История открытия гормонов. История создания гормональных препаратов

Гормон роста был открыт в 1920-х гг., а получен в кристаллическом виде из гипофиза животных в 1944 г. учеными Лайем и Эвансом.

В 1956 г. был выделен человеческий соматотропин, а в 1958 г. эндокринолог из Новоанглийского медицин¬ского центра в Бостоне Морис Рабен впервые ввел его ребенку, который не рос из-за того, что его организм вообще не вырабатывал этого гормона. Лечение по¬могло, и ребенок стал расти.

Вскоре этому примеру последовали и другие врачи. Лечение подростков, страдающих недостаточностью гормона роста, стало реальностью. Казалось, это был чудесный выход для детей, которые без этого гормо¬на были обречены стать людьми ниже нормального роста или даже карликами. Однако вскоре разразилась катастрофа.

На тот момент единственным источником получения гормона роста был человеческий мозг - мозг трупов. Для получения всего лишь нескольких капель гормона, которые можно было бы ввести больному ребенку, тре-бовались мозги тысяч мертвецов.

Большей частью трупный материал поступал из Африки. Гормон извлекался из гипофиза, и, посколь¬ку он разрушается при нагревании, на фармацевтиче¬ских заводах его пастеризовали, а не стерилизовали. В 1980-х гг. сразу у троих детей, получавших гормон роста, развилось редкое вирусное заболевание - бо¬лезнь Крейцфельдта-Джейкоба (БКД). Оно характе¬ризуется прогрессирующим слабоумием и потерей контроля над мышцами. В течение примерно 5 лет больной человек погибает.

После обнаружения болезни у детей, получавших гормон роста, распространение лекарства было оста¬новлено. В 1991 г. БКД развилась у семерых детей в США, а по всему миру насчитывалось 50 случаев за-болевания, связанных с инъекциями гормона роста. И количество больных может продолжать расти, поскольку болезнь вызывается инфекционным агентом, который до появления симптомов может не давать о себе знать длительное время (до 15 лет).

Поскольку от мозга трупов как источника гормо¬на пришлось отказаться, возникла очень трудная проблема - получение синтетического гормона. Гормон роста - это крупнейший белок, производимый гипофизом и состоящий из 191 аминокислоты.

Создать молекулу такого размера, да еще и в пра¬вильном порядке расположить аминокислоты, - прак¬тически непосильная задача. Однако в 1980-х гг. появилась новая технология - генная инженерия, по¬зволявшая ученым клонировать белки человеческого тела и получать их в огромных количествах через ре¬продуктивный механизм бактерии Е. coli, весьма распространенной в кишечнике человека. В1985 г. ком¬пания «Генентех», которая ранее успешно клонировала человеческий ген на инсулин, создала второе в истории лекарство на основе рекомбинантной ДНК - соматотропин.

Генно-инженерный гормон роста отличался от свое¬го человеческого аналога одной только аминокислотой. И хотя это небольшое несоответствие никак не отрази¬лось на эффективности препарата при его действии на человеческий организм, оно открыло дверь для конку¬рентов.

На следующий год базирующаяся в Индианаполисе фармацевтическая компания «Эли Лилли» создала состоящий из 191 аминокислоты новый гормон роста (препарат гуматотроп), который был на 100% иден¬тичен (физически, химически и биологически) тому, который вырабатывается гипофизом человека. Они обратились за юридической защитой нового лекарства.

Между двумя фармацевтическими компаниями разразилась война, результатом которой было разре¬шение производить и продавать препарат обеим ком¬паниям, а для всех остальных производителей фарма¬цевтический рынок оказался закрытым. В итоге на сегодняшний день лечение препаратом обходится пациенту от 14 до 30 тыс. долларов в год, что для боль¬шинства страдающих дефицитом соматотропина яв¬ляется нереальной ценой.

Возникновение неполадок в функционировании организма некоторые люди стараются устранить самостоятельно, не прибегая к помощи врачей. Однако такое самолечение способно негативно сказаться на дальнейшем состоянии здоровья. Ведь нарушение в работе того или иного органа возникает в процессе недостаточной или избыточной выработки гормонов.

