Вездесущие гормоны

Интерес Георга Келлера к разнообразию антител возник при выполнении им докторской диссертации у Н. Ерне в Базеле. Для продолжения исследований Ерне посоветовал Келлеру поехать к Милстейну в Кембридж, Ни Келлер, обратившийся к Милстейну с просьбой о разрешении приехать, ни Милстейн, давший свое согласие, учитывая рекомендацию Ерне, ни сам Ерне не предполагали, что эти обстоятельства приведут их через 10 лет к Нобелевской премии.

Приехав в 1974 году в Кембридж, 28-летний Келлер начал заниматься получением гибридов разных миеломных (опухолевых) клеток мышей. Однако, быстро поняв, на что годен новый сотрудник, Милстейн буквально через несколько месяцев ставит ему более сложную, но вполне определенную задачу - получить такие гибридные клетки, которые бы синтезировали антитела с любой заданной специфичностью. И Келлер блестяще справляется с этим. В конце 1974 года он вместе со своим шефом проводит опыты по слиянию миеломных клеток, способных длительно расти в культуре ткани с лимфоцитами мышей, образующими антитела, но неспособными к длительному росту вне организма. Эти эксперименты принесли желаемые результаты, гибридные клетки продуцировали антитела. В августе 1975 года появилась ныне знаменитая статья Г. Келлера и Ц. Милстейна, в которой описывалась техника получения гибридом.

Огромное преимущество гибридомной техники заключается в том, что для получения антител не нужно большого количества антигена. Достаточно один раз проиммунизировать мышь, взять от нее кровь, выделить лимфоциты, продуцирующие данные антитела, слить их с миеломными клетками, способными к быстрому росту, затем отобрать гибридную клетку, синтезирующую введенные антитела, размножить ее на питательной среде и клонировать (получать от нее потомство) сколь угодно долго и в любом нужном количестве. В результате появляется возможность неограниченного получения гибридом, образующих лишь один-единственный вариант антител (то есть моноклональные антитела), что полностью снимает проблему их специфичности.

Это открытие за короткий срок оказало революционное влияние на различные области биологии и медицины. Получение моиоклональных антител составляет сейчас важнейшую часть биотехнологического производства. Подсчитано, что в ближайшие годы оборот фирм, участвующих в продайте моноклональных антител, достигнет миллиарда долларов.

Моноклональные антитела являются строго специфическим реагентом - прекрасным маркером химических веществ. С помощью моноклональных антител с каждым годом открываются все новые и новые активные вещества и места их синтеза. Отрывочные сведения о процессах, в которых участвуют гормоны, теперь можно дополнить и создать самые настоящие досье, учитывающие перемещения молекул, оценивающие взаимодействие их в различные периоды жизни и при разных заболеваниях. Получив метку - моноклональное антитело, гормон обнаруживает себя повсюду, находясь даже в самых минимальных количествах.

Именно с помощью гибридомной техники, метода моноклональных антител ученые установили в последние годы многие неизвестные ранее закономерности гормональной регуляции. Были сделаны принципиально новые важные открытия в познании механизмов различных заболеваний, поиске методов их диагностики и лечения.

Мы перелистали некоторые страницы истории эндокринологии. Узнали общие свойства гормонов. А теперь познакомимся с ними поближе. Ведь от этих веществ зависит очень многое - наша жизнь, здоровье, настроение, то есть наше благополучие.

Симфония жизни

Симфония жизни

Когда мы входим в зал перед началом симфонического концерта, мы прежде всего слышим тихую разноголосицу настраиваемых инструментов. Через несколько минут громко и стройно зазвучит весь оркестр. У каждого инструмента своя партия, своя роль и значение в исполнении произведения. У одного более значимая, у другого - менее, но потеря любого из них приведет к утрате полноты и красоты звучания всего оркестра, а значит, и самой симфонии.

Так и в организме. Эндокринные клетки, расположенные в разных органах и продуцирующие различные гормоны, составляют оркестр. Оркестр, исполняющий симфонию жизни. От согласованности их действий, синхронности и четкости ведения своих партий, сыгранности всех участников большого ансамбля зависит качество исполнения этой трудной и ответственной симфонии.

