Журнал "Здоровье" №3 (99) 1963

Гормоны — регуляторы жизни

Член-корреспондент Академии медицинских наук СССР профессор Н. А. Юдаев

На протяжении многих веков природа создавала и совершенствовала организм человека. Его нормальная жизнедеятельность обеспечивается благодаря работе различных, подчас весьма сложных систем. Если обратиться к современному кибернетическому устройству, то, как известно, оно лишь приблизительно может воспроизводить отдельные функции живого организма.

Медицинская наука располагает эффективными средствами борьбы, например, с инфекционными заболеваниями. В этих случаях лечение в основном сводится к тому, что с помощью лекарственных препаратов уничтожается попавший в организм возбудитель болезни. Ну, а как быть в тех случаях, когда какие-то, иногда неизвестные причины вызывают нарушения процессов обмена веществ и в результате человек заболевает? Так, например, возникает болезнь сосудов — атеросклероз и некоторые формы злокачественных опухолей.

Современная медицина научилась оказывать помощь больным, страдающим и этими заболеваниями. Однако причины, вызывающие их, до сих пор не раскрыты полностью. И врач, пытаясь объяснить эти причины, мной раз попадает в положение человека, которому предложили исправить современную электронно-счетную машину, а он не знает, как она устроена. В этом случае достаточно пригласить инженера, который сконструировал машину, и он на основе существующих схем поможет устранить неполадки.

Природа не оставила схем биохимической регуляции процессов обмена веществ в организме человека. Ученые их создавали и создают постепенно на основе кропотливого исследования строения и функций живой ткани. Эти схемы и в наши дни имеют лишь приближенный характер, несмотря на огромные достижения современной биохимии и физиологии.

Человек, совершая движения, работая, затрачивает энергию. Известно, что эта энергия возникает в результате химических превращений пищи, которую мы съедаем. Но обменные реакции нельзя уподобить сгоранию угля в топке или бензина в моторе. Мы ведем речь о сложных химических превращениях. В нашем организме одновременно протекают тысячи реакций, которые так согласованы, что постоянно поддерживают определенную концентрацию необходимых для жизни веществ — глюкозы, аминокислот, различных солей и микроэлементов.

Вместе с тем скорость химических реакций постоянно меняется: она повышается, когда увеличивается интенсивность труда, и уменьшается, когда человек прекращает работу. Скорость многих реакций увеличивается на морозе и уменьшается в теплом помещении.

Все особенности в строении тела связаны со строго направленным изменением в обмене веществ. Так, в определенном возрасте у мальчиков разрастается гортань, удлиняются голосовые связки и голос становится более низким. Появляется более обильный, чем у девочек, волосяной покрое. Вырастают усы и борода. У мужчин развиваются более широкие плечи, а у женщин — бедра.

Естественно, возникает вопрос, как же обеспечивается столь тонкая регуляция многочисленных химических реакций, столь целесообразные изменения обмена веществ?

Обмен веществ, как мы уже говорили, представляет собой сложную цепь биохимических реакций и изменять скорость этих реакций можно лишь с помощью очень активных химических регуляторов. Такими регуляторами являются в нашем организме гормоны, их поступление в кровь контролируется центральной нервной системой и рядом других регулирующих механизмов.

Гормоны — это химические соединения, причем одна их группа относится к классу белковых соединений, а другая — к классу стероидов, которые по своему химическому строению напоминают известный всем холестерин. Образуются гормоны в железах внутренней секреции. К ним относятся щитовидная железа, расположенная на шее близ гортани, надпочечники— две маленькие железки, каждая из которых весит не более 10 граммов, — лежащие над правой и левой почкой, поджелудочная железа, половые железы, гипофиз и др.

Все эти органы называют железами внутренней секреции, или эндокринными железами, потому что они выделяют свой секрет непосредственно в кровь, в противоположность железам-наружной секреции, выделяющим обычно свои соки через специальный проток в полость, как, например, слюнные железы, или на поверхность тела — потовые железы.

Гормоны выделяются в кровь в чрезвычайно малых количествах. Так, гормон адреналин содержится во всей крови человека в количестве, не превышающем одной двухсотмиллионной доли грамма. Все население нашей огромной страны содержит около одного грамма этого гормона. Кровь около 3 000 человек содержит приблизительно грамм очень важного гормона гидрокортизона. И вот такие малые количества химических соединений имеют решающее значение для жизни и здоровья человека!

Рассмотрим для примера деятельность поджелудочной железы. В ней сосредоточены особого рода клетки, которые называются островками Лангерганса. В них-то и синтезируется гормон инсулин. Поступая в кровь, он обеспечивает нормальное превращение и усвоение организмом основного энергетического вещества пищи — сахара. Если эти островки в результате каких-либо изменений перестанут выделять гормон, то нарушатся химические превращения сахара, он перестанет усваиваться. Количество сахара в крови резко возрастет, и он начнет выделяться с мочой. Кроме того, вследствие неправильных превращений сахара образуются вредные, токсические для организма продукты (например, ацетон), которые будут вызывать дальнейшие расстройства процессов обмена веществ.

Как видим, сахарная болезнь, или диабет, возникает не в результате проникновения в организм возбудителя болезни, например туберкулезных бацилл или вируса полиомиелита, а лишь потому, что нарушилась регуляция химических превращений сахара.

