
сделанными в последние годы, которые открывают широкие перспек
тивы успешного поиска в XXI веке новых эффективных способов ди
агностики и лечения различных заболеваний.
60
Глава четвертая
Тайны еловой шишки
I
В геометрическом центре головного мозга, на дне третьего желудочка
лежит эпифиз — шишковидная железа. Она действительно напоминает
по форме еловую шишку. Размеры эпифиза невелики (у человека 3-4 мм
в диаметре). Казалось бы, он не должен играть какой-либо значительной
роли в организме, однако открытие в последние годы одной из сокровен
ных тайн этой железы свидетельствует как раз об обратном.
Опять немного истории. Шишковидная железа известна уже четы
ре тысячи лет. Еще в глубокой древности индийские йоги считали, что
эпифиз, весяший всего 0,1 грамма, является органом ясновидения, а
французский философ Рене Декарт в XVII веке описывал эпифиз че
ловека как вместилише его души.
Долгое время функции эпифиза оставались неясными, пока в кон
це 50-х годов нашего столетия американский дерматолог А. Лернер,
занимающийся поисками эффективных косметических средств для ос
ветления кожи при лечении пигментных дерматозов, не обратил вни
мания на вышедшую еще в 1917 году статью английских ученых К. Мак
корда и Ф. Аллена, в которой сообщалось об осветлении окраски тела
головастиков при кормлении их экстрактами эпифиза. Лернер при
влек к работе своей лаборатории известного американского биохими
ка Дж. Аксельрода и совместными усилиями группа биохимиков, дер
матологов и эндокринологов, переработав десятки тысяч шишковидных
желез крупного рогатого скота, получила несколько граммов вещества,
обладающего мошным просветляющим действием на кожу лягушек.
Так был открыт новый гормон — мелатонин. Мистическая роль эпи
физа была разгадана.
За изучение мелатонина взялись ученые различных специальнос
тей. Оказалось, что его непосредственным предшественником являет
ся серотонин — биогенный амин, обладающий широким спектром дей
ствия. Сам мелатонин также является гормоном с многообразной
функцией: он контролирует пигментный обмен, половые функции,
суточные и сезонные ритмы, процессы деления и дифференцировки
клеток, другие явления. Возник вопрос: а способно ли то количество
мелатонина, которое синтезируется эпифизом, обеспечить течение за
висящих от него физиологических процессов на уровне, соответствую
щем эволюционному и генетическому статусу живой системы? Посчи
тали — оказалось не способно. В организме должны существовать еше
дополнительные источники мелатонина.
И они были найдены. В серии гистохимических, биохимических А
иммуногистохимических исследований, проведенных в 1974—1980 г<ж
Многоликая эндокринология 61
дах под руководством профессора Н. Райхлина. автором книги было
установлено, что мелатонин продуцируется эндокринными клетками —
апудоцитами желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной
железы и других органов. Таким образом, стало ясно, что эпифиз не
является монопольным органом, синтезирующим мелатонин. Такое
широкое распространение мелатонинпродуцирующих клеток в жизнен
но важных органах отражает важное участие этого гормона в регуля
ции гомеостаза.
Последующие исследования, проведенные в нашей лаборатории, по
казали. что мелатонин обнаруживается в эндотелиальных клетках со
судов. тучных клетках, в корковом слое надпочечников, в симпатичес
ких ганглиях, эозинофильных лейкоцитах и некоторых других клетках.
Эти данные представляют большой интерес. Так обнаружение мелато
нина в сосудистой стенке свидетельствует о сушествован:;.ч местного
механизма непосредственного изменения концентрации юрмонов в
кровеносном русле конкретного органа в зависимости от сложившей
ся сиюминутной ситуации.
Эксперименту показали, что введенные извне серотонин и мела
тонин очень быстро накапливаются в тучных клетках — особых клет
ках подкожной соединительной ткани, которые обладают способностью
двигаться, мигрировать по межтканевым пространствам. Именно они
в дальнейшем разносят эти вещества по организму. Таким образом,
роль тучных клеток заключается в захвате гормонов и других биологи
чески активных веществ из тканей для последующего транспорта их к
месту назначения. Поскольку серотонин и мелатонин обладают доста
точно выраженными радиозашитными свойствами, дальнейшее изуче
ние гормональной функции тучных клеток открывает определенные
перспективы для оценки возможности целенаправленного управления
радиочувствительностью органов через эти клеточные элементы.
Канадский ученый Дж. Бубеник обнаружил мелатонин в сетчатке
глаз. Результаты этих исследований очень перспективны, потому что
ритм образования мелатонина неодинаков ночью и днем — он зависит
от освещенности. Ночью и в условиях искусственной темноты его син
тезируется гораздо больше, чем днем и на свету. Кроме того, оказыва
ется если в сетчатке мелатонин не вырабатывается, глаз не способен
различать цвета.
Неожиданное подтверждение роли мелатонина, вырабатываемого
сетчаткой глаза, в формировании цветоощущения принесли иссле
дования канадского ученого Г. Волхфарта. Он установил, что цвет и
освещение одинаково действуют как на зрячих, так и на слепых людей.
Красный цвет возбуждает, голубой — успокаивает. Им было показано.