Текст книги "Вездесущие гормоны"
Автор книги: Игорь Кветной
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 16 страниц)
Непохожие братья
Непохожие братья
Каждый период в истории науки связан с определенными, присущими тому времени методическими приемами. Так и в эндокринологии. В конце XIX – начале XX века ученые очень активно занимались поиском биологически активных веществ в водных или спиртовых экстрактах различных органов. Процедура поисков была по сегодняшним понятиям весьма примитивна: измельчался какой-либо орган до состояния гомогенной кашицы, к ней добавляли воду или спирт, а затем отфильтрованный экстракт вводили другим животными наблюдали за оказываемым им физиологическим действием. Справедливости ради надо отметить, что эти эксперименты сыграли значительную роль в развитии эндокринологии. Именно так были открыты многие гормоны.
Удивительные явления
Ученые исследовали самые разные органы: почки, селезенку, печень, легкие, надпочечники. Постепенно очередь дошла и до предстательной железы (простаты) – органа, играющего очень важную роль в осуществлении нормальной деятельности мужского полового аппарата. В ней вырабатывается особый секрет, способствующий подвижности сперматозоидов. Без него они теряют свою активность и не способны оплодотворить яйцеклетку.
При исследовании экстрактов из простаты различных животных и человека обнаружилось, что в них содержится какое-то вещество, способное понижать кровяное давление. Первое сообщение о том было сделано в 1906 году, и примерно в это же время (в 1910 году) австрийский гинеколог Б. Шик описал удивительное явление, которое, к сожалению, как это бывает, не приняли всерьез. Оно было заново переоткрыто только в 1957 году. Но не будем забегать вперед. Что же обнаружил Шик? Действительно, установленный им факт отдавал мистицизмом: венский врач сообщал, что во время менструаций у женщин в поту рук появляется вещество, от которого… быстро вянут розы. Это вещество Шик назвал менструальным ядом. Стремясь убедить недоверчивых коллег, он собрал и описал разрозненные сведения о таких, казалось бы, нелепых вещах, как, например, предотвращение женщиной в период менструаций брожения вина и теста, или о том, что в менструальной крови обнаруживается вещество, оказывающее токсическое действие на цветы примулы. Эту серию наблюдений он опубликовал в известных научных журналах под общим названием "Фитофармакологическое изучение менструального токсина".
Однако, как мы уже отмечали, наблюдения Шика не были приняты с должным вниманием. Их оценили только в 1957 году, когда английский физиолог В. Пиклес, вооруженный современными аналитическими методами, не только подтвердил данные Шика, но и химически идентифицировал "менструальные токсины". Они оказались уже известными к тому времени простагландинами – чрезвычайно активными биологическими веществами, которые впервые были обнаружены в простате (отсюда их название).
История обнаружения простагландинов в предстательной железе развивалась непросто. Первый этап ее случаен, он не планировался заранее и представляет собой уже неоднократно описанный пример того, как, нацелившись на одно, ученый в ходе экспериментов может получить данные, которые впоследствии приведут к качественно новому открытию.
В 1931 году шведские биохимики У. Эйлер и Дж. Гаддэм открыли существование в слизистой оболочке кишечника неизвестной ранее белковой гормональной субстанции, названной ими веществом Р. Оно снижало кровяное давление и стимулировало сокращение кишечника. Будучи знакомым с работами о том, что в простате и семенной жидкости человека и животных существует какое-то биологически активное вещество, способное понижать кровяное давление и вызывать сокращения матки, Эйлер предположил, что им является вещество Р. Предприняв специальные исследования, шведский ученый установил, что неизвестный гормон в половых органах не может быть веществом Р, поскольку активный субстрат экстрактов простаты и семенных пузырьков в модельных химических экспериментах вел себя не как белок, а как жирорастворимая кислота.