Еще 40 лет назад медицина не умела лечить таких больных. Позднее, когда благодаря исследованиям биохимиков и эндокринологов выяснилось, что это заболевание связано с недостатком в организме инсулина, научились выделять его из ткани поджелудочной железы рогатого скота. В настоящее время наша промышленность производит в огромных количествах инсулин, и диабет перестал быть столь грозным заболеванием.

В качестве второго примера, характеризующего значение гормонов для здоровья человека, можно упомянуть гормоны надпочечников. Ученым давно было известно, что если у животного удалить эти маленькие железки, оно погибнет.

Химики и биохимики выделили из надпочечников несколько десятков стероидных соединений. Биологи, исследовавшие стероидные соединения в различных химических реакциях, пришли к выводу, что некоторые из них являются гормонами. Химики научились теперь не только синтезировать эти гормоны, но и изменять их свойства, то есть совершенствовать создания самой природы.

Главный гормон надпочечников — гидрокортизон (кортизон) обеспечивает нормальное протекание реакций обмена белков, углеводов и жиров. Другой гормон — альдостерон — регулирует обмен солей в организме.

Стероидные гормоны коры надпочечников или, как их называют, кортикостероиды, применяются ныне не только тогда, когда нарушаются функции коры надпочечников. Широко и с успехом они используются при различных заболеваниях суставов, при бронхиальной астме, болезнях кожи и т. д. Они незаменимы в хирургической практике, когда в результате травмы или тяжелой операции резко падает кровяное давление. Введение гидрокортизона, как правило, нормализует кровяное давление.

Гормоны в чистом виде выделяют из тканей животных с помощью этого сложного аппарата

Можно сформулировать общее правило: кортикостероиды полезны во всех случаях, когда требуется мобилизация сил организма. Кстати, этим правилом постоянно пользуется организм человека и животных с помощью системы регуляции, созданной природой. Так, многочисленными исследованиями установлено, что когда организм оказывается в состоянии напряжения (физическая травма, хирургическая операция, действие низкой температуры и т. д.), надпочечники резко повышают выделение стероидных гормонов в кровь. Иногда этого оказывается недостаточно и тогда приходится прибегать к искусственному их введению.

Каковы же механизмы, с помощью которых организм регулирует поступление гормонов в кровь? Таких механизмов много. В качестве примера рассмотрим реакцию организма на холод.

Резкое падение температуры окружающей среды воспринимается окончаниями периферических нервов, расположенными на поверхности тела. Импульсы, возникающие в нервах, передаются в центральную нервную систему, в ту ее часть, которая носит название подбугорья (гипоталамус). При этом в гипоталамусе выделяются химические вещества, поступающие по кровеносным сосудам в переднюю долю гипофиза (придаток мозга). Тогда в гипофизе увеличивается скорость образования и выделения адренокортикотропного гормона, являющегося специфическим стимулятором коры надпочечников. Повышенное выделение кортикостероидов и обеспечит изменение обмена веществ и приспособление организма к низкой температуре. Разумеется, что в сложные реакции приспособления к холоду, кроме надпочечников, вовлекаются и другие железы.

Регуляция скорости поступления гормонов в кровь может осуществляться и с помощью более простых механизмов. Например, если искусственно ввести в организм кортикостероиды и повысить таким образом их концентрацию, то в ответ на это кора надпочечников перестанет синтезировать и выделять соответствующие гормоны. То же произойдет и со щитовидной железой, если в организме окажется избыток гормона этой железы — тироксина.

Скорость поступления в кровь гормона инсулина повышается под влиянием избыточного количества сахара в крови. Эта зависимость является замечательным примером биохимического приспособления организма, созданного природой: чтобы использовать сахар, необходим инсулин, и именно сахар является стимулятором выделения инсулина.

Говоря о сложных процессах обмена веществ, необходимо иметь в виду, что различные железы функционально связаны между собой. Так, повышенное выделение гормона щитовидной железы вызовет, с одной стороны, усиленный распад гормонов коры надпочечников и, с другой — повысит их поступление в кровь. Избыточное выделение инсулина сопровождаётся повышенным выделением адреналина, и наоборот. Следовательно, если в результате болезни или возрастных изменений какая-либо железа внутренней секреции начнет функционировать неправильно, это скажется на функции других желез.

Чтобы овладеть гормональной регуляцией и поставить ее на службу практической медицине, ученые многих стран мира ведут исследования в нескольких направлениях. Они расшифровывают сложнейшую схему механизмов, с помощью которой регулируется скорость поступления гормонов в кровь при различных состояниях организма. Тщательно изучают соотношения гормонов в организме при различных болезнях и старении. Знание этих соотношений позволит устранять всякого рода нарушения в гормональном снабжении организма путем простого введения искусственно созданных гормонов. Третий путь, по которому идут ученые, это выяснение механизмов непосредственного действия гормонов на реакции синтеза и превращения веществ в организме.

До конца познать процессы обмена веществ, научиться управлять ими — это чрезвычайно важная и увлекательная задача современной медико-биологической науки. Успешное решение ее даст врачам средства, с помощью которых можно будет устранять многие заболевания, продлить жизнь человека. В январском Постановлении «О мерах по дальнейшему развитию биологической науки и укреплению ее связи с практикой» Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР четко определили, что одной из основных проблем биологической науки является изучение обмена веществ в организмах, способов управления процессом обмена.