Внутриклеточные гормоны

История биологии и медицины знает немало открытий, совершивших за короткий промежуток времени триумфальное шествие по научно-исследовательским центрам во всем мире. Лет двадцать назад достигла своего апогея эпоха антибиотиков. За ней последовала эпоха гормональных препаратов. Не вступаем ли мы сейчас в эпоху простагландинов?

Совсем недавно в одном из солидных академических научно-популярных журналов была напечатана статья с характерным названием "Простагландины - чудо-лекарство семидесятых годов?". Автор статьи как бы предлагал читателям самим ответить на вопрос: смогут ли простагландины стать универсальным лекарством?

Конечно, лекарства от всех болезней не было и быть не может. Однако существуют химические соединения, которые обладают на редкость разнообразными биологическими функциями. Они наделены удивительной способностью согласовывать между собой самые разнообразные процессы у животных, растений и насекомых. Такими универсальными координаторами служат, например, гормоны.

Их необыкновенные способности удобно продемонстрировать в опытах с крупной гусеницей шелкопрядацекропии. Она, как и полагается, через определенное время превращается в куколку, а затем в бабочку. Если взрослую гусеницу разрезать пополам, то, хотя обе половинки способны жить, в куколку может превратиться только одна. Та, что имеет голову.

Если целую гусеницу перевязать ниткой, в результате такой операции разовьется странное существо. Передняя часть гусеницы превратится в бабочку, а задняя останется гусеницей. Наконец, если соединить между собой восемь половинок от восьми обезглавленных гусениц в одну цепочку, а к ней присоединить девятую половинку с головой, получится уродливое существо, способное к дальнейшим преобразованиям.

Значит, в головной части гусеницы вырабатывается какой-то гормон. Ведь гормоны - это регуляторы биологических процессов в масштабах всего организма, которые синтезируются в определенных частях тела и разносятся с током крови или другой жидкости. Гормоны оказывают влияние на деятельность многих органов, удаленных от места их образования.

Внутриклеточные гормоны

В последние годы некоторые исследователи стали называть простагландины внутриклеточными гормонами - регуляторами биологических процесов в масштабах не целого организма, а только одной клетки. Можно спорить с авторами о правомочности нового термина, но в одном они правы. Нововведение подчеркивает универсальность, многоплановость действия простагландинов.

Акушеры знают, что при родах в ряде случаев необходимы лекарства, вызывающие стимуляцию родовой деятельности матки. Процесс рождения ребенка - процесс сложный. Так вот, вполне возможно, что простагландины вскоре смогут найти широкое применение в акушерской практике, хотя механизм их возбуждающего действия на матку еще далеко не изучен.

Углубленные исследования в этом направлении идут в Советском Союзе. Вот, например, как проводилась одна из многочисленных серий опытов в работах двух видных советских ученых - академика Л. Персианинова и профессора А. Кудрина.

Матка крольчих по некоторым физиологическим особенностям близка к матке человека. Они одинаково реагируют на некоторые лекарства, гормоны и физиологически активные вещества. Поэтому исследователи проводили опыты на изолированной матке нерожавших, рожавших и беременных крольчих.

Орган помещали в стеклянный стаканчик с физиологическим раствором, к которому добавляли изучаемые вещества и следили за поведением изолированной матки.

Ученые считают, что в сокращении матки большое значение играют специальные воспринимающие участки на поверхности клеток, рецепторы. Лекарство или гормон сначала действует на этот воспринимающий участок клетки, на рецептор. Ответ на воздействие лекарства или гормона передается во внутренние отделы клетки. И уже в глубине ее каким-то образом включаются механизмы, приводящие в конечном итоге к сокращению матки.

Оказалось, что простагландин вызывает сокращение матки и в том случае, когда все известные рецепторы на поверхности клетки "закрыты" с помощью специальных химических веществ. Это позволяет предположить, что простагландины имеют на поверхности клетки свои "персональные" чувствительные участки, свои рецепторы.

Простагландин, который используется для стимулирования родовой деятельности у женщин, можно применять и когда нужно прервать беременность. В ряде случаев к нему прибегают и по медицинским соображениям, особенно когда беременность угрожает жизни матери.

Простагландин F - два альфа обладает одной характерной особенностью. При разных способах введения лекарство способно вызвать сильное сокращение матки практически в любые сроки беременности.

Каждый год приносит новый урожай сведений о биологической активности простагландинов.

Биохимики знали давно: основным "топливом" для большинства организмов служат углеводы. Во время работы мозга практически единственным источником энергии является глюкоза. Однако по самым последним данным, по меньшей мере половина энергии в организме млекопитающих образуется за счет окисления жирных кислот. Их окисление и образование энергии происходят в клетках печени, почек, сердца, скелетных мышцах...