Впрочем, об этих веществах каждый человек наслышан с детства. Между тем, ученые продолжают изучать строение этих веществ и функции, которые они выполняют. Что такое гормоны, для чего нужны они человеку, какие виды гормонов существуют, и какое влияние они на него оказывают?

Что такое гормоны

Гормоны являются биологически активными веществами. Их выработка происходит в специализированных клетках желез внутренней секреции. В переводе с древнегреческого языка слово «гормоны» означает “побуждать” или “возбуждать”.

Именно это действие и является их основной функцией: вырабатываясь в одних клетках, данные вещества побуждают клетки других органов к действию, посылая им сигналы. То есть в организме человека гормоны играют роль своеобразного механизма, запускающего все процессы жизнедеятельности, которые не могут существовать отдельно.

Чтобы осознать их значение, необходимо понимать, где они образуются. Основными источниками выработки гормонов являются следующие внутренние железы:

гипофиз;
щитовидная и паращитовидная железы;
надпочечники;
поджелудочная железа;
яички у мужчин и яичники у женщин.

Участвовать в образовании этих веществ могут и некоторые внутренние органы, к которым относятся:

печень;
почки;
плацента в период беременности;
шишковидная железа, расположенная в мозге;
желудочно-кишечный тракт;
тимус или вилочковая железа, активно развивающаяся до наступления половой зрелости, и уменьшающаяся в размерах с возрастом.

Гипоталамус – это небольшой отросток головного мозга, являющийся координатором выработки гормонов.

Как работают гормоны

Разобравшись, что такое гормоны, можно приступать к изучению того, как они действуют.

Каждый гормон воздействует на определенные органы, называемые органами-мишенями. При этом у каждого из гормонов имеется своя химическая формула, которая и предопределяет, какой из органов станет мишенью. Стоит заметить, что мишенью может являться не один орган, а несколько.

В отличие от нервной системы, передающей импульсы через нервы, гормоны поступают в кровь. На органы-мишени они воздействуют через клетки, снабженные особыми рецепторами, способными воспринимать только определенные гормоны. Их взаимосвязь подобна замку с ключом, где в качестве замка выступает клетка-рецептор, открываемая ключом-гормоном.

Прикрепляясь к рецепторам, гормоны проникают во внутренние органы, где при помощи химического воздействия заставляют их выполнять определенные функции.

Активное изучение гормонов и желез, их вырабатывающих, началось в 1855 году. В этот период английский врач Т.Аддисон впервые описал бронзовую болезнь, развивающуюся вследствие нарушения функций надпочечников.

Интерес к данной науке проявляли и другие врачи, к примеру, К.Бернар из Франции, изучавший процессы образования и выделения в кровь секреции. Предметом его изучения являлись и органы, их выделявшие.

А французскому врачу Ш.Броун-Секару удалось найти взаимосвязь между различными заболеваниями и снижением функции желез внутренней секреции. Именно он впервые доказал, что многие заболевания могут излечиваться с помощью средств, приготавливаемых из экстрактов желез.

В 1899 году английским ученым удалось открыть гормон секретин, вырабатываемый двенадцатиперстной кишкой. Чуть позже они дали ему название гормон, которое и положило начало современной эндокринологии.

До сих пор ученые не смогли изучить о гормонах все, продолжая делать новые открытия.

Разновидности гормонов

Гормоны бывают нескольких видов, различаемых по химическому составу.

Стероиды. Данные гормоны вырабатываются в яичках и яичниках из холестерина. Эти вещества выполняют важнейшие функции, позволяющие человеку развиваться и обретать необходимую физическую форму, украшающую тело, а также воспроизводить на свет потомство. К стероидам относятся прогестерон, андроген, эстрадиол и дигидротестостерон.
Производные жирных кислот. Эти вещества действуют на клетки, находящиеся рядом с теми органами, которые участвуют в их производстве. К числу этих гормонов относятся лейкотриены, тромбоксаны и простогландины.
Производные аминокислот. Эти гормоны вырабатываются несколькими железами, в том числе надпочечниками и щитовидной железой. А основой для их производства является тирозин. Представителями этого вида являются адреналин, норадреналин, мелатонин, а также тироксин.
Пептиды. Эти гормоны несут ответственность за осуществление обменных процессов в организме. А важнейшим компонентом для их выработки является белок. К пептидам относятся инсулин и глюкагон, вырабатываемые поджелудочной железой, и гормон роста, образующийся в гипофизе.

