Наука о живом. Современные концепции в биологии

Для работы организма требуется чрезвычайно эффективная координация деятельности всех его частей. Какое-либо событие, происходящее в какой-либо части тела животного, воздействует на событие в другой его части или же, наоборот, подвергается воздействию этого события через гормоны или нервы. Когда преподаватель знакомит своих учеников с гормонами, он обычно не отказывает себе в удовольствии изобразить некоторое замешательство при попытке объяснить, что же такое гормоны «на самом деле». Проблема эта, однако, ни на минуту не затруднит эндокринологов — биологов, специализирующихся на изучении гормонов и желез, которые их вырабатывают. Гормоны — это такие вещества, как тироксин и трийодтиронин, которые вырабатываются щитовидной железой; инсулин, выделяемый той частью поджелудочной железы, которая не вырабатывает пищеварительных ферментов, и кортизоноподобные вещества, вырабатываемые корковым слоем надпочечников; все это — биологически активные вещества, которые циркулируют в крови и производят общее или специфическое, стимулирующее или тормозящее действие на биологические процессы в различных частях организма. Врожденное или возникшее позже отсутствие отдельного гормона (например, инсулина, или адреналина при туберкулезном поражении надпочечников, или гормонов щитовидной железы из-за нехватки в пище необходимого для их синтеза йода) вызывает легко распознаваемую болезнь или функциональную неполноценность организма, вроде сахарного диабета, избыточной потери соли и кретинизма соответственно — заболеваний, которые нередко {159} могут быть излечены искусственным замещением недостающих гормонов.

В то время как у большинства органов секретируемое вещество проводится к месту своего действия каким-либо протоком, гормоны обычно выделяются в ток лимфы или крови. Многие органы нашего тела обладают двойной функцией: они вырабатывают свой обычный секрет (например, поджелудочная железа — пищеварительные ферменты), а кроме того, еще и гормон. Другой пример — яички: они кроме сперматозоидов вырабатывают и мужские половые гормоны.

Удаление органа и замещение вырабатываемых им гормонов — вот классический экспериментальный метод демонстрации гормональной функции того или иного органа, но, естественно, подобная процедура неприменима по отношению к органу, необходимому для жизни по причинам, не связанным с гормонами, которые он вырабатывает, и мы можем быть почти уверены, что существует много пока еще не опознанных гормонов.

В эволюции желез, вырабатывающих гормоны, имеется ряд весьма любопытных особенностей: одна из них заключается в том, что эти железы часто гомологичны органам, которые на какой-то более ранней стадии эволюции выполняли совершенно иную функцию, а позже стали функционально излишними. Щитовидная железа, например, гомологична аппарату, который у отдаленнейших предков позвоночных — животных, схожих с асцидиями, — играл важную роль, улавливая крошечные частицы пищи из морской воды, протекавшей через их глотку и околожаберную полость. Очень похоже, что в этом и, возможно, во многих других подобных случаях орган, утратив свою главную функцию, просто сохранил способность вырабатывать гормоны. Деятельность щитовидной железы у наземных животных именно такова, какой и следовало ожидать от гомологичного органа, который имел особые возможности накапливать йод, необходимый для выработки секретируемого ею вещества; и уж, конечно, общая регуляция интенсивности обмена веществ в организме (одна из функций щитовидной железы) — вполне подходящее {160} занятие для органа, игравшего столь важную роль в питании наших отдаленных предков. Среди других желез внутренней секреции, происходящих от функционально угасшего «эндофарингального аппарата» сходных с асцидиями организмов, можно назвать околощитовидную и вилочковую железы.

Другая любопытная тенденция в эволюции желез внутренней секреции такова: ткани, в свое время разбросанные и рассеянные по организму, в конце концов собираются вместе и образуют единый компактный орган. А третья — это то, что органы совершенно различного происхождения и функционального назначения могут в процессе эволюции структурно включаться друг в друга. Самый знаменитый пример — это мозговой слой и кора надпочечников: первый возник из симпатического ганглия, выполнявшего функции, сходные с функциями нерва (см. ниже), а второй — из того, что могло быть чрезвычайно примитивной почкоподобной структурой, ведавшей регулированием концентрации соли в организме.

Особенно важны среди эндокринных желез те, которые воздействуют на другие железы; например, гормоны, производимые передней долей гипофиза, регулируют работу щитовидной железы, половых желез и коры надпочечников. Названия гормонов, регулирующих выработку других гормонов, имеют суффикс «троп». Таким образом, тиреотропный гормон — это тот гормон, который регулирует работу щитовидной железы (тироида), а гонадотропный гормон воздействует на созревание тканей, вырабатывающих половые клетки (гонады).