.RU

витамином В„ - Айзек Азимов – Путеводитель по науке. От египетских пирамид до космических станций


витамином В„.

В 1948 году Эрнест Лестер Смит в Англии и Карл Август Фол- керс из «Мерк лаборотриз» независимо, использовав хроматографию для разделения печеночного концентрата на фракции и бактериальный тест для оценки активности фракций, смогли получить чистый препарат витамина В12. Новый представитель витаминов группы В оказался веществом красного цвета, поэтому оба ученых предположили, что в его состав входит кобальт. К тому времени уже было известно, что дефицит кобальта в рационе крупного рогатого скота и овец вызывает у животных тяжелую анемию. Чтобы убедиться в правильности своей догадки, каждый из ученых сжег полученное вещество и произвел анализ оставшейся золы. Конечно же они оба обнаружили в золе кобальт. Активному началу, содержащемуся в печени, дали название цианокобаламин. До сих пор он является единственным кобальтсодержащим веществом, обнаруженным в организме.

Разрушая связи в молекуле цианокобаламина и исследуя затем ее фрагменты, химики поняли, что структура этого соединения весьма сложна. Вначале они смогли установить лишь эмпирическую формулу этого вещества: C63H88014N)4PCo. И только позднее британский химик Дороти Кроуфут Ходжкин, используя метод рентгеноструктурного анализа, полностью определила структуру цианокобаламина. На основании дифракции рентгеновских лучей кристаллами этого соединения она составила картину распределения электронных плотностей в молекуле вещества, то есть выявила зоны с большой и малой вероятностями нахождения в них электрона. Если соединить линиями зоны с равной вероятностью нахождения в них электрона, то получится рисунок скелета молекулы, на основании чего можно судить о ее форме в целом.

Сделать это не так просто, как может показаться. Сложные органические молекулы способны вызывать рассеяние рентгеновских лучей. Математические операции, необходимые для того, чтобы на основании рассеяния можно было судить об электронной плотности, чрезвычайно трудоемки. В 1944 году для того, чтобы установить структурную формулу пенициллина, пришлось прибегнуть к помощи электронной вычислительной машины. Структура витамина В,2 гораздо более сложная, чем структура пенициллина, и мисс Ходжкин, воспользовшись услугами Национального бюро стандартов, где находилась самая мощная по тем временам ЭВМ, провела долгую и кропотливую работу, которая со временем была высоко оценена: в 1964 году исследовательница была удостоена Нобелевской премии в области химии.

Как оказалось, молекула витамина В12, или цианокобаламина, представляет собой несимметричную порфириновую структуру, в которой отсутствует один из углеродных мостиков, соединяющих пиррольные кольца, и в которой усложнены боковые цепи, отходящие от пиррольных колец. Молекула витамина В12 напоминает несколько упрощенную молекулу гема, однако между ними есть существенное различие: в геме в центре порфиринового кольца расположен атом железа, а в цианокобаламине — атом кобальта.

Витамин В12 при введении его больным анемией в кровь активен в очень малых дозах. Организму достаточно получать его в количестве, не превышающем 1/1000 части от рекомендуемых количеств других витаминов, принадлежащих к группе В. Поэтому в рационе человека, каким бы он ни был, всегда содержится достаточное количество витамина В12. А если его в пище недостает, кишечные бактерии с лихвой восполняют дефицит витамина. Но почему тогда возникает злокачественная анемия?

Как представляется на сегодняшний день, у лиц, страдающих этой формой анемии, витамин В12 плохо всасывается в пищеварительном тракте. Получается так, что в кишечнике этих больных содержится большое количество витамина, от дефицита которого они погибают. При употреблении в пищу печени, в которой витамина В12 содержится очень много, какая-то его часть все-таки всасывается стенкой кишечника, и этого оказывается вполне достаточно для того, чтобы организм продолжал жить. Но для полного удовлетворения потребности таких больных в витамине ВІ2 с пищей его нужно вводить в количестве в 100 раз большем того, что можно ввести непосредственно в кровь в виде инъекции.

