Вездесущие гормоны

Среди лекарственных препаратов важное место занимают сердечные гликозиды - вещества, содержащиеся в растении наперстянке. Эти лекарства широко применяются для лечения сердечно-сосудистых расстройств, связанных с нарушениями ритма и сердечной проводимости. В нашей лаборатории была предпринята попытка выявить эндогенные (собственные) источники синтеза веществ, обладающих физиологическими и фармакологическими свойствами, характерными для сердечных гликозидов. Медицинские и социальные последствия успеха этого поиска очевидны. Регулируя активность продукции таких веществ в организме, можно предупреждать и успешно лечить нарушения деятельности сердца, не прибегая к помощи сердечных капель и пилюль.

Проведенные на собаках исследования показали, что в организме существуют клеточные источники выработки сердечных гликозидов. Клетки, продуцирующие эти вещества, располагаются в различных отделах головного мозга, стенке предсердий, печени и поджелудочной железе. Таким образом, впервые были получены данные о наличии эндогенных клеточных источников синтеза веществ, подобных сердечным гликозидам, в живом организме. По аналогии с эндорфинами - эндогенными аналогами морфия растительного происхождения, сердечные гликозидоподобные вещества, синтезирующиеся в организме, можно обозначить термином "эндокорзиды" (эндогенные сердечные гликозиды).

Выделение эндокорзидов и выяснение их химической природы - дело ближайшего будущего. Но уже сейчас ясно, что обнаружение эндогенных источников возможного синтеза сердечных гликозидов открывает новое перспективное направление в исследованиях по фармакотерапии сердечно-сосудистых заболеваний.

С каждым годом фабрика лекарств в организме продолжает расширяться. Растут новые цеха, осваиваются новые мощности, модернизируются конвейерные линии. Научно-технический прогресс, охватывая все большие и большие сферы жизни человеческого общества, не только активно вторгается в биологию и медицину, но и использует их достижения. Совсем недавно возникла новая отрасль современной индустрии - биотехнологическая промышленность. Дрожжи, микробы, бактерии, вирусы, культуры клеточных колоний успешно работают по программам, заданным учеными, синтезируя белки, гормоны, ферменты, витамины, необходимые народному хозяйству.

Возможно, наступит такой день, когда закроется последняя аптека. Люди прекратят принимать лекарства, а врачи научатся лечить болезни, используя не фармацевтические средства, а сам организм, его обширные кладовые с огромным запасом чудесных молекул. Фантазия? Пока да, но в пей очень много реального…

Феромоны - гормоны общения

Эндокринная клетка, синтезируя определенный гормон, посылает с ним клетке того или иного органа "руководство к действию".. Иными словами, гормоны - это слова и фразы в химическом языке жизни, средство общения различных органов между собой. Но гормоны могут выполнять координирующую роль и в поведении живого существа. Они определяют взаимоотношения даже в мире животных, стоящих на низших ступенях эволюционной лестницы, - у птиц, рыб, насекомых.

Такие вещества, которые выделяются особыми клетками у животных, имеющие характерную для гормонов пептидную или стероидную структуру и специфически влияющие на поведение или физиологическое состояние других представителей того же вида, названы феромонами (от греческого phero - несу и hormao - привожу в движение, возбуждаю).

Феромоны - это гормоны общения. Они тоже служат химическими почтальонами, передают информацию. Только не от клетки к клетке, а от одних особей к другим. Разнообразие феромонов велико. Существуют половые феромоны, обеспечивающие встречу и узнавание особей разного пола и стимулирующие половое поведение; феромоны тревоги; следовые феромоны; агрегационные феромоны, вызывающие скопления большого числа особей; территориальные феромоны. Наиболее важны феромоны для насекомых. Они играют в их жизни исключительно важную роль, регулируя всю сложную систему иерархии в колонии, активность и характер деятельности различных каст насекомых.

