Наука и жизнь // Иллюстрации

1. Охарактеризуйте, пожалуйста, состояние области науки, в которой вы работаете, каким оно было примерно 20 лет назад? Какие тогда проводились исследования, какие научные результаты явились самыми значительными? Какие из них не потеряли актуальности на сегодняшний день (что осталось в фундаменте здания современной науки)?

2. Охарактеризуйте сегодняшнее состояние той области науки и техники, в которой вы трудитесь. Какие работы последних лет вы считаете самыми главными, имеющими принципиальное значение?

3. На какие рубежи выйдет ваша область науки через 20 лет? Какие кардинальные проблемы, по-вашему, могут быть решены, какие задачи будут волновать исследователей в конце первой четверти XXI века?

На вопросы анкеты "Вчера, сегодня, завтра" (см. "Наука и жизнь" №№ 9, 12, 2004 г.; №№ 1, 2, 3, 2005 г.) отвечают известные ученые - авторы "Науки и жизни".

"Вчера". Область науки, которой я занимаюсь, - эндокринология, изучает физиологию и патологию желез внутренней секреции: щитовидной железы, половых желез, надпочечников и др. Их совокупность называется эндокринной системой. Основным действующим началом в ней являются биологически активные вещества - гормоны. Примечательно, что термину "гормон" (от древнегреческого глагола "hormaо" - приводить в движение, побуждать) в этом году исполняется 100 лет. Его ввел американо-английский физиолог Эрнест Старлинг, с лекций которого, прочитанных в июне 1905 года в Королевском колледже врачей Лондона, по сути, и началась эндокринология как наука.

Наиболее значительным открытием в области эндокринологии, сделанным со времен Старлинга, было обнаружение в головном мозге биологически активных веществ, обладающих свойствами гормонов. Они выделяются в кровь и стимулируют эндокринные железы, координируя их деятельность. Эти вещества назвали нейрогормонами, а раздел эндокринологии, который их изучает, - нейроэндокринологией.

Оказалось, что головной мозг (а именно его эволюционно древний отдел - гипоталамус) является "композитором" оркестра желез внутренней секреции. Гипоталамические нейрогормоны действуют на гипофиз, а тот выделяет широкий спектр гормонов, которые в свою очередь стимулиру ют железы внутренней секреции. Кстати, гипофиз, маленький придаток мозга, известен даже не сведущей в науке публике благодаря повести М. А. Булакова "Собачье сердце" и блестящей ее экранизации. Через гипофиз происходит тонкая настройка работы эндокринных желез, которые регулируют половые функции организма, адекватную реакцию на стресс, рост и размножение клеток организма, потребление тканями кислорода и глюкозы и многие другие физиологические процессы.

За открытие нейрогормонов американские исследователи Эндрю Шэлли и Роджер Гиллемин удостоены в 1977 году Нобелевской премии. До сих пор это - единственная Нобелевская премия в области эндокринологии.

"Сегодня". В настоящий момент идет активное накопление информации о генах нейрогормонов, регуляции их активности, воздействии гормонов на рецепторы клеток организма, участии их в разнообразных патологических процессах. Получение таких данных стало возможным благодаря развитию тонких генетических и молекулярно-биологических методов, появившихся в последние 10-20 лет. В первую очередь это касается манипуляций с ДНК, в результате которых удается получить животных без определенного гена (так называемые нокаутные животные), а также с измененным или новым геном из другого организма (трансгенные животные).

Расширяются наши представления о спектре действия гормонов. Они оказались вовлечены в сложные поведенческие акты. Кроме того, нейрогормоны управляют не только железами внутренней секреции, но и другими системами организма, например иммунной и сердечно-сосудистой. Это обнаружил еще в 30-40-х годах XX века "отец" учения о стрессе канадский исследователь Ганс Селье. Оказалось, что у животных, длительно подвергавшихся эмоциональному стрессу, увеличивались надпочечники и одновременно угасала вилочковая железа (тимус) - центральный орган иммунной системы. Впоследствии стало понятно, что во время стресса в головном мозге вырабатываются нейрогормоны, стимулирующие кору надпочечников, которая начинает производить стероидные гормоны. Один из них, кортизол (у грызунов его роль выполняет кортикостерон), часто называемый гормоном стресса, напрямую подавляет иммунную систему. Во многом благодаря этому наблюдению появилась новая медико-биологическая дисциплина - нейроиммуноэндокринология, которая изучает взаимодействие нервной, иммунной и эндокринной систем.