Вероятнее всего, в функционировании желудочно-кишечного тракта больных злокачественной анемией существуют какие-то нарушения, которые препятствуют прохождению витамина через стенку кишечника. В 1929 году благодаря исследованиям американского врача Уильяма Босворта Кастла, было установлено, что ответ на эту загадку кроется в желудочном соке — именно в нем у здоровых людей содержится некое вещество, которое и способствует всасыванию витамина В12 в кишечнике. Кастл назвал это вещество внутренним фактором. В 1954 году вещество, которое способствует всасыванию витамина В12, — тот самый внутренний фактор Кастла — исследователи обнаружили в содержимом желудка у животных. (Скорее всего, у больных злокачественной анемией в желудочно-кишечном тракте отсутствует именно это вещество, являющееся гликопротеином. — Примеч. пер.) Циано- кобаламин после смешивания его с внутренним фактором, полученным от животных, хорошо всасывался в желудочно-кишеч- ном тракте больных людей. А вот каким образом этот внутренний фактор способствует всасыванию витамина В12 — до сих пор неизвестно.

Однако вернемся к микроэлементам. Первый открытый микроэлемент не был металлом. Это был йод — элемент, похожий по своим свойствам на хлор. История его открытия связана со щитовидной железой.

В 1896 году немецкий биохимик Эвген Бауман обнаружил, что щитовидная железа отличается от всех остальных органов человеческого тела наличием в ней йода. В 1905 году врач Дэвид Мерайн, практиковавший в то время в Кливленде, был изумлен тем, насколько распространен был зоб среди людей, населявших эту местность. Таких больных можно было сразу распознать: их щитовидная железа достигала иногда невероятных размеров, они были или вялые и апатичные, или, наоборот, нервные, не в меру активные, с глазами навыкате. За разработку метода хирургического лечения токсического зоба, которое приносило больным значительное облегчение, швейцарский врач Эмил Теодор Кохер в 1909 году получил Нобелевскую премию в области медицины и физиологии.

Мерайну не давали покоя вопросы: во-первых, неужели нельзя лечить зоб более щадящим и быстрым способом с помощью лекарств, не прибегая к помощи хирургического ножа, и, во-вто- рых, может быть, увеличение щитовидной железы является результатом дефицита в организме йода, элемента, характерного для этого органа? Ведь Кливленд расположен в глубине материка, вдали от океана, поэтому вполне возможно, что в этой местности не содержится достаточно йода, этот элемент в избытке находится в почвах океанических побережий, кроме того, люди, живущие там, получают йод вместе с морепродуктами, которые постоянно и в больших количествах входят в их рацион. Может быть, недостаточное содержание йода и широкое распространение зоба в окрестностях Кливленда тесно связаны между собой?

Мерайн, прежде чем испробовать свой способ лечения йодом на больных, страдающих зобом, начал экспериментировать на животных, и после 10 лет исследовательской работы он решил, что накопил достаточное количество убедительных доказательств правильности своей гипотезы. Пролечив йодом больных, он в общем-то не удивился, обнаружив, что его метод дает положительные результаты. После этого Мерайн предложил добавлять вещества, содержащие йод, в поваренную соль и в воду, которой снабжаются города, расположенные в удаленных от океанов местностях, где в почве недостает йода. Однако его предложение натолкнулось на сильное противостояние, поэтому понадобилось потратить еще 10 лет на то, чтобы его концепция йодирования поваренной соли и воды была повсеместно принята. После того как добавление йода в пищу стало обычной процедурой, проблема эндемического зоба потеряла свою значимость для человечества.

В 60-х годах XX века американские исследователи (и общественность) были увлечены изучением и обсуждением подобной проблемы: стоит ли фторировать воду в целях предупреждения кариеса (заболевания зубов)? Эта проблема долгое время была предметом острых дискуссий на общественной и политической аренах. И на этот раз оппозиция выступила более жестко и ее действия оказались более успешными, чем в случае дискуссии по поводу йодирования соли. Один из контраргументов был тот, что полости в зубах — это гораздо менее серьезное заболевание, чем уродующий человека эндемический зоб.

Еще в первой четверти XX века американские зубные врачи обратили внимание на тот факт, что зубы у жителей некоторых штатов (например, Арканзаса) темнее, чем обычно, — их эмаль покрыта темными крапинками. Как оказалось позже, появление крапчатости на эмали зубов является следствием того, что в этих районах содержание фтористых соединений (фторидов) в природной питьевой воде существенно превышает норму. Однако повышенное содержание фтора имело и положительное воздействие — у жителей этих районов частота заболеваемости кариесом в среднем была ниже, чем по стране. Например, у мальчиков-подрост- ков, живущих в окрестностях города Куинси, где фтора в воде практически нет, случаев заболевания кариесом зафиксировано в

  1. раза больше, чем у мальчиков того же возраста, живущих в Гейлсберге, штат Иллинойс, где питьевая вода содержит фториды.

