Возникновение эндокринологии

Эндокринология (от греч. endon — внутри, krino — выделять, logos — учение) — наука о железах внутренней секреции (спе­циализированных органах, имеющих железистое строение) и выделяемых ими непосредственно в кровь гормонах (от греч. hormao — привожу в движение, возбуждаю). Термин «гормон» предложили У. Бейлисс и Э. Старлинг в 1902 г.

Эндокринология является общебиологической и общемеди­цинской дисциплиной.

В развитии эндокринологии различают 4 этапа:

1. Описательный.
2. Экспериментальный.
3. Выделение гормонов в чистом виде и расшифровка их химической структуры.
4. Синтез гормонов и получение их дериватов.

С древнейших времен проводили кастрацию сельско-хозяйственных  животных. Кастрировали и людей, например рабов в странах Древнего Востока — для службы в гаремах (евнухи), членов религиозной секты скопцов в дореволюционной России и т. д.

Во всех этих случаях наблюдались отчетливые изменения не только половой функции, но и всего организма (роста, развития мышечной системы, деятельности нервной системы). Многие анатомы еще в 16—18 вв. в числе других органов животных и человека описали почти все органы, которые теперь известны как железы внутренней секреции, но их функция в то время была неизвестна.

Возникновение эндокринологии как науки относится к середине XIX в., когда в 1849 г., когда Бертольд впервые показал, что подсадка семенников в брюшную полость петухам после их кастрации предотвращает у них развитие посткастрационного синдрома. Это была одна из первых экспереминтальных работ по эндокринологии. В том же году С.Е.Броун-Секар, удалив надпочечники у животных, доказал жизненную важность этих желез.

Понятие об органе, или железе, с внутренней секрецией сформулировал в 1830 немецкий физиолог и естествоиспытатель И. П. Мюллер.

Р. Грейвс в 1835 г. и немецкий ученый К. Базедов в 1840 г.  описали заболевание щитовидной железы, английский врач Т. Аддисон - поражение надпочечников у людей (1855 г.).

В 1854 г. Шифф впервые отметил гибель животных после тиреоидэктомии.  В 1884 г. пересадкой щитовидной железы тиреоидэктомированным животным он предотвратил их гибель и доказал этим роль щитовидной железы как органа внутренней секреции.

В 1855 г. Клод Бернар путем укола в дно IV желудочка мозга вызвал глюкозурию и гипергликемию и установил регулирующее воздействие нервной системы на функцию эндокринных желез. Клод Бернар ввел термин «внутренняя секреция».

Швейцарские хирурги Т. Кохер и Ж. Л. Реверден изучили (1882—1883 г.г.) эндемический зоб и обосновали его оперативное лечение.

Начиная с 1889 года, начались широкие исследования в области клинической и экспериментальной эндокринологии, проводимые на животных. В 1889 г. О.Минковский и И.Меринг экспериментально доказали связь между функцией поджелудочной железы и сахарным диабетом. Ученые доказали, что удаление поджелудочной железы у животных вызывает сахарный диабет.

В 1889 г. Броун-Секар на заседании Парижского биологического общества сообщил об омолаживающих свойствах вытяжки из половых желез. Предположения Броун-Секара полностью не подтвердились, однако послужили поводом к применению органотерапевтических препаратов и гормонов для лечения больных.

В 1901 г. Л.В.Соболев экспериментально доказал продукцию островковым аппаратом поджелудочной железы противодиабетического вещества инсулина и указал пути его получения.

Выделение гормонов в чистом виде

Изменение функций организма при удалении или повреждении желез внутренней секреции привело к мысли о выработке этими железами особых активных соединений. Однако попытки выделить их долгое время не давали результатов.

Только в 1901 г. американский ученый Т. Олдрич и японский ученый Дж. Такамине впервые выделили в кристаллическом виде гормон мозгового вещества надпочечников — адреналин, а в 1905 г.  немецкий ученый Ф. Штольц и английский ученый Г. Дакин синтезировали его.

В это же время (1902 г.) английский физиолог Э. Г. Старлинг впервые ввел понятие гормон.

Начало и середина XX в. были ознаменованы выделением из эндокринных органов таких гормонов, как  тироксина (Кендалл, 1915), инсулина (Бантинг и Бест, 1921), прогестерона (Бутенандт, 1934), адренокортикотропного гормона (Ли и Сайерс, 1943), трийодтиронина (Гросс и Лемблонд, 1950).

В 1935 г. Дайзи синтезирован женский половой гормон эстрадиол, в 1954 г. был получен альдостерон — гормон клубочковой зоны коры надпочечников (Симпсон и Таит), в 1963 г. обнаружен третий гормон щитовидной железы — тирокальцитонин (Копп).

