Прошедшей зимой научное сообщество отметило столетие Нобелевских премий, что является поводом для подведения итогов науки за весь ХХ в. Мы хотели бы познакомить читателя с краткой информацией об исследованиях в одной из важных областей медицины и биологии, удостоенных этой наивысшей награды.

К 1882 г. Кохер произвел удаление зоба у более чем 300 больных. При этом железа, как это было принято, удалялась полностью. Ни один из пациентов не погиб, однако примерно каждый третий так не почувствовал себя здоровым. Последствия тотальной струмэктомии Кохер назвал cachexia strumipriva. В 1883 г. он заявил, что если удалять щитовидную железу не полностью, то cachexia strumipriva не развивается. В том же году Феликс Симон подтвердил данные Кохера, а группа британских врачей пришла к выводу о единстве причин микседемы, кретинизма и cachexia strumipriva. Кохер показал, что гипотиреодизм может быть вызван не только удалением железы, но и разрастанием ее ткани.

Исследователям долгое время не удавалось извлечь из поджелудочной железы активное начало, снижающее уровень сахара в крови: в процессе извлечения это вещество расщеплялось ферментами самой железы. Считается, что Бантинг увидел решение во сне: перевязать проток и подождать, пока атрофируются ацинарные клетки (источник ферментов). С этой идеей он в 1922 г. пришел к профессору Маклеоду, тот дал 10 собак и выделил помощника – студента Чарлза Беста, который умел определять концентрацию сахара в моче. Бантинг и Бест прооперировали собак, а через семь недель измельчили ткань железы, перетерли ее с песком и ввели собакам, у которых после удаления поджелудочной железы уже развились классические симптомы сахарного диабета. Уровень сахара нормализовался. Бантинг и Бест усовершенствовали метод: экстракт поджелудочной железы плода животного содержал инсулин в большей концентрации. Бантинг и Бест доложили результаты Маклеоду, тот направил все силы своей кафедры на получение нового препарата. В том же году он был успешно испытан в клинике.

Усай удалял аденогипофиз у собак и жаб Bufo marinus и обнаружил, что животные становились чрезвычайно чувствительными к инсулину: они погибали после введения даже небольших его доз. Похожие изменения были отмечены и у людей, страдающих гипофизарной недостаточностью. Усай имплантировал жабам ранее удаленный аденогипофиз, и чувствительность к инсулину нормализовалась. Стало ясно, что передняя доля гипофиза содержит некий гормон, повышающий уровень глюкозы в крови. В 1944 г. Эванс и Ли получили его в чистой форме. Позднее он был назван кортикотропином, или адренокортикотропным гормоном (АКТГ).

В 1934 г. Райхштайн из 1 т говяжьих надпочечников получил 7-8 г стероидов влиявших на водно-солевой баланс и обмен углеводов (все ранее известные гормоны были пептидами). В 1937 г. Райхштайн синтезировал первый минералкортикоид. В 1935 г. Кендалл выделил из коры надпочечников несколько десятков стероидов. Животные с удаленными надпочечниками были не способны противостоять некоторым токсинам, а кортикоиды восстанавливали эту способность. В 1941 г. армия США потребовала сделать их доступными для применения. Метод Райхштайна не годился для массового производства, и в 1944 г. Кендалл предложил собственный. Используя его, компания Мерк наладила выпуск кортикостерона и кортизона. В 1929 г. больной сказал Хенчу: "Вы видите, я обхожусь без палки! Я заболел желтухой, и она прогнала мой ревматизм" (нормально функционирующая печень постоянно расщепляет циркулирующие в крови глюкокортикоиды; при нарушении этой функции выведение гормонов снижается, и они подавляют аутоиммунный процесс). В 1941 г. Хенч обсудил этот случай с Кендаллом, и они решили, что исследуют одно и то же. В 1948 г. в клинике Хенча начали лечение аутоиммунных заболеваний кортикоидами.

В 1955 г. Шелли обнаружил, что экстракт гипоталамуса вызывает выброс АКТГ клетками гипофиза. К концу 1950-х годов Гиймен и Шелли, каждый в своей лаборатории, получили из гипоталамусов животных экстракты, которые при введении в гипофиз вызывали выброс АКТГ, тиреотропина и гонадотропинов. Структура одного из них – тиреотропин-рилизинг гормона (TRH) – в 1966 г. была определена: Pyr-His-Pro-OH. Для этого группы Гиймена и Шелли переработали по 5 млн. гипоталмусов и получили по 1 мг чистого вещества. В 1969 г. группа Гиймена синтезировала TRН. Позднее были определены структуры гонадотропин-рилизинг гормона (LHRH, или GnRH) и соматостатина.