Болезни зубов — дело серьезное, в этом со мной согласится каждый, кто хоть раз страдал зубной болью. Ежегодно граждане Соединенных Штатов получают от дантистов счета на общую сумму более чем в полтора миллиарда долларов. Две трети американцев в возрасте 35 лет недосчитывают хотя бы одного из своих зубов. Проведя широкомасштабное изучение этой проблемы, исследователи пришли к выводу, что фторирование воды безопасно для человека и что оно действительно способно снизить частоту заболеваемости кариесом. Они показали, что фториды в разведении один к миллиону (1 грамм фторида на 1 кубометр питьевой воды. — Примеч. пер.) обойдутся американцу в 5—10 центов в год, причем такое содержание фтора не вызовет появления темных пятнышек на эмали зубов, но окажет выраженное профилактическое действие. Разведение один к миллиону было даже рекомендовано как стандартное для фторирования воды, предназначенной для бытового использования.

Противокариесное действие фтора наиболее эффективно сказывается во время формирования зубов, а это значит — у детей. При попадании в организм с водой фтор в небольших количествах включается в зубную ткань, что делает ее неподходящей средой для размножения бактерий. (Применение малых доз фторидов в виде таблеток или добавление их в зубную пасту также имеет выраженный профилактический эффект.)

Результаты исследований, проводимых четверть века, позволили американским дантистам с уверенностью утверждать, что заболеваемость кариесом может быть снижена в 3 раза и что это будет стоить каждому американцу всего лишь несколько центов в год. Фторирование воды сохранит в кармане американских граждан по крайней мере миллиард долларов, не говоря уже о том, что избавит их от зубной боли и потери собственных зубов, которых ни за какие деньги не купишь. Американские организации дантистов и врачей, государственные органы охраны здоровья рекомендовали фторировать воду, предназначенную для использования в быту. Но все же в сфере политики число сторонников фторирования воды значительно поубавилось. Национальный комитет по борьбе с фторированием создавал одну общественную организацию за другой для того, чтобы провалить это начинание или аннулировать его в тех местах, где оно уже начало претворяться в жизнь.

Наибольшей популярностью у противников фторирования воды пользовались два контраргумента. Первое — это то, что фторсодержащие вещества токсичны для организма. Это действительно так, но при использовании фтора в дозах, значительно превышающих те, которые предлагались для обработки воды. Второе —- это то, что фторирование воды, по сути, якобы является принудительным лечением, а это уже посягательство на свободу личности. Может быть, это и так, вопрос спорный, но разве свобода одних членов общества в действиях, направленных на то, чтобы проигнорировать опасность, которой подвергаются остальные члены общества и которую можно предотвратить, есть проявление истинной свободы? Если фторирование воды можно считать принудительным лечением, то почему тогда не возникает споров по поводу хлорирования воды, йодирования соли и, коль на то пошло, всех прививок, включая и вакцинацию против оспы, широко распространенную во всем цивилизованном мире.

Гормоны

Ферменты, витамины, микроэлементы — сколь действенны эти вещества! Присутствуя в организме в ничтожно малых количествах, они обеспечивают его нормальное функционирование. Однако существует еще и четвертая группа веществ, в известной степени еще более активных. Они регулируют все процессы в организме — можно сказать, ведут весь спектакль. В одних ситуациях, подобно основному рубильнику, они способны «включить» все органы, в других — наоборот, притормозить их деятельность.

На стыке XIX и XX веков два английских физиолога Уильям Мэддлок Бэйлис и Эрнест Генри Старлинг, занимаясь вопросами, связанными с функционированием желудочно-кишечного тракта, обнаружили интересное явление: в тот момент, когда пища попадает из желудка в тонкий кишечник, из железы, расположенной за желудком, — ее называют поджелудочной железой— в начальный отдел кишечника начинает выделяться пищеварительный сок. Исследователи задались вопросом: что является сигналом для поджелудочной железы, как она «узнает», что именно в этот момент нужно выделять сок? Первым объяснением, которое приходило в голову, было то, что, возможно, от начального отдела кишечника к поджелудочной железе по нервным волокнам передается сигнал (в то время уже была известна роль нервной системы как средства сообщения между органами). Можно было предположить, что при переходе пищи из желудка в кишечник происходит раздражение нервных окончаний, расположенных в стенке кишечника, и сигнал от этих окончаний через головной или спинной мозг передается поджелудочной железе.