В 1957—1964 гг. Бергстрем и Ван-Дорп выделили в кристаллическом виде, установили химическую структуру и осуществили биосинтез некоторых простагландинов. Из ткани опухоли островкового аппарата поджелудочной железы в 1966 г. впервые выделен проинсулин (Стейнер).

Большим событием в эндокринологии было выделение из гипоталамуса рилизинг-факторов (рилизинг-гормонов), активирующих («либерины») или угнетающих («статины») продукцию тропных гормонов гипофиза.

В 1962 г. из гипоталамуса выделен соматолиберин (соматотропин-рилизинг фактор, Франц), в 1970 г. — тиролиберин (тиротропин-рилизинг фактор, Шелли, 1968; Гиллемэн, 1970), а в 1972 г. — соматостатин (соматотропин-рилизингингибирующий фактор, Гиллемэн).

В 1975 —1978 гг. английские биохимики Д.Хьюз и Г.Костерлиц выделили из мозга свиньи, а затем и других животных эндогенные болеутоляющие вещества, относящиеся к группе пептидов, - энкефалины и эндорфины.

Современная эндокринология

Одно из достижений современной эндокринологии — открытие иммунологических и радиоиммунологических методов определения уровня белковых гормонов в крови и моче.

Благодаря использованию этих методов, обладающих высокой специфичностью, представилась возможность более точно по сравнению с биологическими тестами выявить изменения секреции, метаболизма и выделения белковых гормонов из организма.

Большое внимание в настоящее время уделяется развитию нейроэндокринологии. Последняя изучает взаимодействие центральной нервной системы (ЦНС) и эндокринной системы в регуляции процессов жизнедеятельности.

Исследования в области нейроэндокринологии и нейрофармакологии дают возможность углубленно изучать патогенез многих эндокринных заболеваний и способствуют внедрению более совершенных методов их диагностики.

Установлено, что, помимо центральной (нервной) и эндокринной регуляции, существует еще и клеточная нейроэндокринная регуляция. В 1969 г. английский ученый А. Пирс сформулировал теорию о наличии в организме функционально активной системы, объединяющей эндокринные клетки, имеющие ряд общих свойств и общее происхождение с нервными клетками, и продуцирующие белковые гормоны, а также биогенные амины, выполняющие функцию как гормона, так и нейромедиатора.

Эта система получила название «АПУД-система» (от англ. amine precursor uptake decarboxylation - содержание аминов, поглощение предшественников и декарбоксилирование, определяющих принадлежность гормонообразующей клетки к данной системе).

Достижения современной эндокринологии, физиологии и морфологии позволяют более детально изучать механизмы регуляции различных функций организма.

Успешно развиваются исследования желудочно-кишечных гормонов (эндокринология пищеварения). Установлено, что, помимо секретина, выделенного еще У. Бейлиссом и Э.Старлингом в 1902 г., нейроэндокринные клетки АПУД-системы (апудоциты) органов пищеварения синтезируют следующие полипептидные гормоны: гастрин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин, гастроингибирующий пептид (ГИП), вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), субстанцию Р, бомбезин, ней-ротензин, энкефалин, соматостатин, глюкагон и энтероглюкагон, серотонин и мелатонин.

Широкое развитие в современной эндокринологии получило новое направление - иммунопатология.

Изучение аутоиммунных процессов при эндокринных заболеваниях показало их важную роль в патогенезе диффузного токсического зоба, зоба Хасимото, первичного гипотиреоза, сахарного диабета, аддисоновой болезни и др.

Была  открыта система HLA (human leucocyte antigens - антигены лейкоцитов человека). Она определяет генетически детерминированный иммунологический ответ организма на различные антигены. Антигены системы HLA размещены на небольшом участке 6-й аутосомной хромосомы, где располагается большинство локусов гистосовместимости, на которых работают многие гены. На коротком плече 6-й хромосомы различают локусыА, В, С, D и DR. Каждый из них имеет множество аллелей и контролирует целый ряд антигенов системы HLA.

Чрезвычайно перспективным является использование при изучении иммунопатологии моноклональных антител, методику получения которых разработали в 1975 г. Г. Кёлер и К. Мильштейн. С помощью моноклональных антител открыты и исследованы рецепторы лимфоцитов, проанализированы структура и генетика иммуноглобулинов, получены реагенты на субпопуляции лимфоцитов и опухолевых клеток.

Российские эндокринологи

В 1918 —1919 гг. по инициативе В. Д. Шервинского, Я. А. Тоболкина и В. Я. Данилевского были организованы первые специализированные лаборатории, преобразованные впоследствии в институты экспериментальной эндокринологии (Москва, Харьков).