Дирижер и первая скрипка

Клетки и вырабатываемые ими гормоны - это инструменты эндокринного оркестра. Ими руководит очень опытный и строгий дирижер - гипоталамус, пульт его находится в основании головного мозга. Его правая рука, верный помощник, проводник всех его идей и стремлений - гипофиз, лежащий под полушариями мозга тоже на его основании в специальном месте - четверохолмии, образующем углубление для этого важного органа. Гипофиз связан с гипоталамусом системой специальной связи: нервными волокнами и кровеносными сосудами.

Гипофиз - первая скрипка, концертмейстер оркестра. Он многозвучен - очень разносторонний музыкант. Вырабатывая около 10 важных гормонов, гипофиз практически ведет за собой все другие инструменты оркестра: щитовидную и поджелудочную железы, надпочечники, яичники, другие органы. Если гипофиз - скрипка, то клетки, его составляющие, - струны. В них синтезируются гормон роста (соматотропин, или СТГ), ведающий развитием и ростом различных тканей и клеток; адренокортикотропный гормон (АКТГ), регулирующий выработку гормонов корой надпочечников - кортикостероидов; меланоцитстймулирующий гормон (МСГ), определяющий пигментный обмен (по существу, от него зависит цвет и степень окраски кожи животных и человека); фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеотропный (ЛТГ) гормоны, играющие важную роль в обеспечении нормальной деятельности половых органов; вазопрессин и окситоцин - вещества, участвующие в регуляции водно-солевого обмена и других функций организма; тиреотропный гормон (ТТГ), без которого невозможна нормальная функция щитовидной железы.

А для того, чтобы партия первой скрипки звучала как подобает, для того, чтобы каждая струна знала, когда ей вступать в игру, дирижер-гипоталамус сообщает гипофизу об этом с помощью своего смычка - особых чрезвычайно активных веществ - либеринов и статинов. Либерины и статины - тоже пептидные гормоны. Либерины - значит "ускоряющие, стимулирующие". Статины - "ингибирующие, замедляющие". Количество либеринов и статинов, вырабатываемых в гипоталамусе особыми нейроэндокринными клетками, строго соответствует числу гормонов гипофиза. На каждый гормон гипофиза приходится по одному соответствующему либерину и по одному статину. Например, гормону роста - соматотропину - соответствует соматолиберин и соматостатин. И так для всех остальных гипофизарных гормонов.

Как только гипоталамус вырабатывает какой-либо Либерии, сразу же в гипофизе увеличивается выработка соответствующего ему гормона. Начинается продукция статина - гипофиз незамедлительно отвечает понижением продукции определенного гормона. Инструменты оркестра чутко улавливают взмах смычка и изменение тональности в игре первой скрипки, подстраиваются и начинают звучать с ней в унисон.

Но, как и в каждом оркестре, и дирижер, и пер"вая скрипка, несмотря на свой опыт и способности, могут ошибаться; в конце концов, они тоже подвержены усталости и влиянию факторов извне. Тогда игра оркестра расстраивается, хор инструментов звучит нестройно, возникают болезни, подчас очень тяжелые.

Карлики и гиганты

Рост человека - величина непостоянная. Он прогрессивно увеличивается до 25 лет, сохраняется неизменным примерно до 60 лет, после чего уменьшается на 2-3 сантиметра к 70 годам. Кроме того, показатели роста варьируют у разных людей. Однако для "условного человека" (такой термин принят Всемирной организацией здравоохранения при определении различных параметров жизнедеятельности) средний рост достигает 160 сантиметров у женщин и 170 - у мужчин. А вот цифры ниже 140 и выше 195 сантиметров - это уже патология, и связана она с нарушением синтеза гормона роста - СТГ.

Впервые предположение о наличии в гипофизе специфического гормона роста было высказано в 1921 году американскими учеными X. Эвансом и Г. Лонгом. Им удалось стимулировать рост крыс до размеров, вдвое превышающих обычные, путем ежедневного введения экстрактов гипофиза. В 1964-1968 годах в серии сложных экспериментов С. Ли сумел выделить СТГ в виде очищенного препарата сначала из гипофизов быка (переработав при этом примерно 200 тысяч гипофизов), затем лошади и человека. Оказалось, что гормон роста обладает видовой специфичностью.