Для того чтобы проверить правильность своего предположения, Бэйлис и Старлинг перерезали все нервные волокна, которые подходили к железе. И что оказалось? Поджелудочная железа по-прежнему начинала выделять сок как раз в тот момент, когда пища попадала в кишечник.

Озадаченные экспериментаторы занялись поисками альтернативной системы, которая, наряду с нервной, осуществляла бы связь между органами. В 1902 году они обнаружили, что кишечник и поджелудочная железа могут общаться при помощи химического посредника— вещества, которое секретируется (выделяется) стенкой кишечника. При введении этого вещества в кровь животным их поджелудочная железа начинала выделять пищеварительный сок независимо от того, была ли в желудке или кишечнике пища. Это наблюдение позволило Бэйлису и Старлингу прийти к выводу, что пища, попав в кишечник, стимулирует образование в нем вещества, которое через кровь попадает в поджелудочную железу и побуждает ее к действию — та начинает выделять сок. Это вещество, секретируемое стенкой кишечника, исследователи так и назвали — секретин, а веществам, которые подобно секретину выделяются в кровь и служат средством общения одних органов с другими, они дали общее название гормоны («гормон» в переводе с греческого означает «побуждаю к действию»). Сегодня известно, что секретин — это маленькая белковая молекула.

Несколькими годами раньше физиологи обнаружили, что экстракт надпочечников (небольшие парные органы, расположенные над почками) при введении его в организм способен вызывать повышение кровяного давления. В 1901 году японский химик Йокихи Такамине, работавший в то время в Соединенных Штатах, выделил из надпочечников то вещество, которое вызывало повышение давления крови. Ему было дано название адреналин (по-английски надпочечник — «adrenal». — Примеч. пер.). Позже это название стало торговым, а физиологи стали использовать другое название — эпинефрин. По химической структуре адреналин похож на аминокислоту тирозин, из которой он и синтезируется в организме.

Адреналин — это тоже гормон. Впоследствии физиологи открыли существование в организме и других желез, которые сек- ретировали гормоны. (Первоначально словом «железа» обозначали небольшие тканевые образования в организме, теперь же этим термином обозначают любой орган, независимо от его размера, который способен секретировать жидкость: поджелудочная железа, молочная железа и т. д. Небольшие органы, которые не выделяют жидкий секрет, перестали называть железами, поэтому лимфатические железы теперь называют лимфатическими узлами.

Правда, в обиходе даже врачи иногда пользуются привычной старой терминологией, например, при ангине говорят, что у больного «увеличены железы».)

Многие железы, например железы желудочно-кишечного тракта, потовые или слюнные, выделяют жидкий секрет через протоки. У других же желез протоков нет, и они выделяют свой секрет непосредственно в кровь, которая и разносит вещества, выделяемые железой, по организму. Вещества, выделяемые железами в кровь (у которых отсутствуют протоки), — это и есть гормоны. Железы, продуцирующие гормоны, называются эндокринными железами, отсюда и название науки, изучающей гормоны, — эндокринология.

Естественно, больше всех заинтересованы в изучении гормонов — этих веществ, контролирующих функции организма млекопитающих и в особенности человека, — биологи. Следует обратить внимание на тот факт, что гормоны вырабатываются не только в организмах млекопитающих: у растений также есть гормоны, контролирующие и ускоряющие их рост, насекомые вырабатывают гормоны, контролирующие пигментацию и линьку, и т. д.

Когда исследователи обнаружили, что йод в организме накапливается в щитовидной железе, они вполне резонно предположили, что этот элемент является частью гормона. В 1915 году Эдвард Келвин Кендалл, работавший в Миннесоте, выделил из щитовидной железы аминокислоту, содержащую йод, которая обладала свойствами гормона. Этому веществу дали название тироксин. Каждая молекула тироксина содержала четыре атома йода. Как и в случае адреналина, химическая структура тироксина была очень похожа на структуру тирозина — именно из этой аминокислоты образовывался тироксин в щитовидной железе. (Много лет спустя биохимик Розалин Питт-Риверс выделила со своими сотрудниками другой гормон щитовидной железы— трийодтиронин. Его назвали так, потому что в молекуле этого гормона содержалось три атома йода вместо четырех, как у тироксина. Трийодтиронин оказался менее стабильным по сравнению с тироксином, но зато в 3—5 раз более активным.)