Роль гормонов в организме человека

Весь жизненный путь человеческий организм вырабатывает гормоны. Они оказывают влияние на любые процессы, которые происходят с человеком.

Благодаря данным веществам каждый человек имеет определенный рост и вес.
Гормоны оказывают влияние на эмоциональное состояние человека.
На протяжении всей жизни гормоны стимулируют естественный процесс роста и распада клеток.
Они участвуют в формировании иммунной системы, стимулируя, либо угнетая ее.
Вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, контролируют обменные процессы в организме.

Под действием гормонов организм легче переносит физические нагрузки и стрессовые ситуации. Для этих целей вырабатывается гормон активных действий – адреналин.
При содействии биологически активных веществ происходит подготовка к определенному жизненному этапу, в том числе к половому созреванию и родам.
Определенные вещества контролируют репродуктивный цикл.
Ощущение голода и сытости человек испытывает также под действием гормонов.
При нормальной выработке гормонов и их функции усиливается половое влечение, а при уменьшении их концентрации в крови либидо снижается.

Основные гормоны человека на протяжении всей жизни обеспечивают стабильность работы организма.

Влияние гормонов на организм человека

Под действием некоторых факторов стабильность процесса может нарушаться. Их примерный список выглядит следующим образом:

возрастные изменения в организме;
различные заболевания;
стрессовые ситуации;
изменение климатических условий;
неблагополучная экологическая обстановка.

В организме мужчин выработка гормонов более стабильна, нежели у женщин. В женском организме количество секретируемых гормонов изменяется в зависимости от различных факторов, в том числе фазы менструального цикла, беременности, родов и менопаузы.

О том, что мог образоваться гормональный дисбаланс, говорят следующие признаки:

общая слабость организма;
судороги в конечностях;
головная боль и звон в ушах;
потливость;
нарушение координации движений и замедление реакции;
ухудшение памяти и провалы;
резкая смена настроения и депрессивные состояния;
беспричинное снижение или повышение массы тела;
растяжки на коже;
нарушение работы органов пищеварения;
рост волос в местах, где их быть не должно;
гигантизм и нанизм, а также акромегалия;
проблемы с кожей, в том числе повышение жирности волос, угри и перхоть;
нарушения менструального цикла.

Как определяется уровень гормонов

Если какое-либо из этих состояний проявляется систематически, необходимо обратиться к эндокринологу. Только врач на основании анализа сможет определить, какие гормоны вырабатываются в недостаточном или избыточном количестве, и назначить адекватное лечение. При этом определение уровня всех возможных гормонов не требуется, так как опытный врач определит вид необходимого исследования на основании жалоб пациента.

Зачем назначается анализ крови на содержание гормонов? Он необходим для подтверждения или исключения какого-либо диагноза.

При необходимости назначаются анализы, которые определяют концентрацию в крови гормонов, выделяемых следующими железами внутренней секреции:

гипофиза;
щитовидной железы;
надпочечников;
яичек у мужчин и яичников у женщин.

Женщинам в качестве дополнительного обследования может назначаться пренатальная диагностика, позволяющая выявить патологии в развитии плода на ранних сроках беременности.

Наиболее популярным анализом крови является определение базального уровня определенного типа гормона. Такое обследование проводят утром натощак. Но уровень большинства веществ склонен меняться в течение суток. Как пример, можно привести соматотропин – гормон, стимулирующий рост. Поэтому его концентрация исследуется в течение суток.

Если же проводится исследование гормонов желез внутренней секреции, зависящих от гипофиза, проводится анализ, определяющий уровень гормона, вырабатываемого эндокринной железой, и гормона гипофиза, заставляющего данную железу его вырабатывать.