Существенный вклад в развитие эндокринологии внесли ученые Б. В. Алешин, И. Г. Акмаев, В. Г. Баранов, Е. А. Васюкова, А. А. Войткевич, С. Г. Генес, В. Я. Данилевский, И. И. Дедов, А. С. Ефимов, М. М. Завадовский, В. П. Комиссаренко, А. П. Калинин, С. М. Лейтес, О. В. Николаев, А. В. Репрев, И. X. Туракулов, Ю. А. Панков, В. Д. Шервинский, Н. А. Шерешевский, Н. А. Юдаев и др.

Одним из родоначальников отечественной эндокринологии является А. В. Репрев — основатель харьковской школы эндокринологов. Широкую известность и признание получили работы А. В. Репрева о зависимости половой сферы от питания организма, о влиянии беременности на обмен веществ и др.

Всемирно известны работы М. М. Завадовского и его школы о роли половых желез в процессах морфогенеза и физиологии развития, о взаимоотношениях половых желез с гонадотропными гормонами, а также гормонов щитовидной железы с функцией передней доли гипофиза. М. М. Завадовский установил закономерность в регуляции функции эндокринных желез и сформулировал принцип «плюс-минус взаимодействия» тропных гормонов передней доли гипофиза и гормонов периферических эндокринных желез, получивший всеобщее признание.

Неоценимый вклад в развитие эндокринологии внес В. Д. Шервинский. Он первый высказал мысль о важной роли гормонов надпочечников в приспособительных реакциях организма. В. Д. Шервинский также значительно расширил представления о патогенезе и клинической картине акромегалии и предложил применять половые гормоны при этом заболевании.

Важное значение для развития эндокринологии имеют работы Н. А. Юдаева и его школы. Фундаментальные исследования, проведенные Н. А. Юдаевым, позволили внести уточнения в схему биосинтеза кортикостероидов и изучить изменения соотношения секретируемых кортикостероидов под влиянием различных воздействий на организм и при разных видах эндокринной патологии. Н. А. Юдаев и Ю. А. Панков обнаружили в щитовидной железе второй гипокальциемический гормон, отличающийся от тирокальцитонина по физико-химическим свойствам и химическому строению. Они выделили из гипофиза свиней гормон р-липотропин, расшифровали его химическую структуру и определили видовые особенности.

Ю. А. Панков открыл существование новой высокоактивной молекулярной формы пролактина и изучил его строение. Он обнаружил и исследовал биологически активные фрагменты соматотропина, что позволило построить новую концепцию структурно-функциональной организации этого гормона.

Большой вклад в развитие эндокринологии внес В. Г. Баранов, который разработал метод лечения сахарного диабета, основанный на принципе щажения инсулинпродуцирующего аппарата поджелудочной железы, и обосновал представление о нейроциркуляторной дистонии как о «предстадии» диффузного токсического зоба.

Важное значение для развития эндокринологии имеют работы В. П. Комиссаренко, установившего экспериментальные предпосылки химиотерапии заболеваний, обусловленных гиперфункцией коры надпочечников. Он обосновал патогенез инсулинового шока и гипогликемической комы и предложил препарат спленин для лечения ряда заболеваний.

Важные исследования, обогатившие эндокринологию, проведены Е. А. Васюковой, особенно по вопросам этиологии, патогенеза, клинической картины и лечения болезни Иценко — Кушинга, акромегалии и сахарного диабета.

Большое значение для развития эндокринологии имеют исследования, выполненные С. М. Лейтесом. Они существенно расширили представления о патогенезе сахарного диабета.

Весомый вклад в развитие эндокринологии внес С. Г. Генес, который изучал влияние гипогликемии на нервную систему, а также роль изменения обмена веществ в мышцах и печени в механизме возникновения инсулиновой гипогликемии. Большое значение имеют также работы С. Г. Генеса по изучению механизма действия сахарпонижающих сульфаниламидных препаратов.

Ценные данные о нейросекреции получены А. А. Войткевичем и Б. В. Алешиным. Б. В. Алешин расширил также представления о патогенезе эндемического и спорадического зоба.
Неоценимое значение для развития эндокринологии имеют исследования Н. А. Шерешевского, разработавшего методы клинического применения антитиреоидных препаратов. Н. А. Шерешевскому принадлежит также приоритет в описании синдрома, обусловленного аномалией половых хромосом (синдром Шерешевского - Тернера).

Большой вклад в развитие эндокринологии внес О. В. Николаев. Он разработал весьма эффективный комплекс противозобных мероприятий, предложил эффективный хирургический метод лечения диффузного токсического зоба - субфасциальную субтотальную резекцию щитовидной железы, а также модифицировал методы хирургического лечения болезни Иценко - Кушинга.

Широкую известность и всеобщее признание получили работы Я. X. Туракулова по изучению биогенеза тиреоидных гормонов в норме и при заболеваниях щитовидной железы.