Эйлер назвал этот гормон "простагландином", разработал надежные способы очистки этого вещества от других биологически активных субстанций и передал все материалы для дальнейшей работы своему ученику – молодому сотруднику Каролинского университета в Стокгольме С. Бергстрему. Бергстрем оправдал надежды своего Учителя. В 1936 году он начал второй этап работ по разгадке тайн простагландинов, этап трудный, многолетний, прерванный войной, но в конце концов увенчавшийся Успехом. Бергстрем со своими сотрудниками сумел получить простагландины в кристаллическом виде, определил химическую структуру 13 из них и провел первые испытания, показавшие, что даже в дозах, составляющих миллионные доли грамма, эти вещества оказывают сильное разнообразное воздействие практически на все органы и функции организма.
Так были открыты новые гормоны. И опять научный мир по достоинству оценил успех эндокринологов. Высоким признанием ценности открытия Бергстрема для биологии и медицины явилось присуждение ему в 1982 году Нобелевской премии.
Жиры тоже нужны
Братья чаще всего похожи друг на друга. Однако встречаются и противоположности. Многое зависит от социальной среды, которая окружает человека с самого детства. Она во многом формирует его сознание, темперамент, привычки. Это среди людей. В мире химических веществ редко можно наблюдать, когда сходные по строению вещества ведут себя совершенно по-разному, проявляют антагонистические свойства, оказывают различный биологический эффект. Ученым зачастую бывает нелегко обнаружить причину этих различий, но природа мудра, создавая непохожих братьев, она пытается защитить организм от всякого рода неполадок в его напряженной работе.
Простагландины как раз и являются примером непохожих братьев. Родителями их являются ненасыщенные жирные кислоты, которые поступают в организм с растительными маслами. Животные жиры в отличие от растительных содержат очень мало ненасыщенных жирных кислот. Не вдаваясь в подробности химических аспектов липидологии – науки о жирах, отметим только два важных момента: первое – в организме животных, кроме рыб, ненасыщенные жирные кислоты не образуются, они поступают только извне с пищевыми продуктами: второе – простагландины в организме образуются исключительно из ненасыщенных жирных кислот.
Ненасыщенные жирные кислоты, кстати, называют еще эссенциальными, то есть жизненно необходимыми. Ранее были установлены их важные функции, связанные с регуляцией процесса свертывания крови, осуществления защитных реакций организма. Теперь ученые поняли, что их биологическое значение связано с синтезом простагландинов.
Если исключить из рациона продукты, богатые ненасыщенными жирными кислотами, организм лишится простагландинов. Готовые простагландины в организм не поступают. Во-первых, потому что в нашей пище их практически нет, во-вторых, даже если представить себе такую фантастическую ситуацию, что мы сможем питаться, например, горгониевыми кораллами – морскими животными, обитающими на дне Карибского моря, содержащими до 0,2 процента от общей массы простагландинов, то и тогда, попадая в организм, они очень быстро перейдут из кишечника в кровь, где тут же будут инактивированы. Простагландины синтезируются в клетках только в момент их необходимости, после этого они сразу же разрушаются. В тканях простагландины не накапливаются и с кровью не разносятся.
Различных типов простагландинов много. Практически они могут образовываться из любых ненасыщенных жирных кислот, которых тоже в избытке. Но основным источником активных простагландинов является арахидоновая кислота. Из нее образуются два основных типа простагландинов: Е и F, из них, в свою очередь, синтезируются последующие простагландины – E1, F1, Е2, F2, из этих – А и В. Всего известно 14 типов простагландинов, и у каждого из них свои, не похожие друг на друга свойства, свои точки приложения, свой вклад в биологические процессы.
Мастера на все руки
Что же делают простагландины? Они усиливают силу сердечных сокращений, улучшают ритм деятельности сердца, увеличивают выброс крови, понижают и повышают артериальное давление, увеличивают и уменьшают кровоток во многих органах, снижают секрецию в желудке, стимулируют рвоту, расслабляют и сокращают мышцы бронхов, усиливают тромбообразование, повышают силу сокращений матки при беременности, стимулируют роды, способствуют оплодотворению сперматозоидами яйцеклетки. Простагландины вызывают лихорадку, пульсирующую головную боль, изменяют терморегуляцию. В перечислении свойств простагландинов заметна полярность их биологических эффектов. Это зависит от типа простагландина и является отражением того же принципа антагонистической регуляции функций, о котором говорилось выше.