Как достичь гормонального баланса

При легком гормональном дисбалансе показана корректировка образа жизни:

Соблюдение режима дня. Полноценная работа систем организма возможна лишь при создании баланса между работой и отдыхом. К примеру, выработка соматотропина усиливается через 1-3 часа после засыпания. При этом ложиться спать рекомендуется не позднее 23 часов, а продолжительность сна должна составлять не менее 7 часов.
Стимулировать выработку биологически активных веществ позволяет физическая активность. Поэтому 2-3 раза в неделю необходимо заниматься танцами, аэробикой или повышать активность другими способами.

Сбалансированное питание с увеличением количества потребления белка и уменьшением количества жира.
Соблюдение питьевого режима. В течение дня необходимо выпивать 2-2,5 литра воды.

Если же требуется более интенсивное лечение, изучается таблица гормонов, и применяются медицинские препараты, которые содержат их синтетические аналоги. Однако назначать их вправе только специалист.

⚕️Мелихова Ольга Александровна – врач эндокринолог, стаж 2 года.

Занимается вопросами профилактики, диагностики и лечения заболеваний органов эндокринной системы: щитовидной железы, поджелудочной железы, надпочечников, гипофиза, половых желез, паращитовидных желез, вилочковой железы и т.д.

1.1 История открытия гормонов

Начало активному изучению эндокринных желез и гормонов было положено английским врачом Т. Аддисоном в 1855 году. Аддисон был первым, кто дал описание бронзовой болезни, признаком которой было специфическое окрашивание кожи, а причиной -- дисфункция надпочечников. Другим основоположником эндокринологии является французский медик К. Бернар, который изучал процессы внутренней секреции и соответствующие железы организма -- органы, секретирующие в кровь те или иные вещества. Впоследствии свой вклад в данную отрасль науки внес другой французский врач -- Ш. Броун-Секар, увязавший развитие определенных заболеваний с недостаточностью функции желез внутренней секреции и показавший, что при терапии указанных болезней могут быть успешно использованы экстракты соответствующих желез. Согласно имеющимся на современном этапе результатам исследований, недостаточный или избыточный синтез гормонов негативно влияет на молекулярные механизмы, лежащие в основе регулирования обменных процессов в организме, а это, в свою очередь, способствует развитию практически всех заболеваний желез внутренней секреции.

Собственно термин "гормон" был впервые использован в работах английских физиологов У. Бейлисса и Э. Старлинга в 1905 году. Исследователи ввели его в ходе изучения гормона секретина, открытого ими же тремя годами ранее. Этот гормон вырабатывается в двенадцатиперстной кишке и отвечает за интенсивность выработки некоторых пищеварительных соков. На данный момент науке известно более 100 вырабатываемых железами внутренней секреции веществ, для которых характерна гормональная активность и которые регулируют обменные процессы.

1.2 История создания гормона роста соматотропина

В 1956 г. был выделен человеческий соматотропин, а в 1958 г. эндокринолог из Новоанглийского медицинского центра в Бостоне Морис Рабен впервые ввел его ребенку, который не рос из-за того, что его организм вообще не вырабатывал этого гормона. Лечение помогло, и ребенок стал расти.

Вскоре этому примеру последовали и другие врачи. Лечение подростков, страдающих недостаточностью гормона роста, стало реальностью. Казалось, это был чудесный выход для детей, которые без этого гормона были обречены стать людьми ниже нормального роста или даже карликами. Однако вскоре разразилась катастрофа.

На тот момент единственным источником получения гормона роста был человеческий мозг - мозг трупов. Для получения всего лишь нескольких капель гормона, которые можно было бы ввести больному ребенку, требовались мозги тысяч мертвецов.

Большей частью трупный материал поступал из Африки. Гормон извлекался из гипофиза, и, поскольку он разрушается при нагревании, на фармацевтических заводах его пастеризовали, а не стерилизовали. В 1980-х гг. сразу у троих детей, получавших гормон роста, развилось редкое вирусное заболевание - болезнь Крейцфельдта - Джейкоба (БКД). Оно характеризуется прогрессирующим слабоумием и потерей контроля над мышцами. В течение примерно 5 лет больной человек погибает.

После обнаружения болезни у детей, получавших гормон роста, распространение лекарства было остановлено. В 1991 г. БКД развилась у семерых детей в США, а по всему миру насчитывалось 50 случаев заболевания, связанных с инъекциями гормона роста. И количество больных может продолжать расти, поскольку болезнь вызывается инфекционным агентом, который до появления симптомов может не давать о себе знать длительное время (до 15 лет).