Феромоны даже в минимальных концентрациях обладают чрезвычайно сильным запахом. Улавливая его, животные реагируют определенным образом, что и отражает непосредственную связь между феромонами и гормонами. Если гормон - это замок, запирающий и отпирающий определенную дверь, то феромон - ключ к нему. Представители различного пола по-разному воспринимают запахи, отсюда их неодинаковая реакция па один и тот же феромон. Ученые установили, что мужчины и женщины обладают неодинаковым обонянием. В парфюмерии в качестве фиксатора при приготовлении различных кремов и лосьонов широко применяется особое вещество - экзальтолид. Физиологи убедительно пока зали, что женщины его ощущают, а мужчины нет, они вообще не знают, как пахнет это вещество. Но если мужчинам ввести женский половой гормон, они становятся чувствительными к запаху экзальтолида и к другим, ранее неведомым для них веществам. Свидетельством того, что различие в ощущениях запахов определяется именно половыми органами, является и тот факт, что девочки до наступления половой зрелости тоже не ощущают запах экзальтолида.

Мужские и женские особи благодаря феромонам и сами пахнут по-разному. Например, специфический запах у пчелиных маток привлекает самцов настолько сильно, что ощущается ими даже на расстоянии нескольких сот метров. Интересно, что феромоны, определяющие этот запах, не только способствуют привлечению самцов, но и заставляют их спариваться с матками. Классический опыт, демонстрирующий это явление, описан во многих учебниках по физиологии. Если смочить кусочек бумаги секретом желез пчелиной матки и подвесить его на уровне полета пчел (примерно на высоте 5 метров), то трутни будут стараться спариться с этой мнимой маткой.

Самки шелкопряда выделяют феромон бомбикол. Его название произошло от латинского наименования тутового шелкопряда - Bombyx mori. Для его идентификации исследователям пришлось удалить пахучие железы у более чем 300 тысяч самок шелкопряда, из которых путем многоразовых экстракций выделили 4 миллиграмма феромона. Эта поистине гигантская многолетняя работа увенчалась успехом. Ученые показали, что бомбикол - чрезвычайно активный феромон. Достаточно одной миллионной доли пикограмма (а 1 пикограмм равен миллионной доли грамма) феромона, чтобы самец шелкопряда пришел в возбужденное состояние.

Половые феромоны очепь быстро нашли широкое применение в сельском хозяйстве. С их помощью удается заманить на ограниченную территорию большое количество вредных насекомых, подлежащих уничтожению, и воздействовать на них определенным специфическим химическим веществом. Использование феромонов значительно повышает эффективность борьбы с вредителями й удешевляет проведение подобных мероприятий. Так, например, достаточно посадить в ловушку одну самку жука-пилильщика (вредителя древесины), чтобы в очень короткий срок в ней оказалось до 11 тысяч самцов! Чем не пример коварства и любви?!

Способствуя уничтожению вредных насекомых, феромоны оберегают от гибели полезных или безвредных особей, которые, не реагируя на безразличные для них запахи, остаются вне ловушек или зон, подвергаемых химической обработке.

Феромоны играют определяющую роль в возникновении сообществ и организации взаимоотношений между их членами. Особенно это заметно в пчелиных семьях. Феромон гераниол, запах которого неудержимо влечет трутней к матке во время брачного периода, способен предотвращать появление новых маток в улье. Виляющий танец пчел, определяющий поведение особей во время сбора цветочного нектара, также реализует свою информацию через выработку феромонов.

Английские ученые К. Бутлер и Дж. Симпсон показали, что пчелиная матка выделяет особое гормональное вещество, которое она передает рабочим пчелам в тот момент, когда они ее кормят. До тех пор, пока этот гормон воспринимается в достаточных количествах всеми рабочими пчелами, они чувствуют себя спокойно и не выводят новых маток. С увеличением численности пчелиной семьи гормона, выделяемого маткой, не хватает на всех рабочих пчел, и это служит сигналом к разделению рода: старая матка улетает с отделившимся роем, а остальные пчелы начинают кормить личинок "молочком" - смесью секрета своих слюнных желез с медом. При этом способе кормления развивается пчелиная матка. Как только замена произошла, оставшихся подрастающих личинок пчелы прекращают кормить подобным образом, а переходят на кормление их пыльцой. При таком варианте кормления из личинок вырастают рабочие пчелы. Р. Каллоу и П. Джонстон, соотечественники Бутлера и Симпсона, выделили, а затем искусственно синтезировали феромон, выделяемый пчелиной маткой. Его применение в пчеловодстве позволяет регулировать роение пчел и тем самым целенаправленно вмешиваться в жизнедеятельность этих очень полезных представителей животного мира.