У птиц, совершающих весенние и осенние перелеты на тысячи километров, липиды и жирные кислоты, по существу, единственный источник "топлива". Жир и жирные кислоты поддерживают жизнь животных во время длинной зимней спячки. Из всего этого следует, что в организме животных и птиц должны существовать специальные механизмы, с помощью которых можно включать и выключать биохимическую "машину", нарабатывающую энергию из жирных кислот.

Так вот, оказалось, что простагландин Е тормозит, а в ряде случаев и полностью подавляет поступление жирных кислот из жировой ткани. Стоило его добавить к ткани животных совершенно в ничтожных количествах, как мобилизация жирных кислот резко снижалась. Подумайте сами, одна десятитысячная доля миллиграмма полностью затормаживала этот процесс.

Конечно, простагландин Е только один из "выключателей биохимической машины" работающих на жирных кислотах. В сложном организме млекопитающих наработка энергии находится под контролем нервной и эндокринной систем, зависит от характера пищи и внешних условий окружающей среды.

Существуют болезни века.

В средние века в Европе такими болезнями были чума, холера, оспа... В XIX веке настоящим бичом городских трущоб стал туберкулез. Сейчас эти болезни практически полностью побеждены, во всяком случае, с ними умеют успешно бороться.

В наши дни болезнями века стали сердечно-сосудистые заболевания. К числу их можно отнести гипертоническую болезнь. Поэтому внимание ученых постоянно приковано к исследованиям, направленным на поиски средств от гипертонии.

Врачи и биологи долгое время безуспешно пытались понять, почему удаление почек у экспериментальных животных обязательно приводит к повышению артериального давления. Наконец, американскому исследователю Д. Ли удалось выделить из почек вещество неизвестной химической природы, которое на короткий промежуток времени снижало артериальное давление. Прошло несколько лет упорных поисков, и тот же ученый выяснил, что это простагландин А - два альфа. Тогда Д. Ли высказал предположение: некоторые формы гипертонической болезни вызываются тем, что в почках вырабатывается недостаточно простагландина.

Внутриклеточные гормоны

Сообщение, что простагландин снижает давление крови и увеличивает частоту сердечных сокращений, было встречено с огромным интересом. Им заинтересовались и биологи и врачи. И вот было обнаружено: почки выделяют в кровь два противогипертонических простагландина. Они обладают способностью расширять сосуды и увеличивать скорость тока крови в почках. Сегодня лекарства, полностью излечивающего от гипертонии, пока еще не создано. Поиск путей лечения "болезни века" продолжается.

Существует другое серьезное заболевание - астма. При ее тяжелых формах человек испытывает удушье. Долгие годы врачи бьются над решением нелегкой проблемы, как лечить эту болезнь. И вот в исследовательских лабораториях было обнаружено, что некоторые простагландины, а также их предшественнику вызывают отчетливо видимое расслабление гладких мышц бронхов у млекопитающих и человека. Логично было предположить, что эти простагландины можно использовать при лечении бронхиальной астмы.

Вопрос этот, к сожалению, пока еще не решен положительно. Однако уже показано, что вдыхание аэрозоля, содержащего простагландин Е, вызывает расширение бронхов. Его действие в 10-100 раз сильнее, чем у всех известных лекарств, применяемых для этих целей.

Кто не слышал о таком распространенном заболевании, как ядва желудка? Причины его сложны и многообразны. Повышенная секреция желудочного сока ускоряет образование язвы на стенке желудка. И вот в экспериментах на лабораторных животных было обнаружено, что некоторые из простагландинов обладают разнообразным действием на желудочно-кишечный тракт. Простагландины Е и А тормозили секрецию желудочного сока, а простагландин Ё угнетал деятельность поджелудочной железы и вызывал сокращение тонких кишок.

Однако говорить о внедрении простагландинов в лечебную практику преждевременно. Механизм действия простагландинов, их побочное влияние изучены еще недостаточно. Лекарство обладает необыкновенной гибкостью. Одни простагландины, например, способны снижать артериальное давление, другие, наоборот, его повышают. В чем тут дело, еще неизвестно. Более того, даже один и тот же простагландин при введении разными методами и дозировками может вызвать противоположное действие. Не случайно на недавно состоявшейся очередной "простагландиновой" международной конференции ученые из разных стран призывали не торопиться с применением простагландинов в лечебной практике. Необходимо тщательно исследовать возможности побочного действия этой новой группы биологически очень активных веществ.