Большой вклад в развитие эндокринологии внес И. И. Дедов, особенно по вопросам этиологии, патогенеза, клинической картины и лечения сахарного диабета и его поздних осложнений, аутоиммунных и опухолевых заболеваний щитовидной железы, диагностики и лечения синдрома галактореи — аменореи, гормонпродуцирующих опухолей: феохромоцитомы, альдостеромы, синдрома Кушинга.

И. И. Дедов и В. И. Дедов внесли значительный вклад в изучение биоритма гормонов, что имеет большое значение для постановки диагноза большинства эндокринопатий, оценки эффективности проводимой терапии, прогнозирования течения и исхода заболевания.

Значительный вклад в развитие эндокринологии внес А. П. Калинин, особенно в области патогенеза, диагностики и лечения болезни Иценко - Кушинга, лечения заболеваний щитовидной железы, диагностики и лечения первичного и вторичного гиперпаратиреоза, синдрома Штейна - Левенталя, гормонально-активных опухолей желез внутренней секреции.

Важным этапом развития эндокринологии явилось открытие И. Г. Акмаевым нервно-проводникового пути гипоталамической регуляции эндокринной функции поджелудочной железы и сопряженных с ней гомеостатических функций, в частности углеводного гомеостаза, и установление им зависимости функций нейронов этого пути от воздействия половых гормонов.

Диабет, история открытия инсулина

Неумолимая статистика свидетельствует, что сахарным диабетом страдают более 50 млн. людей во всем мире.

В настоящее время это заболевание занимает одно из ведущих мест среди основных причин смертности, служит главной причиной слепоты, а также увеличивает риск поражений коронарных артерий в 3 раза и более.

Точное описание сахарного диабета встречается еще в рукописных трудах, датированных 50—30-ми годами до н. э. Да и сам термин «диабет» (от греческого «протекание сквозь») принадлежит римскому врачу Аретеусу Каппадокийскому (90—30-е годы до н. э.), который метко охарактеризовал эту болезнь «как переплавку плоти и членов в мочу». Скорее всего, античный врач, давая название болезни (правда, без определения «сахарный»), отталкивался от основного признака заболевания - мочеизнурения, приписываемого в те времена слабости почек. Знание проявления болезни, однако, не решало проблему лечения: попытки врачей добиться благоприятного течения недуга были безуспешными, и потому диагноз «диабет» был равнозначен смертному приговору.

В конце XVIII - начале XIX века стали появляться работы, которые свидетельствовали о том, что сахарный диабет как-то связан с поражением поджелудочной железы. Однако прямое экспериментальное доказательство было получено лишь в 1889 году. Помог, как это часто бывает, случай.

Немецкие исследователи О. Минковски и И. Меринг, изучавшие роль поджелудочной железы в пищеварении, полностью удалили ее у подопытных собак. Как правило, эта операция приводила к быстрой гибели животных. Служитель, ухаживающий за собаками после операции, сообщил, что они страдают от жажды и мочеизнурения и чем-то очень привлекают мух, которые тучами роятся вокруг них. Ученые не оставили без внимания это сообщение и очень скоро установили, что мух привлекает сахар, содержащийся в моче собак с удаленной поджелудочной железой. Последующие эксперименты подтвердили догадку ученых о том, что у подопытных собак был впервые получен экспериментальный диабет.

Правильность этой догадки экспериментально доказал патологоанатом Л. В. Соболев (1876 —1919). Он установил, что экспериментальный диабет связан с повреждением не всей ткани поджелудочной железы, а только лишь группы клеток, называемых островками Лангерганса.

Ученый заключил, что это и есть та часть поджелудочной  железы, которая  вырабатывает  в кровь вещество, отсутствие которого вызывает диабет. Эти клетки он назвал кровяной железой, т. е. железой внутренней секреции. В 1909 году К. Майер назвал это неизвестное вещество инсулином (от латинского «инсула» — островок).

В чистом виде гормон в то время еще не существовал, так как многочисленные попытки выделить его из поджелудочной железы заканчивались неудачей. Лишь в 1921 году судьба улыбнулась канадским исследователям Ф. Баптингу и Г. Бесту, работавшим в Торонтском университете под руководством Д. Маклеода. Выделенный ими гормон вызывал у больных сахарным диабетом уменьшение жажды, количества выделенной мочи, значительное снижение содержания сахара в крови и заметное улучшение самочувствия.

В 1923 году ученые стали лауреатами Нобелевской премии в области медицины. Столь быстрое (всего 2 года) и блестящее международное признание открытия объясняется тем, что до 1921 года диабет был неизлечимой болезнью из-за отсутствия эффективных лекарств.

В 1954 году английский биохимик Ф. Сенгер расшифровал химическое строение инсулина и несколько лет спустя (1958 г.) стал очередным нобелевским лауреатом.

В начале 60-х годов сразу две группы исследователей - в США и ФРГ - синтезировали инсулин в лабораторных условиях.