Текст книги "Вездесущие гормоны"
Автор книги: Игорь Кветной
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 16 страниц)
Со щитом или на щите!
Во фразу, пришедшую к нам из древности, вложен глубокий смысл: со щитом – значит с победой, на щите – с поражением.
В организме тоже есть свой щит, надежно защищающий его от всяких невзгод. Если он крепок – в организме все в порядке, если что-то произошло и в щите появилась трещина – жди беды, появляются нарушения деятельности различных систем. Что же это за щит, страж нашего организма? Нетрудно догадаться, тем более, что название органа говорит само за себя: щитовидная железа. Так назвал ее в 1656 году Т. Вартон.
Щитовидная железа известна анатомам и врачам еще с глубокой древности. Мнения о ее роли господствовали самые разные. От суждений Галена о том, что этот орган является частью голосового аппарата, а итальянского патолога Дж. Морганьи и других известных ученых XVIII века о выработке ею особых "смазывающих" веществ до суждений о ней как о сосудистом барьере, препятствующем избыточному поступлению крови в мозг, и, наконец, как об образовании, созданном богом для украшения шеи!
Современные научные представления о щитовидной железе стали складываться к концу XIX века, когда швейцарский хирург Т. Кохер в 1883 году описал признаки умственной отсталости (кретинизма) у ребенка после удаления железы по поводу зоба – резкого ее увеличения. Термин "кретин" является искаженным французским словом "кретьен" – христианин. В далекие времена, не зная истинной причины умственной отсталости, люди считали таких больных "отмеченными богом".
После наблюдений Кохера и его коллег интерес к щитовидной железе заметно возрос, тем более что в 1896 году А. Бауманы установил высокое содержание йода в железе и обратил внимание исследователей на то, что еще древние китайцы успешно лечили кретинизм золой морских губок, содержащей большое количество йода.
В 1917 году американский биохимик Э. Кендалл сумел изолировать активное химическое вещество из щитовидной железы. Он убедительно показал, что оно обладает свойствами гормона (оказывает определенный физиологический эффект), и назвал его тироксином (от греческого "тиреос" – щит). Через 10 лет, в 1927 году, англичанин Д. Харингтон точно установил химическое строение тироксина, выяснил, что он образуется из прогормона (тоже очень активного) – трийодтиронина. Субстратами для образования трийодтиронина и тироксина служат аминокислота тирозин и микроэлемент йод. Харингтон явился пионером искусственного синтеза тироксина.
Щитовидная железа имеет чрезвычайно важное значение для нормальной жизнедеятельности любого живого существа. Ее основной гормон тироксин является теми вожжами, которые сдерживают и умело управляют скачущей лошадью – нашим организмом, приноравливая скорость, темп и ритм "бега жизни" к условиям сиюминутной ситуации.
Щитовидную железу от всех других эндокринных органов отличает одно очень существенное обстоятельство, накладывающее свой отпечаток на ее функцию. Гормон тироксин содержит в своем составе йод – элемент, поступление которого в организм ограничено. Другие эндокринные органы не испытывают недостатка в элементах, необходимых для синтеза ими гормонов. Природа позаботилась о том, чтобы щитовидная железа имела необходимый запас йода на тот случай, если по каким-либо причинам произойдет перерыв в снабжении им организма из-за отсутствия этого элемента в пище. Для сохранения нормальной жизнедеятельности в щитовидной железе существует специальный механизм, позволяющий извлекать йод из крови и создавать запас его на срок до 10 недель! Таким уникальным свойством не обладает больше ни один эндокринный орган.
Гормон щитовидной железы тироксин тоже выделяется среди своих собратьев. Он чрезвычайно стабилен и эффективен при пероральном введении (то есть при приеме его через рот в виде порошков и таблеток). Поэтому достаточно больному принять внутрь порошок высушенной щитовидной железы, чтобы получить достаточно быстрый и стойкий лечебный эффект. Именно таким способом английский врач Г. Мюррей и начал в конце XIX века лечить гипотиреоз – недостаточность щитовидной железы. Кстати, этот метод не утратил своего значения и в наши дни – в аптеках продают порошкообразные и таблетированные лекарства, представляющие собой соответствующим образом высушенные и обработанные щитовидные железы.
