Читать книгу Чому зебри не страждають на виразку - Роберт М. Сапольски - Страница 9

Нейронний маршрут, представлений симпатичною системою,– це основний спосіб, у який мозок може мобілізувати хвилі активності у відповідь на стресогенний чинник. Хоча є ще один шлях – через секрецію гормонів. Якщо нейрон (клітина нервової системи) виділяє хімічний месенджер, який проходить одну тисячну дюйму й дає команду наступній клітині (як правило, іншому нейрону) змінити свою поведінку, такий месенджер називається нейромедіатором. Отже, коли симпатичні нервові закінчення у вашому серці виділяють норепінефрин, який змушує серцевий м’яз працювати інакше, норепінефрин відіграє роль нейромедіатора. Якщо нейрон (або будь-яка клітина) продукує месенджер, який натомість просочується в кровотік і впливає на різні функції тіла, то цей месенджер є гормоном. Усі типи залоз продукують гормони; секреція деяких з них активується під час стресу, а інших – навпаки вимикається.

Що робить мозок з усіма цими залозами, які виділяють гормони? Раніше люди вважали, що нічого. Існувало припущення, що периферійні залози нашого організму – підшлункова залоза, наднирники, яєчники, яєчка і так далі – у якийсь таємничий спосіб «знають», що вони роблять, мали «власний розум». Вони начебто самостійно «вирішують», коли випускати свої месенджери без указівок від інших органів. Ця помилкова ідея породила досить дурну тенденцію на самому початку ХХ століття. Науковці вважали, що статевий потяг чоловіків слабшав із віком, і припускали, що це стається через зниження секреції яєчками чоловіків поважного віку чоловічого статевого гормону, тестостерону. (Хоча тоді ніхто й не знав про такий гормон тестостерон, а просто посилалися на загадкові «чоловічі чинники» у яєчках. Насправді рівень тестостерону не знижується з віком. Зниження є помірним і воно різне в різних чоловіків. До того ж зниження десь на 10 % від нормального рівня не справляє сильного впливу на статеву поведінку.) Зробивши наступний крок, тодішні дослідники прив’язали старіння до зменшення статевого потягу, до нижчого рівня чоловічих чинників. (Могло виникнути логічне запитання, як жінкам вдається постаріти без яєчок, але жіноцтво такими ідеями тоді не цікавилося.) Як же тоді обернути процес старіння назад? Ввести в організм чоловіків, що старіють, речовину з яєчок.

Тож згодом заможні чоловіки поважного віку приїжджали до фешенебельних швейцарських санаторіїв та отримували у свої філейні частини щоденні ін’єкції екстракту з яєчок псів, півнів та мавп. Клієнти закладу могли навіть вийти на обору і вибрати цапа на свій смак (як обирають лобстера в дорогому ресторані), причому багато джентльменів приїжджали на процедури з власною тваринкою. Невдовзі це захоплення породило таку собі «омолоджувальну терапію», зокрема «органотерапію» – пересадку невеликих фрагментів яєчок тварин чоловікам. Так з’явилася мода на «мавпячу залозу». Вживався саме термін «залоза», тому що журналістам було заборонено друкувати пікантне слово «яєчки». Очільники великих промислових підприємств, глави держав і принаймні один Папа Римський стали жертвами цієї моди. А після завершення кривавої Першої світової війни, коли дуже бракувало молодих хлопців і дівчата частіше виходили заміж за старших чоловіків, така терапія набувала особливого значення.

Звісно, проблема полягала в тому, що ця терапія не працювала. В екстракті з яєчок не було тестостерону – пацієнтам вводили екстракт на водяній основі, а тестостерон не розчиняється у воді. Крихітні частини органів, які було пересаджено, майже одразу відмирали, а рубцево-змінену тканину помилково приймали за здоровий імплантат. І навіть якщо вони відмирали, ці частини все одно не функціонували – яєчники чоловічого організму, що старіє, виробляють менше тестостерону не через неспроможність яєчок, а тому що інший орган (далі буде) більше не дає їм відповідної команди. Можна пересадити молоді і свіжі сім’яники й результат буде так само незадовільним, бо немає стимуляційного сигналу. Та байдуже. Клієнти повідомляли про разючі результати. Якщо ви вже вивалюєте кругленьку суму за щоденні ін’єкції екстракту з яєчок якоїсь тварини, у вас добрий стимул вважати, що ви відчуваєте себе молодим бичком. Ефект плацебо в чистому вигляді.

