Самая главная железа: мозг

При стрессе мозг может подготовить организм к активности, запустив симпатическую систему, или же при помощи другого способа – секреции определенных гормонов. Если нейрон (клетка нервной системы) высвобождает вещество, которое, пройдя тысячную долю сантиметра к следующей клетке (обычно к другому нейрону), заставляет эту клетку что-то сделать, это вещество называется нейротрансмиттер (нейромедиатор). Когда симпатческие нервные окончания в вашем сердце высвобождают норадреналин, заставляя по-другому работать сердечную мышцу, то норадреналин играет роль нейротрансмиттера. А если нейрон (или другая клетка) высвобождает вещество, которое затем просачивается в кровоток и влияет на события где-нибудь далеко в организме, то это вещество выполняет функцию гормона. Гормоны вырабатываются разными железами; одни гормоны вырабатываются во время стресса, а секреция других в такое время приостанавливается.

 

И что же общего у мозга с этими железами, вырабатывающими гормоны? Раньше предполагали, что ничего. Считалось, что все железы – поджелудочная, надпочечники, яичники, семенники и т.п. каким-то загадочным образом «знают» что нужно делать. Они «решают» начать секрецию того или иного гормона сами по себе, без консультации с руководящим органом. На основании этой ошибочной идеи в начале 20 века возникла дурацкая теория. Заметив, что с годами у мужчин снижается потенция, ученые решили, что семенники стареющего мужчины вырабатывают меньше мужского гормона, тестостерона. (Конечно, тогда не знали, что такое тестостерон; говорилось просто о некоем «мужском факторе» в семенниках. На самом деле, с годами уровень тестостерона с возрастом не так уж стремительно снижается. Это все очень индивидуально, но даже снижение уровня на, к примеру, 10% от нормального, особо не скажется на сексуальном поведении.) Затем ученые выдвинули другую грандиозную идею, связав старение со снижением потенции, и приписали оба эти процесса недостатку «мужского фактора». (Они бы могли задуматься, например, почему стареют женщины, хотя у них вовсе нет семенников, но женская половина человечества тогда не слишком часто фигурировала в научных теориях). Так каким же образом повернуть вспять процесс старения? Дать стареющим мужчинам экстракт семенников.

 

И скоро богатые немолодые джентльмены потянулись на дорогой швейцарский курорт, где ежедневно получали в заднюю часть уколы с экстрактом семенников собак, петухов, обезьян. Вы даже могли посетить скотный двор санатория и выбрать для этой цели козла, который вам больше приглянется, так же как сегодня мы выбираем лобстера в ресторанах (немало джентльменов приезжало на эти процедуры со своими собственными кандидатами).

Довольно быстро появилась новая отрасль этой «омолаживающей терапии», буквально, органотерапия – пересадка небольших частей самих семенников. После Первой Мировой ощущалась сильнейшая нехватка молодых юношей, так что молодые девушки массово выходили замуж за пожилых мужчины, и «пересадка желез обезъяны» человеку стала очень популярной процедурой. Единственная проблема этой терапии была в том, что она не работала. В экстракте семенников не было тестостерона, потому что он делался на воде, а тестостерон в воде не растворяется. А части пересаженных органов почти сразу отмирали. Но даже если бы они приживались, они все равно бы не работали – даже если семенники с возрастом и вырабатывают меньше тестостерона, то не потому что они хуже работают, но потому что другой орган больше не дает соответствующей команды. Так или иначе, все рапортовали о сногсшибательных результатах. Потому что если уж вы заплатили приличную сумму за болезненные инъекции из семенников какого-то животного, у вас появляется большой стимул почувствовать себя полным сил молодым бычком. Эффект плацебо никто не отменял.

 

Со временем выяснилось, что семенники и прочие железы не являются автономными, а контролируются еще чем-то. Сначала обратили внимание на гипофиз, который расположен практически в основании мозга. Уже было известно, что при повреждении гипофиза нарушается выработка гормонов во всем организме. Эксперименты показали, что железы внутренней секреции начинают производить гормоны только после того, как их запустит в действие гормон, производимый гипофизом. Гипофиз содержит полный диапазон гормонов, руководящих процессами во всем организме; именно гипофиз знает сценарий и регулирует деятельность остальных желез. Так что он долгое время считался главной железой организма. Но в 50-е гг., однако, выяснилось, что это не так.