Поскольку от мозга трупов как источника гормона пришлось отказаться, возникла очень трудная проблема - получение синтетического гормона. Гормон роста - это крупнейший белок, производимый гипофизом и состоящий из 191 аминокислоты.

Создать молекулу такого размера, да еще и в правильном порядке расположить аминокислоты, - практически непосильная задача. Однако в 1980-х гг. появилась новая технология - генная инженерия, позволявшая ученым клонировать белки человеческого тела и получать их в огромных количествах через репродуктивный механизм бактерии Е. coli, весьма распространенной в кишечнике человека. В 1985 г. компания "Генентех", которая ранее успешно клонировала человеческий ген на инсулин, создала второе в истории лекарство на основе рекомбинантной ДНК - соматотропин.

Генно-инженерный гормон роста отличался от своего человеческого аналога одной только аминокислотой. И хотя это небольшое несоответствие никак не отразилось на эффективности препарата при его действии на человеческий организм, оно открыло дверь для конкурентов.

На следующий год базирующаяся в Индианаполисе фармацевтическая компания "Эли Лилли" создала состоящий из 191 аминокислоты новый гормон роста (препарат гуматотроп), который был на 100 % идентичен (физически, химически и биологически) тому, который вырабатывается гипофизом человека. Они обратились за юридической защитой нового лекарства.

Между двумя фармацевтическими компаниями разразилась война, результатом которой было разрешение производить и продавать препарат обеим компаниям, а для всех остальных производителей фармацевтический рынок оказался закрытым. В итоге на сегодняшний день лечение препаратом обходится пациенту от 14 до 30 тыс. долларов в год, что для большинства страдающих дефицитом соматотропина является нереальной ценой.

В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций. Они идут в организме без применения высокой температуры и давления, т.е. в мягких условиях. Вещества, которые окисляются в клетках человека и животных...

Биологически активные вещества

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось общепризнанным...

Вирусные заболевания живых организмов

В 80-е годы века на юге России табачные плантации подверглись грозному нашествию. Отмирали верхушки растений, на листьях появлялись светлые пятна, год от года число пораженных полей увеличивалось, а причина заболеваний неизвестна...

Витамин С

История открытия витамина С связана с цингой. В те далекие времена эта болезнь особенно поражала мореплавателей. Сильные, отважные моряки были бессильны перед цингой, которая к тому же часто вела к смертельному исходу...

Витамины

Во второй половине XIX века считалось, что пищевая ценность продуктов определяется содержанием в них белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Меж тем за века человечество накопило немалый опыт длительных морских путешествий...

Животное в моём доме: хомячок

Хомяк - это маленькое млекопитающее из отряда грызунов семейства хомяковых. Обитают хомяки практически везде; водятся в Центральной и Восточной Европе, Малой Азии, Сирии, Иране, Сибири, Монголии, северном Китае и Корее...

Клубеньковые бактерии и их роль в азотистом обмене

Проблема биологического азота возникла с развитием земледельческой культуры. Издавна из практической агрономической деятельности человека было известно, что бобовые растения повышают плодородие почвы. Еще в III - I вв. до н.э...

Молекулярная биология клетки

Однонитевое и двунитевое повреждения ДНК Начало изучению репарации было положено работами А. Келнера (США), который в 1948 обнаружил явление фотореактивации (ФР) -- уменьшение повреждения биологических объектов...

Растения – продуценты биологически активных веществ

Во второй половине 18 века и в начале 19 века при изучении химического состава растений были выделены относительно сложные производные гетероциклов, получившие впоследствии объединяющее название «алкалоиды»...

Свойства этилена в растениях

Этилен впервые был получен немецким химиком Иоганном Бехером в 1680 году при действии купоросного масла на винный спирт. Вначале его отождествляли с «горючим воздухом», т. е. с водородом. Позднее...