Под контролем гормонов щитовидной железы находится общий метаболизм: они активизируют все клетки организма. Люди с недостаточной продукцией этих гормонов бывают заторможенными, вялыми, со временем у них может развиться умственная отсталость — все это обусловлено замедлением процессов метаболизма в организме. И наоборот, избыточная продукция тироксина приводит к ускорению метаболических процессов в организме, что сопровождается повышенной возбудимостью, нервозностью. И в том и в другом случае развивается зоб. (Заболевание, характеризующееся недостаточной продукцией гормонов щитовидной железы, называется микседема, или эндемический зоб. При избыточной продукции этих гормонов развивается базедова болезнь. — Примеч. пер.)

Гормоны щитовидной железы — их еще называют тиреоидными гормонами — контролируют основной обмен в организме, то есть скорость потребления кислорода в состоянии полного покоя в условиях комфорта, можно сказать, в состоянии ничегонеделания. Если у того или иного человека основной обмен отличается от нормы — бывает выше либо ниже ее, — то подозрение падает в первую очередь на нарушение функции щитовидной железы. Определение основного обмена — процедура довольно длительная и неприятная: человек должен заранее к ней подготовиться, ничего не есть, затем, пока идет исследование, в течение получаса неподвижно лежать, не говоря уже о том, что и до обследования ему также следует находиться в неподвижном состоянии еще больший период времени. Нельзя ли вместо того, чтобы проводить эту довольно мучительную для пациента процедуру, сразу взять быка за рога: определить, сколько гормонов вырабатывает щитовидная железа? Был разработан метод определения в крови содержания так называемого связанного с белками йода — показателя, который отражает уровень продукции тиреоидных гормонов. Вскоре этот быстрый и удобный метод полностью заменил определение основного обмена у человека. (В настоящее время при исследовании больных в крови определяют содержание непосредственно самих гормонов: тироксина и трийодтиронина. — Примеч. пер.)

Из гормонов наиболее хорошо изучен инсулин, первый белок, у которого была установлена структура. Его открытие стало кульминацией в длинной цепи событий.

Диабет — это название целой группы заболеваний, характеризующихся изнуряющей, постоянной жаждой и как следствие мочеизнурением. Диабет является наиболее характерным примером врожденного нарушения метаболизма. В Соединенных Штатах насчитывается около 1,5 миллиона больных диабетом, и 80 процентов из них — люди старше 45 лет. Это одно из немногих заболеваний, которому женщины подвержены больше, чем мужчины: среди больных диабетом женщины встречаются в 3—

  1. раза чаще, чем мужчины.

Название этой болезни происходит от греческого слова, означающего «сифон» (вероятно, тот, кто придумал это слово, представлял воду, текущую через организм, словно через сифон.) Наиболее опасная форма заболевания называется сахарным диабетом. Это название возникло оттого, что на поздних стадиях болезни моча больных становится сладкой на вкус. (Некоторые древние врачи именно так диагностировали диабет. Но название «сахарный» пошло от другого — моча таких больных привлекала много мух.) В 1815 году французский химик Мишель Эжен Шевро показал, что сладкий вкус мочи у больных диабетом обусловлен появлением в ней сахара глюкозы. Этот факт является прямым свидетельством того, что организм не усваивает пищу в должной мере. И действительно, больные диабетом на поздних стадиях заболевания, несмотря на повышенный аппетит, постоянно теряют в весе. До 30—40-х годов XX века не существовало эффективных методов лечения этого заболевания.

В XIX веке немецкие физиологи Йозеф фон Меринг и Оскар Минковски, проводя эксперименты на собаках, обнаружили, что удаление у них поджелудочной железы приводит животных к состоянию, подобному состоянию больных диабетом. После того как Бэйлис и Старлинг открыли гормон секретин, можно было считать, что и развитие диабета как-то связано с гормоном поджелудочной железы. Но все, что выделяет поджелудочная железа, — это пищеварительный сок. Откуда же берется гормон? Ключ к разгадке был найден неожиданно. Если перевязать выводной проток поджелудочной железы, так что ее секрет не сможет выделяться в кишечник, то со временем основная часть железы сморщится, как бы «усохнет», — основная часть, но не вся железа. Некоторые группы клеток — их называют островки Лангерган- са (по имени немецкого врача Пауля Лангерганса, который описал их в 1869 году) — остаются неизмененными.