Мало того, что сами простагландины, будучи ближайшими родственниками, не похожи друг на друга, они имеют еще и сводных братьев, рожденных от общей матери. Их назвали простациклинами и тромбоксанами. Простациклины и тромбоксаны, образующиеся также из арахидоновой кислоты, не ушли далеко от своих родственников – они тоже не дружат между собой, проявляя совершенно противоположные свойства. Простациклины препятствуют образованию тромбов, тромбоксаны – наоборот, активно способствуют этому.
Как видите, необычная способность обнаружилась у арахидоновой кислоты: она может быть "матерью" для трех разных "детей" – простагландинов, простациклинов и тромбоксанов. От чего же зависит выбор пути ее превращений? Оказывается, от места жительства, от того органа, в котором она находится. Простагландины образуются в основном в половых органах, простациклины – в легких, сосудистой стенке, тромбоксаны – только в тромбоцитах. Основным поставщиком (более 90 процентов) нростациклинов являются легкие, из которых они постоянно поступают в кровь, предупреждая образование тромбов и резкое повышение кровяного давления. После обнаружения в 1976-1977 годах английскими учеными С. Монкада, Дж. Вейном, С. Бантингом и работавшим вместе с ними польским исследователем Р. Григлевским нростациклинов легкие стали рассматривать как орган, выполняющий эндокринную функцию.
Тромбоксаны, обнаруженные на год раньше группой шведских биохимиков во главе с Б. Самуэлссоном, синтезируются в тромбоцитах в самом начале тромбообразования, развитие которого после их синтеза резко ускоряется. Обнаруженный механизм антагонистической регуляции формирования тромбов побудил многих фармакологов направить свои усилия на поиск лекарственных средств, обладающих влиянием на синтез нростациклинов и тромбоксанов с целью предотвращения внутрисосудистого свертывания крови, последствия которого могут носить трагический характер.
Тромбоз сосудов очень часто развивается на почве атеросклероза и может привести к инфаркту миокарда, мозговому инсульту и тяжелым поражениям внутренних органов. Изучая механизм образования тромбов при атеросклеротическом поражении сосудов, ученые установили, что в пораженной сосудистой стенке вырабатывается гораздо меньше простациклина. Это нарушает его паритет в пользу тромбоксана. Печальным результатом победы является тромбоз сосудов. Как же помочь простациклину одержать верх над тромбоксаном в этой борьбе.
Ответ не так прост, как кажется. Поскольку и простациклин и тромбоксан образуются из единого предшественника – арахидоновой кислоты, воздействие на нее ни к чему не приведет. Так что прямые боевые наступательные действия здесь не подходят. А вот обмануть противника можно. Как? Так же, как это принято в разведке – внедрить своего агента, заменив им. врага в его же штабе, И поможет в этом диета. Если больной будет питаться продуктами, содержащими вместо арахидоновой кислоты линолевую, то из нее в организме образуются другие простациклин и тромбоксан, отличные от производных арахидоновой кислоты: простациклин будет активным, тромбоксан – нет.
Тромбоз сосудов очень часто развивается на почве атеросклероза и может привести к инфаркту миокарда, мозговому инсульту и тяжелым поражениям внутренних органов
Подтверждением этому служат наблюдения над эскимосами и датчанами. В силу национальных особенностей у эскимосов Гренландии в крови высоко содержание эйкозопентаенозой кислоты, являющейся последовательным звеном в цепи образования простагландинов из линолевой кислоты. А арахидоновой кислоты у них очень мало. Так вот, атеросклероз у эскимосов практически не встречается, инфаркт миокарда – большая редкость. У жителей Дании – наоборот, количество эйкозопентаеновой кислоты в крови незначительно, а арахидоновой очень много. Атеросклероз в Дании – национальное бедствие, и довольпо высока частота возникновения инфаркта миокарда, приводящего нередко к смертельному исходу.
