Загадка гормону росту
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Ріст – одне з найбільш складних біологічних явищ. Його розлади – це тяжке страждання, перед яким лікарі до недавнього часу були абсолютно безсилі. Порушення росту можуть бути викликані різними причинами – захворюваннями мозку, кісток, суглобів та ін. Але найчастіше причина криється в порушенні діяльності залоз внутрішньої секреції.
Розлади зросту ендокринного походження найкраще піддаються лікуванню в тих випадках, коли вони викликані недостатністю функцій щитовидної або статевих залоз. Своєчасне застосування відповідних гормонів може в цих випадках повністю нормалізувати зріст.
Найбільш важкими і погано здатними до лікування є ті форми розладів росту, які залежать від порушення діяльності гіпофіза. Гіпофіз – одна з найважливіших залоз внутрішньої секреції. Він відіграє істотну роль в регуляції всіх видів обміну речовин і таких важливих життєвих процесів, як розмноження і зростання. Видалення гіпофіза у молодої тварини приводить до повної зупинки росту. Але варто зробити такій тварині пересадку гіпофіза, як зростання відновлюється. При проведенні тривалих курсів ін’єкцій екстрактом з гіпофіза (особливо його передньої частки) молоді тварини можуть досягти гігантських розмірів.
Виявляється, передня частка гіпофіза виробляє особливий гормон, що стимулює ріст, – так званий соматотропний гормон, або гормон росту. Соматотропний гормон, як показали спеціальні біохімічні дослідження, стимулює синтез білка в усіх органах і системах (кістковій, м’язовій та ін.).
Гіпофізарні розлади росту, як і інші ендокринні захворювання, можуть бути пов’язані як з недостатньою функцією гіпофіза (карликовий зріст), так і з надмірною функцією цієї залози (гігантський зріст, – акромегалія – особливого роду нерівномірний «гігантизм», що розвивається у дорослої людини). Як правило, лікуванню краще подаються ті ендокринні захворювання, які пов’язані з недостатньою продукцією того чи іншого гормону. Замісна терапія, тобто введення в організм гормональних препаратів з відповідних залоз тварин (інсуліну – при цукровому діабеті, тиреоідіну – при мікседемі, статевих гормонів – при недостатності статевих залоз), зазвичай повністю компенсує гормональну недостатність і відновлює порушений обмін.
Здавалося б, що і при карликовому зрості, оскільки причиною його є гіпофізна недостатність, соматотропний гормон тварин повинен відновлювати порушений процес зростання. Однак численні досліди, що проводилися протягом ряду років показали, що гормон росту, отриманий з гіпофізів тварин (великої та дрібної рогатої худоби, свиней), виявляється для людини неефективним. Тільки людський гормон, а також гормон росту, отриманий з гіпофізів мавп, впливає на ріст людини.
Видова специфічність соматотропних гормонів людини і тварин доводиться не тільки прямими експериментами, що демонструють наявність або відсутність ростового ефекту, а й іншими даними.
Так, наприклад, якщо сироватку крові кролика, імунізованого гормоном росту бика, змішати з людським гормоном росту, то останній не втрачає своєї ростової активності. Якщо ж імунізувати кролика гормоном росту людини або мавпи, то в його сироватці з’являються антитіла, що нейтралізують тільки людський і мавпячий гормони. На гормони росту бика така сироватка не діє. Це – імунобіологічний доказ видових відмінностей соматотропних гормонів людини і тварин.
Видова специфічність гормонів росту людини і тварин підтверджується, нарешті, і фізико-хімічними даними. Так, молекулярна вага гормону росту бика дорівнює 46000 мавпи – 25400, людини – 27100. Загальні залишки амінокислот для гормону росту бика складають 394, мавпи – 241, людини – 245. Встановлено кількісні відмінності і щодо залишків окремих амінокислот.
Видова специфічність гормону росту людини надзвичайно ускладнює завдання лікування карликового зросту, бо природні ресурси людського соматотропного гормону зі зрозумілих причин досить обмежені. У зв’язку з цим перед ендокринологами та хіміками стоїть завдання так змінити гормон росту тварин, щоб зробити його активним і придатним для людини.
Молекула гормону росту бика майже вдвічі більше молекули гормону росту людини, можливо, за рахунок неактивної оболонки, що оточує її активну серединну частину. Організм щура, мабуть, володіє в своєму розпорядженні ферментами, здатними відділяти активну частину гормону від неактивної. Ймовірно, людина або мавпа подібних ферментів не мають. У цьому, мабуть, і полягає загадка видової специфічності ростових гормонів. Якби вдалося розробити такий метод хімічного впливу на молекулу соматотропного гормону тварини, який зменшував би її до розмірів молекули гормону росту людини, то завдання лікування гіпофізарних карликів було б практично вирішене.
Автор: І. Ескін.