Глава 14. Общие механизмы гуморальной регуляции
14.1. Исторический очерк
Развитие представлений об управлении жизненными процессами при помощи химических веществ относят к временам Гиппократа, который приписывал неким «сокам организма» способность управлять и телом, и духом человека.
Термин «внутренняя секреция» появился в работах К. Бернара, который в 1857 г. обнаружил, что печень наряду с выделением желчи в кишечник (внешняя секреция), о чем уже знали, поставляет в кровь глюкозу (внутренняя секреция). Примечательно, что и термин «гормон» вошел в физиологию не при изучении эндокринных желез, а в связи с открытием влияния секретина на внешнюю секрецию поджелудочной железы, обнаруженного в 1902 г. У.М. Бейлиссом (1860–1924) и Э.Г. Старлингом (1866–1927). В 1904 г. Уильям Б. Харди назвал секретин гормоном.
В середине XIX в. обратили внимание на давно известные бытовые факты пагубного влияния кастрации животных и людей не только на детородную функцию, но и на обмен веществ («метаморфоз», как тогда говорили), что приводило к глубоким изменениям вторичных половых признаков. Экспериментальное доказательство связи этих нарушений с отсутствием мужских половых желез представил немецкий физиолог Арнольд Берхольд (1803–1861), пересадив в 1849 г. кастрированному петуху семенники. У подопытной птицы восстановились как первичные, так и вторичные половые признаки.
В 1888 г. Шарль Эдуард Броун-Секар (1817–1894) ввел себе экстракт семенников животных и испытал омоложение, но непродолжительное. Именно он ввел в науку термин «железы внутренней секреции».
В 1902 г. Дж.Н. Ленгли сообщил, что вещество, выделяемое в кровь надпочечниками, вызывает такие же биологические эффекты, как и стимуляция симпатических нервов. В том же году японский исследователь Е. Такамине получил этот инкрет в кристаллическом виде и назвал его адреналином.
В 1909 г. выдающегося швейцарского хирурга Эмиля Теодора Кохера (1841–1917) наградили Нобелевской премией за многолетние исследования щитовидной железы и успешные операции на ней, а через 5 лет американский биохимик Э.К. Кендалл (1886–1972) выделил из этой железы гормон и назвал его тироксином. Успехи физиологических и клинических исследований щитовидной железы привели к рождению новой науки — эндокринологии.
Следующим важным шагом в ее развитии стало выделение инсулина из тканей поджелудочной железы канадским физиологом Ф.Ф. Бантингом (1891–1941). Благодаря огромной клинической значимости открытия инсулина как средства лечения сахарного диабета ученый стал Нобелевским лауреатом.
В 30–40-х гг. ХХ в. были открыты гормоны коркового вещества надпочечников — глюкокортикоиды.
Ф.Ш. Хенч (1896–1965) в клинике применил глюкокортикоиды в качестве противовоспалительного средства. Основанием для лечебного использования гормонов коры надпочечников послужило учение об адаптационном синдроме Г. Селье (1907–1982).
В 1930 г. П.Э. Смит установил стимулирующее влияние на корковое вещество надпочечников экстракта (вытяжки) передней доли гипофиза. Позднее идентифицировали действующее начало такого экстракта — адренокортикотропный гормон (АКТГ) (кортикотропин).
В 1955 г. Э.В. Шали установил, что продукция кортикотропина, в свою очередь, стимулируется экстрактом гипоталамуса.
Физиологически активные вещества, продуцируемые гипоталамусом для управления эндокринной функцией передней доли гипофиза, Э.В. Шали предложил называть рилизинг-факторами (рилизинг-гормонами). Они оказались низкомолекулярными пептидами. Соматостатин, угнетающий синтез соматротропина (гормона роста), выделен в 1944 г. Г.М. Эвансом и К.Х. Ли.
За работы по выделению из задней доли гипофиза вазопрессина и окситоцина с последующим синтезом последнего В. Дю Виньо (1901–1978) удостоен Нобелевской премии в 1955 г. Было доказано, что задняя доля гипофиза не продуцирует гормоны, а служит хранилищем физиологически активных веществ — гипоталамических нейропептидов.
Данные о рилизинг-гормонах, вазопрессине, окситоцине и других пептидах, синтезируемых и выделяемых нейронами, укрепили представление о нейросекреции, которое развивалось в физиологии трудами Э. Шаррера (1928), Б. Шаррера и Баргманна (30-е гг. ХХ в.). В 1946 г. Г. Руси (1874–1948) предложил называть нейроэндокринологией новый раздел эндокринологии, и с 1963 г. этот термин укоренился в физиологии и медицине.
Развивалась концепция тканевых гормонов — физиологически активных веществ, выделяемых не специализированными железами внутренней секреции, а клетками различных тканей. Позднее обнаружили множество гормонов желудочно-кишечного тракта, действующих не только на процессы пищеварения, но и на многие другие функции. Кроме того, тождественные им вещества продуцировали и другие органы, включая головной мозг. Физиологические данные нашли опору в морфологической концепции APUD-системыAPUD-система [Amine Precursor Uptake and Decarboxylation (cells)] — совокупность эндокринных клеток, секретирующих пептидные гормоны и расположенных в различных органах. Клетки системы APUD имеют общие черты: содержат амины, могут in vivo захватывать предшественников этих аминов, содержат декарбоксилазу аминокислот., разработанной в 1960–1980 гг. А. Пирсом и Дж. Полаком.