В 1916 году шотландский врач Алберт Шарпи-Шафер предположил, что именно в этих островках и образуется противодиабе- тический гормон. Он дал название этому гипотетическому гормону инсулин, что в переводе с латинского означает «островок».

Попытки выделить инсулин из ткани поджелудочной железы вначале потерпели неудачу. Как мы теперь знаем, инсулин является белком, поэтому пищеварительные ферменты поджелудочной железы — а в их числе содержатся и те, которые расщепляют белки, — разрушали гормон в процессе выделения. В 1921 году канадский врач Фредерик Грант Бантинг и физиолог Чарлз Герберт Бест, работавшие в Торонтском университете в лаборатории Джона Джеймса Мак-Лойда, предприняли новые попытки получить инсулин из поджелудочной железы. Вначале, для того чтобы вызывать атрофию той ее части, которая продуцирует ферменты, расщепляющие белки, они перевязали проток железы. Затем ученые экстрагировали из оставшейся неповрежденной островковой ткани интактный (целый, неповрежденный) гормон. Он оказался эффективным при введении его больным диабетом. Согласно расчетам, инсулин за последующие 50 лет спас жизнь 20—30 миллионам диабетиков.

В 1923 году Бантинг и Мак-Лойд получили Нобелевскую премию в области медицины и физиологии (заслуга последнего в открытии способа выделения инсулина заключалась лишь в том, что он предоставил Бантингу на лето, пока сам находился в отпуске, свою лабораторию).

Функция инсулина в организме — контролировать уровень глюкозы в крови. Обычно основная часть глюкозы содержится в печени в виде гликогена, вещества, похожего на крахмал (гликоген был открыт в 1856 году французским физиологом Клодом Бернаром), и только небольшая ее часть, которая служит для восполнения энергетических потребностей клеток, циркулирует по организму с током крови. Повышение концентрации глюкозы в крови является сигналом для поджелудочной железы, по которому она начинает секретировать инсулин. Инсулин, который выбрасывается непосредственно в кровь, снижает уровень глюкозы в ней (этот эффект достигается за счет того, что гормон активизирует захват глюкозы клетками организма. — Примеч. пер.). Таким образом, инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови до нормальных значений.

Проследите цепь событий: образование инсулина снижает уровень глюкозы в крови, а снижение уровня глюкозы, в свою очередь, снижает выброс инсулина, снижение секреции инсулина приводит к повышению уровня глюкозы в крови, что, в свою очередь, приводит к активации секреции инсулина, и т. д. Взаимосвязь содержания глюкозы в крови и секреции инсулина является хорошим примером реализации механизма обратной связи. Примерно так же работает автоматический обогреватель: при снижении температуры он включается, и это приводит к тому, что в помещении становится теплее, но как только температура поднимается до определенного значения, обогреватель выключается, и воздух начинает охлаждаться.

Механизм обратной связи — это основной механизм, при помощи которого организм поддерживает постоянство внутренней среды. Другим примером гормона, регулирующего постоянство внутренней среды, является паратгормон. Паратгормон образуется в паращитовидных железах. Паращитовидные железы — это две пары мелких желез, которые расположены на задней поверхности щитовидной железы и частично погружены в нее. Паратгормон был впервые выделен в чистом виде в 1960 году, американские биохимики Лайман Крейгтон Крайг и Говард Расмуссен потратили на его выделение целых пять лет.

Паратгормон также является белком. Его молекула несколько крупнее молекулы инсулина, состоит она из 83 аминокислот и имеет молекулярную массу 9500. Функция этого гормона — повышать концентрацию кальция в крови за счет увеличения всасывания его в кишечнике и снижения выделения кальция почками. Незначительное снижение уровня кальция в крови и является сигналом, по которому паращитовидные железы начинают выбрасывать в кровь паратгормон. Появление гормона в крови стимулирует утилизацию кальция в кишечнике и снижает его экскрецию, что в конечном итоге приводит к увеличению концентрации этого иона в крови и соответственно к снижению секреции паратгормона. Столь тесная взаимосвязь между уровнем кальция и секрецией паратгормона обеспечивает постоянное поддержание нужной концентрации кальция в крови. Это очень важно, так как даже незначительное понижение его уровня в крови может стать причиной смерти. (По этой причине удаление пара- щитовидных желез фатально сказывается на человеке. Первое время, когда операции по поводу зоба только входили во врачебную практику, хирурги иногда в пылу вместе с частью щитовидной железы удаляли и паращитовидные железы — они столь незначительны в размерах, что на них не обращали внимания. Неизменным итогом таких операций была гибель больного.)