Щитовидная железа обеспечивает жизненно важные функции. Она барометр погоды в организме. Тироксин необходим для нормальной деятельности всех органов и систем. А для образования тироксина нужен йод. И все беды, которые, к сожалению, пока еще нередко происходят со щитовидной железой, зависят именно от того, насколько полноценно и регулярно организм получает йод из внешней среды.
Мало йода – синтез тироксина снижается. Возникает гипотиреоз. Как следствие – кретинизм в детстве и болезнь, называемая миксидемой, у взрослых. Гипертиреоз – повышение выработки тиреоидного гормона редко возникает из-за избытка йода, поскольку лишний йод выводится почками, если они нормально работают. Причиной гипертиреоза является в большинстве случаев патология гипофиза – повышенная выработка им тиреотропного гормона (ТТГ), ускоряющего синтез тироксина в щитовидной железе. Чаще всего причиной может быть наследственное предрасположение или опухоль гипофиза, состоящая из клеток, вырабатывающих ТТГ.
Важность щитовидной железы для организма прекрасно демонстрируют опыты по удалению ее у экспериментальных животных. У молодых крыс эта операция приводит к остановке роста, психическим сдвигам, выраженным обменным нарушениям, дисфункции половых желез, изменениям состава крови, сухости кожи, снижению иммунологической защиты от инфекций. У взрослых животных описанные нарушения развиваются медленнее, но качественно проявляются точно так же, как у молодых.
Именно поэтому хирурги очень осторожно оперируют на щитовидной железе. Ни в коем случае нельзя удалять всю железу. Врачи убирают только зоб – избыток ткани щитовидной железы, возникающий вследствие усиленного размножения ее клеток. Такое мощное деление клеток возникает в ответ на йодную недостаточность и рассматривается как компенсаторно-приспособительный процесс. Иными словами, железа пытается восстановить равновесие – повысить продукцию недостающего тироксина за счет увеличения количества производящих его клеток. Иногда она может "перестараться", и тогда возникает тиреотоксический зоб – болезнь, протекающая с симптомами увеличенной выработки тироксина – пучеглазием, сердцебиением, потливостью, психоэмоциональными расстройствами. По имени автора, впервые описавшего подобное состояние, это заболевание называется базедовой болезнью.
Зоб может быть эндемическим и спорадическим (от греческого endemos – местный, sporadikos – рассеянный, отдельный). Эндемический зоб обусловлен недостатком йода в питьевой воде и почве определенных районов земного шара. Еще римский писатель и ученый Плиний и другие древние авторы, путешествуя по свету, отмечали существование четко ограниченных районов, где зоб встречался очень часто. Сейчас существуют специальные карты очагов эндемического зоба. К таким территориям относятся, например, Центральные Альпы в Швейцарии, долина Судана, Иран, Бразилия, Северная Италия, районы Дербишира и Ноттингемшира в Англии, Карпаты в СССР, бассейны реки Святого Лаврентия и Великих озер в США и другие местности. В этих зонах увеличение Щитовидной железы отмечается не только у людей, но и У животных, рыб, птиц.
Спорадический зоб в отличие от эндемического не связан с природными очагами. Он возникает в результате приема пищевых продуктов или лекарственных веществ, блокирующих усвоение йода и тем самым препятствующих образованию тироксина. Так, например, в Тасмании у детей встречается зоб, обусловленный употреблением ими молока от коров, питающихся растением семейства Barbarea, которое содержит антийодные вещества. Также известно, что некоторые сорта капусты, репы, брюквы, турнепса содержат естественные тиреостатические компоненты. Бездумное увлечение только этими продуктами в ущерб другим создает предпосылки для возникновения спорадического зоба. Чтобы питание было полноценным, оно должно быть разнообразным.
Среди лекарств, недружелюбно настроенных по отношению к йоду, можно назвать сульфаниламидные препараты, аспирин, фенацетин, хлорпромазин, вещества, содержащие серу. Так что, борясь с простудой и головной болью, не будем забывать о других, здоровых в этот момент органах, чтобы не оправдывать выражение: "Одно лечишь, другое калечишь!"
Тот факт, что профилактическое введение йода препятствует возникновению зобной болезни у людей, является наиболее убедительным доказательством связи между причиной подобной патологии и йодной недостаточностью. Йодная профилактика зоба и лечение препаратами йода неосложненных форм этой болезни связаны с именами американских ученых А. Марине и Д. Ким-балла. Марине впервые в 1916 году отметил возникновение зоба у рыб, находящихся в аквариуме, вода в котором содержала мало йода. Основываясь на этом, американские врачи провели йодную профилактику на школьниках города Акрона штата Огайо, эндемичного по зобу. Они получили невероятный эффект. Результаты их работы описываются сейчас как классический пример в учебниках по эндокринологии. Если у девочек, не получавших йода, зоб возникал в 27,6 процента случаев, то среди получивших препараты йода зоб был отмечен только в 0,2 процента!
Работы Марине и Кимбалла совершили переворот в этой области медицины. По существу, они открыли эру избавления человечества от тяжелого страдания. Последующие многочисленные наблюдения специалистов в разных странах полностью подтвердили правоту американских коллег – йод действительно спасал больных зобом. Так, в Швейцарии произошло резкое снижение заболеваемости зобом и кретинизмом. Известный американский эндокринолог А. Гроллман в своем популярном руководстве по клинической эндокринологии пишет, что в тех кантонах Швейцарии, где в законодательном порядке всем жителям предписывалось использовать йодированную соль, полностью исчез ранее широко распространенный зоб. Сейчас йодная профилактика зоба проводится повсеместно путем продажи в магазинах йодированной соли и назначения женщинам в период беременности еженедельного приема йодида калия.
Болезнь гуттаперчевого мальчика
Щитовидная железа не только надежно охраняет организм от всяких невзгод, но служит настоящим щитом по отношению еще к одному важному эндокринному органу – паращитовидным железам. Небольшие по разме-)у (у человека 3-8 миллиметров в длину, 2-5 миллиметров в ширину и 0,5 – 2 миллиметра в толщину), они лежат под щитовидной железой на задней ее стенке. Чаще всего их четыре, но иногда может быть две или больше четырех. Есть сообщения об обнаружении даже 12 паращитовидных желез. Общий вес четырех желез не превышает 0,3 грамма. Но вес и размеры вовсе не отражают роль и значение того или иного органа. Помните, в сказке, «мал, да удал»? Так вот, паращитовидные железы действительно обладают очень нужной функцией. В них продуцируется два жизненно важных гормона: пазатгормон и кальцитонии. Являясь антагонистами, они регулируют фосфорно-кальциевый обмен.
Болезнь гуттаперчевого мальчика
Кальций с фосфором не уживаются, их отношения складываются не по-приятельски: кальция много – фосфора мало, повышается уровень фосфора – снижается концентрация кальция. Паратгормон повышает уровень кальция в крови и снижает концентрацию фосфора, кальцитонин оказывает прямо противоположное действие – снижает продукцию кальция и усиливает накопление фосфора в тканях.
Без паращитовидных желез организм существовать не может. Удаление их ведет к тетании – своеобразным судорогам, подергиваниям всех мышц, эпителиптоидным припадкам, параличу дыхательной мускулатуры и в короткий период времени заканчивается гибелью. Теперь хирурги это знают, и смертельные исходы практически исключены, а в прошлом и начале нынешнего века операции по поводу зоба у людей часто приводили к тетании.
В паращитовидных железах могут развиваться опухоли – аденомы. Это приводит к усилению выработки кальцитонина, потому что новообразования состоят именно из тех клеток, которые продуцируют данный гормон. Впервые подобное заболевание описал еще в прошлом веке известный немецкий патолог Ф. Реклингаузен, и с тех пор эта болезнь носит его имя. При болезни Реклингаузена в силу повышенной выработки кальцитонина происходит "вымывание" кальция из костей – так называемый декальциноз скелета. Теряя кальций, кости становятся непрочньши, вначале гибкими, потом ломкими, возникают множественные переломы. На ранних стадиях заболевания резко возрастает подвижность суставов, больные могут принимать неестественные позы (закладывать ноги за голову, скручиваться спиралью) – вспомните "гуттаперчевого мальчика". Может быть, прообразом его послужил ребенок с начальной формой болезни Реклингаузена?
С развитием болезни происходят уродующие деформации скелета, выпадение зубов. В почках образуются камни, их функция нарушается, почечные канальцы закупориваются отложениями кальция, возникает застой мочи. Следствие этого – хроническая почечная инфекция, гнойники и всякие другие тяжелые осложнения.
Единственным радикальным методом лечения болезни Реклингаузена является удаление аденомы с сохранением оставшейся нормальной ткани паращитовидных желез и компенсацией возможного резкого снижения кальцитонина после операции введением его синтетических аналогов.
Вот какими важными органами оказались щитовидная и паращитовидные железы. Поэтому к пожеланиям медиков и психологов беречь сердце и голову, добавим: "И шею тоже".
Разгадка тайн тимуса
Есть органы, функция которых ясна сразу, их работа на виду. Например, сердце, легкие, почки. А функция некоторых органов долгое время оставалась загадкой. Ученые понимали, что природа ничего просто так не создает, раз какой-то орган существует, значит, он необходим и его роль нужно выяснить. Она может иметь большое значение в жизнедеятельности всего организма.
Одним из самых загадочных органов долгое время оставался тимус – вилочковая железа, названная так из-за своей двурогой формы. Она лежит за грудиной и обладает удивительным свойством. У новорожденных детей – очень крупная, весит 15 граммов (то есть, если принять средний вес младенца за 3 килограмма, то масса вилочковой железы составит 0,5 процента веса тела), а у взрослого сорокалетнего человека вес этой железы не превышает 3 граммов (0,005 процента веса тела). Получается, что с возрастом масса тимуса уменьшается в 100 раз. Действительно, у взрослых людей этот орган настолько атрофируется, что практически совершенно незаметен при патолого-анатомических исследованиях. Такой метаморфозы не происходит ни с одним органом. В чем же тут дело?
Если у взрослого человека тимуса почти нет и без него люди живут нормально, так зачем он нужен в детском возрасте, да еще такой крупный? Может быть, природа ошиблась? Оставила тимус как "след прошлого", рудимент какого-то органа, развитого у животных, стоящих на низшей ступеньке эволюционной лестницы?
До 60-х годов нашего столетия специальных исследований тимуса для выяснения этого вопроса практически не предпринималось. Отдельные наблюдения по удалению оставшейся части тимуса у взрослых животных не выявляли никаких значимых последствий. В 1960 году загадкой тимуса заинтересовался выдающийся австралийский иммунолог, директор Института медицинских исследований в Мельбурне, лауреат Нобелевской премии Фрэнк Вернет. Он поручил заняться исследованием функции вилочковой железы своему молодому сотруднику Джеку Миллеру и направил его в Лондонский национальный институт медицинских исследований, где в то время небольшая группа специалистов взялась за изучение этого органа.
Выбор Бернета оказался удачным. Миллер разгадал загадку тимуса. В 1961 году в американском журнале "Ланцет" появилась его первая работа о вилочковой железе, из названия которой ("Иммунологическая функция тимуса") уже все было ясно. Миллер впервые показал, что тимус является основным органом иммунитета – защиты организма от воздействия чужеродных факторов. Именно в вилочковой железе в период новорожденности возникают лимфоциты – клетки иммунной системы. Из тимуса они расселяются в другие органы – костный мозг, селезенку, лимфатические узлы. Выполнив свою родоначальную функцию, тимус отходит в тень, постепенно атрофируется, "передает дела" другим иммунокомпетентным органам.