 

Если извлечь гипофиз из организма и поместить его в чашку с подходящей питательной средой, железа не будет вырабатывать ни одного из гормонов, которые она вырабатывает в нормальных обстоятельствах. Можно, кончено, сказать, что если любой отдельно взятый орган поместить в такой питательный суп, толку от него будет не много. Но, что интересно, хотя «отдельно взятый» гипофиз и прекращает вырабатывать некоторые гормоны, количество других значительно увеличивается. То есть нельзя сказать, что железа просто повреждена и прекратила свою работу. Она начинает действовать беспорядочно, потому что, как в конце концов выяснилось, она вовсе не знает весь сценарий. Она действует, следуя указаниям мозга, а мозга под рукой чтобы дать ЦУ, в этой маленькой чашке не оказалось.

 

Если разрушить часть мозга в непосредственной близости от гипофиза, то он прекращает вырабатывать одни гормоны и начинает вырабатывать другие в слишком большом количестве. Это говорит о том, что гормональная деятельность гипофиза контролируется мозгом, стимулирующим высвобождение одних гормонов и подавление других. Но было абсолютно непонятно, как мозг это делает. По логике, от мозга к гипофизу должны идти нервные волокна (как например, к сердцу и всему прочему).

Но никто не мог их обнаружить. В 1944 физиолог Джеффри Харрис предположил, что мозг сам по себе является железой и высвобождает гормоны, которые попадают в гипофиз и регулируют его деятельность. Идея, в принципе, была не новая; за четверть столетия до этого мысль о том, что мозг действительно вырабатывает некоторые гормоны, уже высказывалась. Но все почему-то ополчились именно на Харриса. Идея о том, что мозг, наряду с яичниками, семенниками и поджелудочной, источает гормоны, казалась не только неправдоподобной, но просто оскорбительной. Считалось, что мозг должен заниматься какой-нибудь достойной деятельностью, например, написанием сонетов.

 

Найти таинственные гормоны оказалось не так просто. Мозг взаимодействует с гипофизом при помощи крошечной сосудистой сети, которая лишь чуть больше, чем точка в конце этого предложения. Так что если мозг и вырабатывает какие-то гормоны, в общей кровеносной системе искать их бесполезно, потому что к тому времени как они ее достигнут, эти гормоны настолько растворятся, что обнаружить их станет невозможно. Искать следовало в крошечных кусочках ткани, содержащей сосудистую сеть, соединяющую мозг и гипофиз. За эту нетривиальную задачу взялись Роджер Гиллемин и Эндрю Шелли. Их мотивировало не только стремление разгадать абстрактно-интеллектуальную загадку, потенциальное клиническое применение возможного открытия и всеобщее признание в научном мире. Кроме всего прочего, они терпеть друг друга не могли, что придавало их исследованиям дополнительный заряд энергии. Вначале, в конце 50-х, Гиллемин и Шелли сотрудничали. Почему они разошлись толком неизвестно, но их взаимная враждебность навеки вошла в анналы истории науки, как конфликт греков с троянцами или даже Пепси с Колой.

 

Как ухитриться выделить гормон, который, даже если существует, то в мизерных количествах, в крошечной сосудистой сетке, куда вам никак не добраться? И Шелли и Гиллемин выбрали одну и ту же стратегию. Они брали мозги со скотобоен и вырезали интересующую их часть. Потом эта масса перемешивалась в блендере и результат выливался в колбу с химическим раствором, в котором капли веществ отделялись от общей массы и всплывали наверх. Затем они кололи эти капли крысам и смотрели, реагирует ли их гипофиз. Если да, то возможно, капли содержат один из искомых гормонов. Теперь надо попытаться понять, что же именно содержится в каплях, выяснить химическую структуру, сделать ее синтетический аналог и посмотреть, повлияет ли он на функционирование гипофиза. Теоретически понятно, что надо делать. Но на это ушли годы.

 

Одним из факторов этой авгиевой задачи был объем. Любой мозг содержит лишь мельчайшие количества этих гормонов, так что ученым приходилось собирать свиные и овечьи мозги чуть ли не грузовиками. Далее химики очищали мозги в монументальных центрифугах, собирали жидкость, выделявшуюся в объеме наперстков, очищали ее дальше и т.д… И это не была бездумная конвейерная работа, приходилось изобретать новые химикаты, новые способы тестировать эффект гормонов на живых организмах. Ситуация усугублялась еще и тем, что множество авторитетов в данной области не верили в существование этих гормонов и полагали, что эти два парня тратят зря кучу времени и денег. Гиллемин и Шелли применили совершенно новый, корпоративный подход к научной деятельности. Одно из популярных клише – одинокий ученый, корпящий ночами над пробирками. Здесь же работали целые команды химиков, биохимиков, физиологов и т.д. И это сработало. После «каких-то» 14 лет исследований, были опубликованы результаты исследований о химической структуре первого из гормонов.* Через 2 года, в 1971, Шелли секвенировал второй гормон гипоталамуса, а через 2 месяца Гиллемин опубликовал свой результат.