Простациклин, как выяснилось, вообще явлчется для сердечно-сосудистой системы верным союзником. Например, было установлено, что он даже в таких небольших дозах, как 1х10 -7грамма способен значительно повысить кровоток в сердечной мышце и тем самым свести на нет риск возникновения инфаркта миокарда. Ученые из ГДР под руководством профессора В. Ферстера обнаружили, что простациклин и другие простагландины в тысячу раз более эффективны для предупреждения и устранения Нарушений ритма сердца, чем другие лекарственные препараты. Сотрудничество советских и немецких физиологов оказалось плодотворным в изучении способности преотациклина повышать силу сердечных сокращений. Они показали, что простациклин в дозах 10 мкг/мл и меньше повышает сократимость миокарда в два раза. Результаты этих многолетних исследований имеют большое прикладное значение. Во Всесоюзном кардиологическом научном центре АМН СССР под руководством академика Е. Чазова впервые была установлена строгая связь между адаптацией сердца к перегрузкам и образованием в нем простагландинов. В нормальных условиях параллельно с возрастанием нагрузки на сердце повышается уровень синтеза простагландинов в нем – они помогают миокарду в экстремальных условиях справиться с возникшими трудностями. Кроме того, было показано, что с помощью простагландина E 1в ряде случаев можно предотвратить или значительно уменьшить поражение сердечной мышцы при инфаркте миокарда.
У кардиологических больных всегда в кармане нитроглицерин. Действительно, пока этот препарат является одним из самых эффективных средств для быстрого снятия приступов коронарной недостаточности. Группа советских ученых во главе с членом-корреспондентом АМН СССР А. Вальдманом впервые установила, что нитроглицерин расширяет сосуды сердца за счет усиления синтеза простагландинов.
У кардиологических больных всегда в кармане нитроглицерин
Ученые разных стран, занимающиеся кардиологическими аспектами изучения простагландинов, настойчиво продолжают исследования. Их уверенность в конечном успехе поисков с помощью этих гормонов методов предупреждения и лечения инфаркта миокарда вполне основательна.
Сладкие муки родов
Рождение ребенка – счастье для матери. Чувство материнства – особое, ни с чем не сравнимое, облагораживающее и душу, и характер, и облик женщины. Именно оно дает нежным, слабым по своей природе женщинам огромную силу духа и воли пройти через все испытания в течение 9 месяцев беременности и их апофеоз – роды. Пройти, чтобы с болью, в «сладких муках» Дать жизнь своему продолжению, своей «плоти и крови» – маленькому человечку, открыть ему дорогу в жизнь.
Наверное, есть какая-то необъяснимая мудрость в том, что природа сделала путь, который должна пройти женщина, чтобы стать матерью, таким непростым и тяжелым. И все-таки врачи считают, что природу стоит немного поправить – они стремятся найти эффективные средства регуляции рождаемости, ослабить интенсивность болей при родах, ускорить их, если они затягиваются.
Существует много различных методов родовспоможения и способов регуляции оплодотворения яйцеклетки. Однако их эффективность еще недостаточно высока. С открытием простагландинов у акушеров и гинекологов появились новые надежды найти союзников среди этих чрезвычайно активных веществ. Оптимизм врачей основывался на данных о том, что большая часть простагландинов синтезируется в половых органах и способна стимулировать сокращения матки, а также создавать благоприятные условия для оплодотворения яйцеклетки. Определенным подтверждением этому послужили результаты исследований по изучению содержания простагландинов в крови и околоплодной жидкости беременных женщин. Было установлено, что количество простагландинов возрастает при выкидышах и уменьшается при ослаблении сократительной деятельности матки во время родов.
Перспективность работ в этом плане представлялась настолько актуальной, что Всемирная организация здравоохранения под своей эгидой проводила и финансировала работу интернационального коллектива высококвалифицированных специалистов из разных стран мира.