Без тимуса невозможно развитие иммунной системы. Удаление тимуса у новорожденных и детей раннего возраста приводит к ослаблению защитных сил и к смерти. Тимус в период развития и становления организма – жизненно важный орган. Читатель скажет: "Все это очень интересно, но при чем здесь эндокринология и гормоны?"
А вот при чем. Когда в 1961 году Миллер удалил тимус у новорожденных мышей, он увидел, что у них в отличие от взрослых животных развивается патологическое состояние – так называемый вастинг-синдром (от английского wasting – истощение): замедляется рост, появляются облысение, кишечные расстройства, происходит "разжижение" крови (обеднение ее клеточными элементами – эритроцитами, лейкоцитами, тромбоцитами), а главное, возникают тяжелейшие иммунологические нарушения вплоть до полной потери иммунитета. Любая, даже легкая микробная инфекция оказывается для таких мышей смертельной.
Тогда Миллер решил проверить, нельзя ли компенсировать нарушения, возникающие при вастинг-синдроме, введением экстрактов тимуса. Попробовали – можно. Описанные нарушения если и не исчезали полностью, то в значительной мере становились менее выраженными. Наблюдения Миллера послужили началом поисков гормонов тимуса. И вот тут исследователи столкнулись с обстоятельствами, которые не перестают удивлять научный мир до сих пор.
Дело в том, что тимус оказался в буквальном смысле "кладовой гормонов". Предполагали выделить один, ну пусть два фактора из вилочковой железы, а их обнаружили значительно больше и пока, видимо, мы не знаем еще всех тех ценностей, которые запасены в вилочковой железе. Из центрального органа иммунитета тимус превратился в один из главных органов эндокринной системы. Известный советский патолог член-корреспондент АМН СССР В. Серов образно назвал вилочковую железу "перекрестком иммунной и эндокринной систем регуляции".
Какие же гормоны синтезируются в тимусе? З. Кемилева (Болгария) провела анализ литературных данных об эндокринной функции тимуса и установила, что за прошедшие 25-лет из вилочковой железы выделен 21 фактор, обладающий гормональными свойствами. Большинство из них не имеет специальных названий. Спектр их физиологического действия очень широк: от регуляции размножения и деятельности лимфоидных иммунокомпетентных клеток до участия в обеспечении различных физиологических процессов, антиканцерогенного влияния, взаимодействия с другими гормонами. Из множества биологически активных веществ, вырабатываемых тимусом, наибольшее внимание привлекли три гормона. Тимозин и тимин, выделенные американским эндокринологом А. Гольдштейном, и Т-активин, полученный коллективом советских исследователей под руководством В. Ариона.
Тимозин стимулирует развитие лимфоцитов. Предварительное введение его мышам до удаления вилочковой железы предохраняет животных от возникновения вастинг-синдрома и усиливает трансплантационный иммунитет. Тимин специфически действует на мышечную ткань, ингибирует нервно-мышечную передачу, вызывает атрофию мышц. Т-активин обладает свойствами, подобными тимозину, но значительно более активен. Достижение равнозначных эффектов Т-активин обеспечивает в дозах в 6-9 раз меньших, чем тимозин. Применение его у больных лимфогранулематозом показало перспективность этого препарата для повышения нарушенного иммунного статуса у онкологических больных.
Тимозин стимулирует развитие лимфоцитов
В последние годы в эндокринологии тимуса обнаружились новые факты. Оказалось, что эпителиальные клетки, которых в тимусе меньше лимфоцитов (ранее их функция была неясна), являются источниками уже не гормонов частного специфического иммунотропного характера, а гормонов, обладающих общерегуляторным действием. Сотрудница нашей лаборатории в Институте медицинской радиологии АМН СССР С. Александрова показала выработку тимусом серотонина, мелатонина, катехоламинов. Эти исследования представляют большой интерес и в настоящее время успешно развиваются для установления защитной роли тимуса в процессе адаптации организма к воздействию ионизирующей радиации и при возникновении злокачественных опухолей,
Исследования различных сторон деятельности тимуса приобрели настолько широкий характер, что в литературе появился термин "тимология" – наука о тимусе. Многие ученые считают, что тимология вступила сейчас в свой золотой век!