З часом учені дійшли висновку, що сім’яники та інші периферійні залози, які продукують гормони, не автономні та перебувають під певним контролем. Увагу звернули на гіпофіз, що розташовується одразу під головним мозком. Було відомо, що секреція гормонів по всьому тілі порушується після пошкодження або хвороби гіпофізу. На початку століття ретельні експерименти показали, що периферійна залоза продукує свій гормон, тільки якщо спочатку гіпофіз виділяє гормон, який приводить відповідну залозу в дію. Гіпофіз містить цілий набір гормонів, які порядкують по всьому організму; саме гіпофіз точно знає програму дій та регулює діяльність інших залоз. Зроблений висновок породив поширену думку про те, що гіпофіз – це головна залоза організму.

Ця думка була широко розповсюджена передусім американським сімейним журналом Reader’s Digest, де публікувалася серія статей під назвою «Людське тіло» («Підшлункова залоза», «Гомілкова кістка», «Яєчники» і так далі). У третьому абзаці статті «Гіпофіз» і було сказано про верховенство цієї залози. Але на початку 1950-х учені вже почали дізнаватися, що гіпофіз зовсім не є керманичем залоз.

Найпростішим доказом був такий висновок: якщо видалити гіпофіз з організму й помістити його в невелику посудину, наповнену поживними речовинами, залоза поводитиметься аномально. Вона більше не виділятиме гормонів, які виділяє за звичайних умов. Певна річ, можете сказати ви, вийміть будь-який орган, киньте його в якийсь поживний суп, і навряд чи з цього щось вийде. Цікаво, що «видалений» гіпофіз дійсно припиняв секрецію певних гормонів, але натомість починав продукувати інші на шаленій швидкості. Травмований гіпофіз не припиняв роботу. Він працював безладно, тому що, як виявилося, гіпофіз не знає всієї програми дій гормонів. За звичайних умов він дотримується наказів мозку, а в тій посудині мозку з ним поруч не було і команди не надходили.

Довести цю теорію було дуже просто. Якщо знищити частину мозку біля гіпофізу, гіпофіз перестає продукувати одні гормони й починає виділяти надмірну кількість інших. Це говорить нам про те, що мозок контролює певні гормони гіпофізу, стимулюючи їх виділення, і контролює інші гормони, пригнічуючи їх. Потрібно було дізнатися, як мозок робить це. За логікою, треба було відшукати нервові шляхи, що йдуть від мозку до гіпофізу (на кшталт шляхів до серця та інших органів), та встановити нейромедіатори мозку, які віддають накази. Та ніхто не міг знайти ці шляхи. 1944 року фізіолог Джеффрі Гарріс припустив, що мозок – це також залоза, яка продукує гормони, що і собі направляються до гіпофізу і керують його діями. Загалом його припущення не було божевільним. За чверть століття до того один із засновників цієї галузі, Ернст Шаррер, показав, що деякі інші гормони, місцем секреції яких вважали периферійну залозу, насправді вироблялися в мозку. Усупереч цьому багато вчених вважали ідею Гарріса нісенітницею. Гормони можуть вироблятися такими периферійними залозами, як-от яєчники, сім’яники, підшлункова залоза,– але щоб мозок виділяв гормони? Абсурд! Це здавалося не лише немислимим з наукової точки зору, а й недоречним і негідним заняттям для мозку на відміну від написання сонетів.

Двоє вчених, Роже Гіймен та Ендрю Шаллі, почали шукати ці гормони мозку. То було надзвичайно складне завдання. Мозок підтримує зв’язок з гіпофізом за допомогою мікроскопічної системи кровообігу, трохи більшої за крапку в кінці цього речення. Даремно шукати ці гіпотетичні рилізинг-гормони та інгібіторні гормони мозку в загальній системі кровообігу; якщо такі гормони й існують, то на той час, коли вони досягають кровоносної системи, вони розчиняються без сліду. Тому їх потрібно було шукати в крихітних частинках тканини безпосередньо під мозком, які б містили кровоносні судини, що йдуть від мозку до гіпофізу.

Завдання не з простих, але ці два вчені успішно його виконали. Їх надзвичайно сильно мотивувала загадка цих гормонів, їхнє потенційне клінічне застосування та бурхливі овації, що чекали наприкінці цієї захопливої наукової подорожі. До того ж ці двоє ненавиділи один одного, і це надавало додаткового імпульсу в пошуках. Спочатку, наприкінці 1950-х, Гіймен та Шаллі співпрацювали, вишукуючи ці гормони мозку. Можливо, одного вечора, стоячи над штативом з пробірками, стомлений від роботи, один з них якось образив іншого – нам ніколи вже не дізнатися, що сталося насправді; у будь-якому разі, між ними спалахнула неприкрита ворожнеча, що увійшла в історію щонайменше на рівні протистоянням греків і троянців, а може, навіть Coca-Cola і Pepsi. Шляхи Гіймена та Шаллі розійшлися, та кожен з них збирався виокремити потенційні гормони мозку першим.

Як можна виокремити гормон, який, можливо, взагалі не існує, а якщо й існує, то в надзвичайно мізерній кількості в мікроскопічній системі кровообігу, до якої ніяк не можна дістатися? І Гіймен, і Шаллі дотримувалися однакової стратегії. Вони почали відбирати мозок тварин з боєнь. Відрізали частину внизу мозку біля гіпофізу. Кидали велику кількість таких частин у блендер, змелювали, перекладали місиво з мізків у велетенську пробірку з хімікатами, які очищували це місиво і збирали краплини, що виділилися. Тоді робили з цих краплин ін’єкцію щурам і спостерігали, чи змінює гіпофіз щура механізм викиду гормону. Якщо так, можливо, ці краплини мозку містять один з тих уявних гормонів, що впливають на продукування або пригнічення інших. Спробувати визначити, що міститься в тих краплинах, установити їхню хімічну структуру, зробити штучний аналог і дізнатися, чи регулює він функцію гіпофізу. У теорії досить просто, та на це пішли роки.

Однією з особливостей цього надскладного завдання був масштаб. У кращому разі, у кожному окремому мозку була мізерна кількість потрібних гормонів, тож науковцям доводилося переробляти тисячі мізків за раз. Свинячі або овечі мізки перевозилися вантажівками; хіміки виливали казани мізків у монументальні апарати для хімічного поділу, потім збирали маленькі крапельки рідини, що стікала донизу, очищали її в іншому апараті і ще раз в іншому… Але то не була бездумна конвеєрна робота. Потрібно було винайти нові типи хімікатів, абсолютно нові способи тестування дії на живий організм гормонів, які, можливо, існують, а можливо, й ні. То було надзвичайно нелегке наукове завдання, складність якого посилювалася ще й тим фактом, що багато впливових вчених із цієї сфери вважали, що ці гормони взагалі не існують, а двоє хлопців просто марнують час та гроші.

Гіймен і Шаллі започаткували геть новий колективний підхід до наукових досліджень. Існує стереотип одинокого вченого, який сидить собі о другій ночі і силкується розтлумачити значення отриманого результату. Тут же працювали цілі команди хіміків, біохіміків, фізіологів та інших спеціалістів, координуючи свої зусилля з відокремлення потенційних гормонів. І такий підхід спрацював. Минуло «лише» 14 років цієї авантюри, і була опублікована хімічна структура першого рилізинг-гормону[7].

Два роки по тому, 1971, Шаллі видав дослідження про наступний гормон гіпоталамуса, а Гіймен опублікував свою статтю на два місяці пізніше. Наступний раунд виграв Гіймен 1972 року, випередивши Шаллі з описом наступного гормону на добрих три роки. Всі були у захваті, слушність на той час уже покійного Джеффрі Гарріса було доведено, а Гіймен та Шаллі отримали Нобелівську премію 1976 року. Один з них, маючи вишукані манери та знаючи, що так буде правильно сказати, заявив, що його мотивувала лише наука та прагнення допомогти людству, а також зауважив, якою натхненною та продуктивною була взаємодія з його колегою. Інший, менш галантний, але більш чесний, сказав, що всі ці десятиліття ним рухала лише конкуренція, й описав свої стосунки з колегою як «багато років злісних випадів та гіркої помсти».

Тож многая літа Гіймену та Шаллі – мозок таки виявився головною залозою. Тепер уже доведено, що нижня частина мозку, а саме гіпоталамус, містить велику кількість рилізинг-гормонів та інгібіторних гормонів, які діють на гіпофіз, який зі свого боку регулює секрецію периферійних залоз. У деяких випадках мозок стимулює викид гормону гіпофізу Х за допомогою дії одного рилізинг-гормону. Інколи він зупиняє продукування гормону гіпофізу Y за допомогою викиду одного інгібіторного гормону. У деяких випадках гормон гіпофізу контролюється координацією і рилізинг-гормону, й інгібіторного гормону з мозку – тобто перебуває під подвійним контролем. І на довершення, у деяких випадках (наприклад, у надзвичайно заплутаній системі, яку я досліджую), існує величезна кількість гормонів гіпоталамуса, які колективно регулюють гіпофіз як функцією вивільнення, так і пригнічення.