Наиболее интересные результаты были получены четырьмя группами исследователей под руководством академика АМН СССР Л. Персианинова (СССР), М. Бигдемана (Швеция), М. Эмбри (Англия) и С Карима (Уганда).
Еще в 1930 году французские исследователи М. Курзрок и Ф. Либ обнаружили, что семенная жидкость оказывает двоякое действие на матку: стимулирующее и расслабляющее. Позднее удалось установить, что эти эффекты связаны с наличием в жидкости простагландинов F и Е. Первые возбуждают матку и провоцируют ее сокращения, вторые обладают противоположным действием. Дальнейшие эксперименты позволили уточнить влияние этих гормонов. Оказалось, что многое зависит и от самого органа: беременная матка реагирует па простагландины по-иному, чем небеременная. Акушеры давно заметили, что возбудимость матки нарастает с каждым днем приближения родов. И чем сильнее выражена сократимость матки, тем меньшая доза простагландинов влияет па этот процесс. Врачей особенно заинтересовало стимулирующее действие простагландинов в ранние сроки беременности в случае, когда возникала необходимость прервать ее, а средства, способные заставить матку сокращаться и тем самым изгнать плод, не действуют.
Проблема разработки эффективных лекарственных методов прерывания беременности не теряет своей актуальности. Во-первых, потому, что в ряде стран существует серьезная угроза перенаселения, во-вторых, в силу различных социальных причин женщины часто не хотят а иногда и не могут) вынашивать ребенка, в-третьих,– достаточно высока пока еще смертность женщин от различных осложнений аборта при его нелегальном выполнении. Информационный бюллетень "Прерывание беременности" (№ 7, 1980), который издается университетом Дж. Гопкинса в Балтиморе (США), сообщает, что главной причиной смерти женщин развивающихся стран в детородном возрасте являются нелегальные аборты, которых ежегодно производится от 15 до 25 миллионов. В 65 странах Азии, Африки и Латинской Америки около 84 тысяч женщин в год погибает от неквалифицированно проведенного аборта. Вот почему получение средств, способных прервать беременность терапевтическим путем без возникновения каких-либо осложнений имело бы огромные положительные медицинские и социальные последствия.
Казалось, простагландины в силу своих свойств способны творить чудеса: по желанию врача или стимулировать сокращения матки и тем самым мешать имплантации яйцеклетки, или, наоборот, расслаблять ее и способствовать развитию плода. Однако, препятствия поджидали ученых и на этом пути. Основные трудности связаны с процессом доставки. Введение простагландинов в кровь или в желудочно-кишечный тракт приводит к быстрому разрушению их, и до своей основной цели – матки – доходит очень незначительная часть этих веществ, не способная повлиять на развитие плодного Яйца.
Увеличение дозы простагландинов до того уровня, который мог бы оказаться эффективным, вызывает серьезные осложнения – сильную головную боль, рвоту, понос. Так что, возникшие препятствия преодолеть нельзя? Поначалу казалось – да. Однако в непреклонной защите наметилась брешь: советские специалисты (Е. Чернуха и другие) показали, что, точно подобрав дозы простагландина Е2 и правильно установив сроки введения его в организм женщины, можно в 97-98 процентах случаев получить желаемый эффект.
Любопытный прием использования простагландинов предложил С. Карим из Уганды – вводить гормоны в околоплодную жидкость. При этом через сутки начинаются роды. Неудобство метода заключается в том, что продолжительность действия простагландинов не очень велика и инъекции приходится повторять. Используя свойство простагландинов оказывать и противоположное действие на матку, ученые пытаются с их помощью лечить некоторые формы бесплодия и привычных выкидышей.
Исследования расширяются год от года. Разрабатываются способы предупреждения различных осложнений, вызываемых простагландинами, определения оптимальных доз и путей их введения в организм. Кроме того, со всей остротой встает проблема, решение которой устранит многие препятствия на пути внедрения "непохожих братьев" в широкую лечебную практику. Речь идет о создании эффективных искусственных простагландинов и их аналогов.