Тканевая инженерия

Как известно, фуллерен (C60) был открыт группой Смолли, Крото и Кёрла в 1985 г., за что в 1996 г. эти исследователи были удостоены Нобелевской премии по химии. Что касается углеродных нанотрубок, то здесь нельзя назвать точную дату их открытия...

В течение почти 100 лет генетики считали, что крохотная хромосома (а Y-хромосома действительно самая маленькая, заметно меньше Х-хромосомы) является просто «заглушкой». Первые догадки, что хромосомный набор мужчин отличается от такового у женщин...

Органотерапевтическими препаратами называются вещества, изготовленные из отдельных органов, жидкостей или тканей.

Со временем органотерапия, пользовавшаяся порошками и вытяжками из почти не обработанных желез и тканей животных, в значительной мере уступила место гормонотерапии - лечению химически чистыми гормонами или концентрированными органотерапевтическими препаратами с высоким содержанием гормональных факторов, стандартизуемых биологически на животных.

Поразительные успехи, достигнутые в области химии гормонов, вооружили действенными препаратами, дающими возможность активно бороться со многими эндокринными заболеваниями, прогноз которых до этого считался безнадежным.

Даты открытия или применения важнейших гормональных и органотерапевтических препаратов

1889 г. Броун-Секар сообщил об омолаживающих свойствах вытяжки из половых желез.
1891 г. При лечении микседемы применен тиреоидин (Муррей).
1894 г. Из гипофиза получен питуитрин (Оливер и Шефер).
1901 г. Из надпочечников выделен адреналин в кристаллическом виде (Такамине, Олдрич).
1919 г. Из щитовидной железы получен тироксин (Кендалл).
1921 г. Открыт инсулин и в 1922 г. применен для лечения диабета (Батинг и Бест).
1923 г. Получен фолликулин из свиных яичников. Доказана его способность восстанавливать течку у кастрированных животных (Аллен и Дойзи).
1924 г. Приготовлен паратиреокрин-высокоактивный препарат околощитовидных желез, устраняющий симптомы тетании (Коллип).
1926 г. Открыты два гонадотропных гормона передней доли гипофиза (Цондек).
1927 г. В моче беременных обнаружен хорионический гонадотропин, вызывающий преждевременное половое созревание инфантильных животных (Ашгейм и Цондек).
1929 г. Получен эстрон - химически чистый кристаллический женский половой гормон (Дойзи).
1930 г. Выделен эстриол - второй эстрогенный гормон (Мерриан).
1930 г. Получен кристаллический андростерон - мужской половой гормон (Бутенандт).
1931 г. Изготовлен кортин-экстракт коры надпочечников, способный сохранять жизнь адреналэктомированных животных (Свингль и Пфиффнер, Гартман, Стюард и Рогов).
1932 г. Получен пролактин-препарат передней доли гипофиза, содержащий лактогенный гормон (Риддль).
1934 г. Выделен кристаллический прогестерон-гормон желтого тела (Бутенандт).
1935 г. Доказано наличие в яичнике третьего эстрогенного гормона эстрадиола, незадолго до того полученного синтетически.(Дойзи).

1936 г. Из коры надпочечников получен кортизон - гормон, влияющий преимущественно на углеводный обмен (Кендалл).
1938 г. Выделен дезоксикортикостерон - один из гормонов коры надпочечников, играющий важную роль в солевом и водном обмене (Рейхштейн).
1943 г. Получен адренокортикотропный гормон из передней доли гипофиза (Ли, Сайерс).
1946 г. Приготовлен высоко очищенный препарат гормона роста из передней доли гипофиза (Ли, Эванс, Симпсон).
1952 г. Получен гормон коры надпочечников - альдестерон, влияющий на солевой обмен.

В доинсулиновую эру в короткий срок приводил к коме и летальному исходу. Средняя продолжительность жизни при ювенильном диабете исчислялась в 6 месяцев от начала заболевания. Со времени открытия инсулина больные диабетом живут десятки лет, и в большинстве случаев при отсутствии осложнений болезни вполне трудоспособны. Диабетическая кома стала относительной редкостью. Смертность рожениц и новорожденных в случаях наступления беременности у женщин, больных сахарным диабетом, достигавшая ранее 50%, с применением инсулина, эстрогенов и прогестерона снизилась до 12%.