Для того чтобы проиллюстрировать то, чем занимается нейроиммуноэндокринология, приведу пример. Каждый из нас когда-то переносил вирусные или бактериальные инфекции. При этом происходит активация иммунной системы, ее клетки вырабатывают множество веществ, направленных на уничтожение источника возбудителя болезни. Среди широкого спектра этих веществ есть группа белков, которые называются цитокинами. В иммунной системе они играют роль координаторов работы различных типов клеток. Цитокины поступают в кровь и стимулируют клетки мозга, вырабатывающие нейрогормоны. Один из таких нейрогормонов, кортиколи берин, через гипофиз запускает выработку кортизола корой надпочечников. А кортизол, как мы уже говорили выше, избирательно снижает иммунный ответ, предотвращая запредельную активацию иммунной системы, которая может привести к поражению собственных тканей (как это происходит при аутоиммунных заболеваниях). Таким образом, все интегрирующие системы организма - нервная, иммунная, эндокринная - во время борьбы с инфекцией объединяются в одну функциональную систему нейроиммунноэндокринную.

Конец ХХ века подарил нам еще одну новую область знаний, в которой центральную роль играют нейрогормоны, - нейроэндокринологию поведения. Приведу примеры. Один из нейрогормонов, окситоцин, вызывает сокращение матки при родах. Поэтому синтетические аналоги окситоцина широко применяются в клинике для стимуляции родовой деятельности. Но у окситоцина есть еще одна функция: он отвечает за материнский инстинкт. У грызунов мать после родов иногда (пока непонятно почему) убивает свое потомство. Но если перед родами такой самке дать понюхать окситоцин, то она становится примерной матерью, оберегающей своих детенышей.

Другой нейрогормон, кортиколиберин (я уже упоминал его), отвечает за регуляцию функций коры надпочечников. Помимо этого оказалось, что кортиколиберин еще и провоцирует развитие депрессивных состояний. Его содержание в спинномозговой жидкости у людей, страдающих депрессией, повышено в несколько раз. Неудивительно, что нокаутные мыши, нечувствительные к кортиколиберину (лишенные рецептора этого нейрогормона в головном мозге), проявляют поразительную стойкость к стрессам и, похоже, депрессиями не страдают.

"Завтра". Сейчас в науке о гормонах происходит лавинообразное накопление новых знаний. Впрочем, это касается не только эндокринологии. И для того чтобы не "потеряться" в гигантском ворохе информации, исследователи вынуждены сужать сферу своих интересов, что неизбежно приводит к углублению изолированности научных направлений друг от друга. Я не буду оригинальным, если скажу, что в конечном итоге ученым придется создавать какие-то общие, интегративные модели функционирования организма, возможно, на основе математических и компьютерных технологий. Иначе целостной картины не удастся увидеть ни одному, даже самому эрудированному специалисту.

Если говорить более конкретно, то применение нейрогормонов в клинической практике расширится. Человек наверняка получит новые нейрогормональные препараты, помогающие при заболеваниях иммунной системы. Есть, например, такой нейрогормон - соматостатин. Его основная функция в нашем организме связана с угнетением секреции гормона роста (у него есть партнер-соперник - соматолиберин, который оказывает противоположное действие). Однако помимо этого соматостатин обладает удивительной способностью воздействовать на иммунную систему, а его синтетические аналоги имеют блестящую перспективу применения в клинике аутоиммунных заболеваний (ревматизм, артрит). А вещества-антагонисты другого нейрогормона кортиколиберина уже проходят клинические испытания для лечения депрессивных состояний.

Суммируя сказанное выше, можно заключить, что эндокринология, "выросшая" из XIX века, в конце ХХ века дала новое ответвление - нейроэндокринологию, изучающую, как эндокринная система контролируется мозгом. Несколько лет назад появились две новые, удивительные области знаний - нейроиммуноэндокринология и нейроэндокринология поведения. Оба направления уже нашли свои пути применения в клинике заболеваний иммунной системы и психиатрии. А какие еще новые идеи возникнут в будущем - будущее и покажет.

№4, 2005