До середины 1950-х годов не было химических методов для количественного определения пептидных гормонов в крови и моче. Ялоу и Соломон Берсон в середине 1950-х гг. обнаружили, что в организме людей, которым вводили инсулин, возникали антитела против этого гормона. Ялоу и Берсон присоединили к молекуле инсулина изотоп йода. Добавление в смесь немеченного инсулина снижало связывание меченного с антителами. Этот факт стал отправной точкой для радиоиммунологического определения (RIA) уровня инсулина, а позднее и всех прочих пептидных гормонов. Так, метод позволяет определять АКТГ в концентрациях < 1 пг/мл.

К началу 1960-х гг. Бергстрём получил из экстракта простаты простагландины PGE и PGF, действовавшие на гладкую мышцу кролика. Основу их молекул составляла цепочка из 20 атомов углерода. Сходство со строением жирных кислот подсказало происхождении простагландинов. В начале 1970-х гг. Самуэльсон подтвердил, что простагландины возникают из ненасыщенных жирных кислот и прежде всего – из арахидоновой. Было описано "простагландиновое древо", ветвями которого являются простациклины и лейкотриены. Вейн в 1960-е гг. показал, что ацетилсалициловая кислота и другие антипиретики блокируют синтез простагландинов.

В 1948 г. Леви-Монтальчини и Виктор Гамбургер пересадили опухоль мыши в куриный эмбрион, после чего обнаружили в эмбрионе быстрый рост нервов. Активное начало они назвали фактором роста нервов (NGF). Было установлено, что молекула NGF состоит из двух цепей и содержит 118 аминокислот. Коэн вводил новорожденным мышам экстракт слюнной железы и наблюдал раннее открытие глаз и прорезывание зубов, увеличение эпителиальных клеток в коже и роговице. Коэн назвал новое вещество эпидермальным фактором роста (EGF). Коэн выделил EGF в чистом виде и установил последовательность аминокислот в его молекуле. Были описаны специфические рецепторы к EGF.

В сердце b-адреноцепторы расположены на мембранах кардиомиоциов. Возбуждение этих рецепторов усиливает сердечные сокращения. Блэк первым понял, что если заблокировать часть b-рецепторов, то это снизит потребность сердечной мышцы в кислороде. К 1964 г. Блэк разработал b-блокаторы пронеталол и пропранолол, пригодные для применения в клинике. Блэк также предположил существование двух типов гистаминовых рецепторов – H1 и H2. Существовавшие в то время препараты блокировали только H1-рецепторы. Блэк создал H2-антагонисты, способные подавлять секрецию HCl в желудке. В 1951 г. Элайон и Хитчингс создали антагонист аденина 6-меркаптопурин и использовали его для лечения лейкемии. В 1957 г. они синтезировали азатиоприн, способный предотвращать отторжение пересаженных тканей и эффективный при аутоиммунных заболеваниях. В 1963 г. они предложили аллопуринол, блокирующий образование мочевой кислоты. Хитчингс также создал средства от малярии и бактериальных инфекций. В 1977 г. Элайон создала ацикловир, который в клетке превращается в соответствующий ему нуклеотид, и тем самым становится активным антиметаболитом, подавляющим рост вируса.

В 1980 г. Фурчготт и Дж.В.Завадски показали, что ацетилхолин расширяет кровеносные сосуды только при сохранном эндотелии. Фурчготт сделал вывод о том, что клетки эндотелия выделяют неизвестный релаксирующий фактор - EDRF. В 1977 г. Мюрад обнаружил, что при действии нитроглицерина на стенку сосуда выделяется окись азота NO, которая и расслабляет гладкие мышцы. Игнарро исследовал химическую природу EDRF и в 1986 г. он и Фурчготт сделали вывод о том, что EDRF идентичен NO. Годом позже Сальвадор Монкада показал, что главным источником NO является аргинин.

1. Азимов А. Краткая история биологии / Пер. с англ.

М.: Центрополиграф, 2002. 224 с.

2. Глязер Г. Новейшие победы медицины / Пер. с немец. М.: Молодая гвардия, 1966. 192 с.

3. Кветной И.М. От Гиппократа до Хьюмтрена. М.: Вузовская книга, 2001. 156 с.

4. Лауреаты Нобелевской премии. Энциклопедия / Пер. с англ. В 2-х тт. М.: Прогресс, 1992. 775 + 861 с.

5. Чолаков В. Нобелевские премии. Ученые и открытия / Пер. с болг. М.: Мир, 1987. 369 с.

6. Sourkes T.L. Nobel Prize Winners in Medicine and Physiology 1901-1965. London etc.: Aberland-Schuman, 1966. 464 p.

7. Nobel e-Museum. http://www.nobel.se.