 

*Спортивные болельщики наверняка интересуются, кто же выиграл гонку – Гиллемин или Шелли? Ответ зависит от того, что понимать под результатом. Первый из выделенных гормонов косвенно регулировал высвобождение гормона щитовидной железы (то есть, он контролирует способ, которым гипофиз регулирует щитовидку).

Шелли и его команда первые подали в публикацию статью, в которой говорилось «мы обнаружили в головном мозге самый настоящий гормон, которые регулирует секрецию гормона щитовидной железы, и его химическая структура «Х». Команда Гиллемина опубликовала свою статью с идентичным результатом на 5 недель позже. Но ситуация слегка осложняется тем фактом, что за несколько месяцев до того Гиллемин опубликовал статью, в которой заявил «если синтезировать вещество со структурой «Х», оно должно регулировать секрецию гормона щитовидной железы и делает это таким же образом как «пюре», полученное из гипоталамуса. Мы пока не знаем, есть ли в гипоталамусе вещество Х, но мы не удивимся, если оно там найдется». Так что Гиллемин первый заявил, вот вещество, которое работает как то, что мы ищем. А Шелли первый нашел само вещество. Много позже я узнал из первых рук, что ветераны битвы Гиллемин-Шелли до сих пор готовы поспорить, чей же удар был решающим. Вы могли подумать, неужели не было бы более логичным и продуктивным, если бы Национальный Институт Здравоохранения посадил этих ребят за однин стол и предложил «хватит тратить деньги налогоплательщиков на это идиотское соревнование, давайте, начинайте работать совместно». Как ни удивительно, с точки зрения научного прогресса, это был бы не лучший вариант. В науке необходимо независимое подтверждение результатов. Несколько лет продолжается гонка, и вот, один участник с триумфом публикует структуру нового гормона. Две недели спустя к финишу приходит второй. Наверняка, он бы с радостью заявил, что первый не прав. Но, он стиснув зубы, вынужден сказать: Я терпеть не могу этого сукина сына, но я вынужден признать, что он прав. Мы оба получили идентичную структуру. Таким образом, открытие подтверждено независимым источником – конкурентом. Результат, конечно, быстрее достигается при совместной работе, но порой люди принимают какие-то допущения, проверяя их не слишком тщательно, и могут не заметить несколько мелких, незаметных ошибок, которые потом вырастают до огромных размеров.

 

Гиллемин выиграл очередной раунд в 1972, на целых три года опередив Шелли в открытии очередного гормона. Все возрадовались, подтвердилась правота Джеффри Харриса, а в 1976 Гиллемин и Шелли получили Нобелевскую премию. Один из них, горожанин, который знал, как создать правильное впечатление, провозгласил, что его он стремился помочь человечеству, движимый исключительно научным интересом. Другой, менее искушенный, но более честный, сказал, что его мотивировала многолетняя ожесточенная гонка, и описал взаимоотношения со своим со-победителем как «многие годы злобного противостояния».

 

Так что, ура Гиллемину и Шелли; самой главной железой в итоге оказался мозг. Наконец выяснилось, что в основании мозга располагается гипоталамус, вырабатывающий различные регуляторные гормоны, он дает инструкции гипофизу, который, в свою очередь, воздействует на железы внутренней секреции. В каких-то случаях мозг запускает секрецию гипофизного гормона Х посредством одного-единственного гормона. Иногда он останавливает выработку гормона Y, высвобождая один-единственный угнетающий гормон. В некоторых случаях, деятельность гипофиза регулируется взаимодействием как угнетающего, так и стимулирующего (высвобождающего, рилизинг-) гормонов. А чтобы еще немного усложнить ситуацию, иногда (например, в той ужасающе запутанной системе, которую изучаю я), целый ряд гормонов гипоталамуса, как стимулирующих, так и угнетающих, коллективно регулирует деятельность гипофиза.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: