Глава десятая
Гормоны-убийцы
Эту главу лучше не читать на ночь, потому что она очень страшная.
Шутка и ничего кроме шутки.
Читайте, когда вам будет угодно, и не бойтесь гормонов-убийц.
Могут ли наши маленькие полезные помощники-гормоны быть убийцами?
«Навряд ли!», – скажете вы.
«Гений и злодейство – две вещи несовместные», – сказал поэт, и это ясно, как простая гамма.
И вообще у нас в организме есть «штатные убийцы» или, если хотите, то «штатные охранники с лицензией на убийство» – клетки иммунной системы, в обязанности которых входит решительное и беспощадное уничтожение вредоносных микроорганизмов, коварно проникающих в наш организм всевозможными путями. Заодно эти клетки разбираются с внутренними врагами – атипичными клетками, могущими вызывать онкологические заболевания.
О влиянии гормонов на иммунную систему мы уже говорили и повторяться не станем. Но надо учитывать, что иммунная система борется с врагами организма. Образно говоря – с теми, кто ведет борьбу с оружием в руках, кто в случае победы способен причинить организму вред.
Но ведь есть в организме клетки, которые врагами не являются и вреда нанести не могут, а просто «отжили свое», выполнили свое предназначение и подлежат замене на новые клетки. Вспомните о самообновлении организма, суть которого заключается в том, что старые клетки постепенно заменяются новыми. Срок жизни у каждого вида клеток свой, но если вывести среднее арифметическое, то можно сказать, что за период от семи до десяти лет происходит почти полное обновление организма. Мы обновляемся, только сами этого не замечаем.
Возникает вопрос, не по нашей теме, но очень важный – почему же в таком случае при постоянном обновлении организма человек не живет вечно?
Точного ответа на этот вопрос пока еще нет. Мнения ученых расходятся. Если попытаться обобщить имеющиеся на данный момент теории старения, то можно сказать так: не то смерть заложена в генах, не то к ней приводят свободные радикалы – частицы, содержащие один или несколько не спаренных электронов на внешней электронной оболочке и вследствие этого чрезвычайно активно вступающие в химические реакции. Если вы желаете вникнуть в тему глубже, то наберите в поисковике «теории старения» и несколько часов увлекательного чтения вам будет обеспечено. А мы вернемся к тому, что организму нужно делать с отжившими свой срок клетками.
Нет, вы только представьте – если полное (ну – почти полное) обновление организма происходит каждые десять лет (берем максимальный срок), то какая же это интенсивность! На клеточном-то уровне!
Впечатляет?
Однозначно!
Разумеется, отжившие клетки должны уничтожаться. Но они не могут уничтожаться клетками иммунной системы, поскольку являются своими, а иммунная система направлена только против чужаков, чужеродных агентов. Если нацелить иммунную систему на собственные клетки организма, то она начнет «поедать» их всех подряд без разбора, то есть без оглядки на то, отжили они свой век или нет. Так происходит при аутоиммунных заболеваниях, когда иммунная система из орудия защиты превращается в орудие поражения.
Отмирание собственных клеток в организме может происходить двумя путями – в виде некроза и апоптоза.
Некроз – это болезненное отмирание, возникшее в результате повреждения (ожога, сдавливания, поражения микроорганизмами и др.).
Апоптоз – это естественное «запрограммированное» отмирание, название которого происходит от греческого слова «апоптозис» – листопад. Поэтичное название, не правда ли? И суть процесса отражает верно, ведь апоптоз так же естественен, как и листопад.
Термин «апоптоз» очень «молодой», ему еще и полвека не исполнилось, что с точки зрения науки – просто младенческий возраст. Он был впервые описан в 1972 году как особая форма гибели клеток, отличающаяся от некроза.
Некроз – процесс пассивный, проходящий под воздействием повреждающего агента. Апоптоз же представляет собой активный процесс самоуничтожения клетки, происходящий по генетически запрограммированному механизму. Апоптоз состоит из множества реакций, которыми управляют…
Кто управляет?
Ну, конечно же, гормоны – «гормоны-убийцы»! Куда же без них в столь важном деле.
Апоптоз начинается во внутриутробном периоде и продолжается на протяжении всего периода жизни организма. Да – во внутриутробном, когда все еще только начинается и, казалось бы, нечего разрушать. Но на самом деле «зачаточные» клетки, из которых впоследствии развиваются органы, подлежат уничтожению после того, как выполнят свою функцию.
Давайте рассмотрим процесс апоптоза в деталях.
Процесс апоптоза запускается в том случае, когда происходит такое повреждение ДНК, хранящейся в клеточном ядре, которое не может быть исправлено собственными силами клетки.
ДНК – это программа жизнедеятельности клетки, определяющая все, что в клетке происходит, в том числе и апоптоз, заключительный этап клеточной жизнедеятельности.
Если клетка «отбилась от коллектива», то есть утратила связь с межклеточным веществом или соседними клетками (например – попала из органа в кровь), она также подвергается апоптозу. У опухолевых клеток апоптоз подавлен или отсутствует вовсе, поэтому они могут мигрировать по организму с кровью и образовывать огромные опухоли.
Иногда апоптоз активируется вирусами в качестве «черной неблагодарности» клетке за использование ее ресурсов. Внедрившись в клетку, вирус самовоспроизводится в ней, пользуясь всем, что ему нужно, а затем запускает механизм самоуничтожения отжившей свое клетки. Но также вирусы могут и подавлять апоптоз, чтобы многократно размножаться в клетке.
Рис. 27. Апоптоз
В самом начале апоптоза клетка уменьшается в размерах, цитоплазма ее уплотняется (загустевает), поскольку вода выходит наружу, запускается процесс разрушения белков собственными ферментами клетки. Затем происходит расщепление молекул ДНК на большое количество фрагментов, в результате ядро клетки (место хранения ДНК) распадается на несколько частей. Цитоплазма уплотняется все сильнее и сильнее, клеточная мембрана впячивается внутрь, клетка «сморщивается».
Разрушение идет полным ходом, в определенный момент клетка распадается на фрагменты, называемые «апоптозными тельцами», которые поглощаются окружающими здоровыми клетками.
При некрозе клетка не сморщивается, а набухает и лопается. Внутриклеточное содержимое, излившись наружу, вызывает воспалительные процессы.
Обратите внимание – при некрозе клетка разлагается, а вредные конечные продукты этого разложения выводятся из организма, оказывая «попутно» повреждающее (воспаление) и отравляющее действие на организм. При апоптозе ничего вредного для организма не образуется, внутриклеточное содержимое наружу не изливается, поскольку все фрагменты, на которые распадается клетка при апоптозе, окружены мембраной. Погибшая клетка становится «едой» для соседок, такой вот физиологический клеточный каннибализм.
Апоптоз имеет очень важное значение для организма. Про то, что он является препятствием для развития опухолевых процессов, уже было сказано. Но это только одна грань.
Апоптоз обеспечивает правильное развитие плода. Нарушение апоптоза во внутриутробном периоде приводит к появлению различных аномалий…
Апоптоз обеспечивает поддержание постоянства клеточного состава в тканях…
Апоптоз обеспечивает отторжение эндометрия во время менструального цикла и уменьшение молочных желез после прекращения лактации…
Впрочем, все процессы, в которых играет роль апоптоз, перечислять нет смысла, это слишком долго. Представление о масштабах апоптоза можно создать при помощи одной цифры – в организме взрослого человека в результате апоптоза ежесуточно уничтожается примерно 60 000 000 000 клеток. Шестьдесят миллиардов в сутки! Почти семьсот тысяч в секунду!
Апоптоз регулируется рядом факторов, в том числе и гормонами, о роли которых мы поговорим поподробнее.
Интересная особенность – неспецифические факторы, стимулирующие апоптоз (температура, свободные радикалы и др.) при усилении своего воздействия, то есть при увеличении дозы агента, получаемой организмом, приводят к развитию некроза. В малых дозах вызывают апоптоз, в больших – некроз, такое вот «коварство». Гормоны же некроза не вызывают, изменение их количеств может вызывать бо?льшую стимуляцию или большее угнетение апоптоза, но ни в коем случае не некроз.
С гормональной регуляцией апоптоза врачи столкнулись еще до того, как это явление было открыто и изучено.
Началось все с хирургии. Было замечено, что хирургическое удаление эндокринной железы приводит к массовой инволюции органов-мишеней. Инволюция (в переводе с латыни – «свертывание») – это обратное развитие органов, упрощение их строения и снижение их функций. Примером может служить инволюция матки после родов или, скажем, атрофия какого-либо органа в процессе естественного старения.
В былые времена знаний по эндокринологии было накоплено немного, но то, что яички управляют половой функцией, человечество открыло еще в древние времена. Кастрация, как утверждают историки, является одной из самых первых хирургических операций. Так вот, в девятнадцатом веке врачи, проводившие вскрытия трупов, обнаружили, что у всех мужчин, при жизни перенесших кастрацию, предстательная железа со временем атрофируется, уменьшается. Это уменьшение буквально бросалось в глаза, поскольку у всех остальных мужчин предстательная железа с возрастом увеличивается. Был сделан вывод о том, что яички каким-то образом вызывают разрастание ткани предстательной железы или же препятствуют ее инволюции. Нетрудно было догадаться, что речь идет о каких-то веществах, выделяемых яичками в кровь, ведь именно кровь связывала яички с предстательной железой.
Великий сыщик Шерлок Холмс утверждал, что тот, кто умеет задавать правильные вопросы, получает на них правильные ответы. Со временем выяснилось, что андрогены подавляют апоптоз клеток предстательной железы. А вот апоптоз для фолликулярных клеток яичников те же андрогены стимулируют. Логично? Логично – мужским половым гормонам следует создавать благоприятные условия для разрастания мужских органов и неблагоприятные – для женских (слова «благоприятные» и «неблагоприятные» употреблены шутки ради и реального положения дел не отражают).
Гормоны могут по-разному влиять не только на апоптоз различных клеток, но на апоптоз одних и тех же клеток в зависимости от их возраста (стадии развития клетки). Так, например, эстрогены угнетают апоптоз клеток слизистой оболочки матки в начале менструального цикла и стимулируют его в конце цикла, когда происходит отторжение клеток. А прогестерон, как гормон беременности, подавляет апоптоз клеток слизистой оболочки матки в конце цикла.
Вы еще не забыли про остеокласты – клетки-разрушители костной ткани? Эстрогены не только угнетают развитие и активность остеокластов, но и стимулируют их апоптоз.
«Был бы человек, а статья для него найдется», – шутят бывалые следователи и оперативники. Примерно то же самое можно сказать и о гормонах. Большинство их можно обвинить в убийстве – в стимуляции апоптоза тех или иных клеток нашего организма.
Главным побочным действием комбинированных оральных контрацептивов, содержащих эстрогены и прогестины (синтетические аналоги прогестерона), является бесплодие, которое может возникать у молодых женщин, принимающих оральные контрацептивы с раннего возраста и в течение длительного времени. Как по-вашему, почему так происходит? Потому что прогестины стимулируют апоптоз эпителиальных клеток яичников (то есть – клеток, выстилающих внутреннюю поверхность фолликула).
Возрастная физиологическая атрофия органа – вилочковой железы, половых желез, костей, мышц, кожи, межпозвонковых хрящей и др. – является следствием снижения выработки гормонов, угнетающих апоптоз в данном органе. Количество гормона снизилось – клетки начали самоуничтожаться в бо?льших количествах – вот вам и атрофия.
Соответственно, возрастная гиперплазия органа является следствием снижения выработки гормонов, стимулирующих апоптоз в данном органе (пример – действие андрогенов на предстательную железу).
Изучению апоптоза в наше время придается очень большое значение. Подумайте сами – почему? В чем может заключаться практический смысл стимуляции апоптоза в клетках?
Разумеется – в лечении онкологических заболеваний. Образно говоря, первое, что делает обычная клетка организма при превращении в опухолевую, так это избавляется от программы апоптоза, заложенной в ее ДНК. Клетка обретает условное бессмертие и начинает «разбойничать». С опухолевыми клетками пытаются бороться, убивая их при помощи радиоактивного облучения или химических препаратов, но организму эти лечебные методы тоже наносят большой вред. Порой даже больший, чем опухолевым клеткам.
Но если запускать апоптоз у «обнаглевших» опухолевых клеток, да еще и простимулировать его как следует, то рак можно будет считать побежденным. Опухолевые клетки самоуничтожаются и вместо того, чтобы отравлять организм продуктами своего распада, становятся пищей для окружающих их нормальных «приличных» клеток. Отдельные виды рака, такие, например, как рак простаты или рак молочной железы, уже лечат гормонами или же конкурирующими с ними препаратами[26], стимулируя апоптоз опухолевых клеток.
Регуляция процессов апоптоза может применяться не только при онкологических заболеваниях. Апоптоз можно не только стимулировать, но и угнетать, ускоряя тем самым заживление пораженных участков при ожогах, инфарктах и пр. Большие перспективы открываются при применении регуляции апоптоза при лечении заболеваний крови.
Резюме
Наш организм постоянно самообновляется, старые клетки постепенно заменяются новыми. Срок жизни у каждого вида клеток свой, но если вывести среднее арифметическое, то можно сказать, что за период от семи до десяти лет происходит почти полное обновление организма. Отжившие свое клетки должны уничтожаться. Но они не могут уничтожаться клетками иммунной системы, поскольку являются своими, а иммунная система направлена только против чужеродных агентов. Физиологическое, естественное «запрограммированное» отмирание собственных клеток организма носит название «апоптоз». Апоптоз отличается от некроза – болезненного отмирания, возникающего в результате повреждения. При некрозе клетка набухает и лопается. Внутриклеточное содержимое, излившись наружу, вызывает воспалительные процессы. При апоптозе клетка распадается на окруженные мембраной фрагменты, которые поглощаются окружающими здоровыми клетками. Воспалительные процессы при апоптозе не развиваются.
В организме взрослого человека в результате апоптоза ежесуточно уничтожается примерно 60 000 000 000 (шестьдесят миллиардов) клеток.
Апоптоз регулируется рядом факторов, в том числе и гормонами. Так, например, андрогены подавляют апоптоз клеток предстательной железы, но стимулируют апоптоз фолликулярных клеток яичников. Гормоны могут по-разному влиять не только на апоптоз различных клеток, но на апоптоз одних и тех же клеток в зависимости от их возраста (стадии развития клетки). Эстрогены угнетают апоптоз клеток слизистой оболочки матки в начале менструального цикла и стимулируют его в конце цикла, когда происходит отторжение клеток. А прогестерон, как гормон беременности, подавляет апоптоз клеток слизистой оболочки матки в конце цикла.
Возрастная физиологическая атрофия органа является следствием снижения выработки гормонов, угнетающих апоптоз в данном органе. Соответственно, возрастная гиперплазия органа является следствием снижения выработки гормонов, стимулирующих апоптоз в данном органе.