Иногда механизм обратной связи проявляется в тонком взаимодействии двух гормонов, обладающих противоположным действием. В 1961 году Гарольд Копп, работавший тогда в Британской Колумбии в Канаде, открыл новый гормон, вырабатываемый щитовидной железой, которому он дал название кальцитонин. Функция этого гормона заключалась в том, что он снижал концентрацию ионов кальция в крови за счет увеличения его отложения в костях. Таким образом, благодаря паратгормону и каль- цитонину, обладающим разнонаправленным действием, механизм обратной связи, направленный на поддержание концентрации кальция в крови на одном уровне, реализуется на более тонком уровне. (Молекула кальцитонина представляет собой полипептид, состоящий из 32 аминокислот.)

Можно привести еще пример гормонов-антагонистов. Концентрацию глюкозы в крови помимо инсулина регулирует и другой гормон, который также секретируется клетками островков Лангерганса. В островковой ткани присутствуют два различных типа клеток: альфа- и бе/иа-клетки. Бета-клетки продуцируют инсулин, а альфа-клетки — другой гормон, глюкагон. Существование глюкагона впервые было обнаружено в 1923 году. В кристаллическом виде он был выделен только в 1955 году. Молекула глюкагона представляла собой полипептид, состоящий из 29 аминокислот. Три года спустя, в 1958 году, была окончательно установлена его структура.

Глюкагон противостоит действию инсулина — он повышает концентрацию глюкозы в крови, поэтому благодаря усилиям двух гормонов, обладающих противоположным действием, уровень сахара в крови поддерживается на постоянном уровне. Некоторые гормоны гипофиза (об этом будет сказано ниже) также влияют на содержание глюкозы в крови, и их действие также противоположно действию инсулина. Открытие этого явления позволило аргентинскому физиологу Бернардо Альберто Хоуссу в 1947 году стать лауреатом Нобелевской премии в области медицины и физиологии.

Но вернемся к диабету. При этом заболевании клетки островковой ткани теряют способность вырабатывать достаточное количество инсулина, что приводит к повышению концентрации глюкозы в крови. Когда уровень сахара становится на 50 процентов выше нормального значения, он переходит так называемый почечный порог, и глюкоза начинает выделяться с мочой. Потеря сахара — это меньшее из двух зол, повышение содержания сахара в крови приводит также к увеличению вязкости крови, что, в свою очередь, может вызвать истончение сердечной мышцы (сердце предназначено для того, чтобы перекачивать кровь, а не густой сироп).

Самый простой способ проверки наличия диабета — анализ мочи на содержание в ней сахара. Для проведения анализа достаточно несколько капель мочи добавить к реактиву Бенедикта (реактив назван по имени американского химика Фрэнсиса Бенедикта). Реактив Бенедикта содержит сульфат меди, который придает ему насыщенную синюю окраску. Если моча не содержит глюкозы, то синяя окраска раствора сохраняется. При наличии глюкозы сульфат меди переходит в окись меди — нерастворимое в воде вещество красно-коричневого цвета. Поэтому появление на дне пробирки красноватого осадка свидетельствует о наличии сахара в моче, что, как правило, означает наличие диабета.

Сегодня существуют более простые методы определения сахара в моче. Есть специальные полоски бумаги, длиной не более

  1. сантиметров, пропитанные двумя ферментами: глюкозодегидро-

    vojna-ii-zagadki-drevnih-vremen.html
    vojna-krotov-shakilov.html
    vojna-maga-tom-konec-igri-chast-vtoraya-stranica-17.html
    vojna-mishej-i-lyagushek.html
    vojna-romanovih-s-pugachevim-1773-1775-godov-kak-poslednyaya-vojna.html
    vojna-tallina-s-evropejskoj-istoriej-boris-grizlov-monitoring-smi-18-yanvarya-2007-g.html
  2. lektsiya.bystrickaya.ru/prognoz-poetapnogo-izmeneniya-ustanovlennoj-moshnosti-elektrostancij-rossii-po-vidam-generacii-na-period-do-2030goda.html
  3. upbringing.bystrickaya.ru/kompleks-tehnicheskih-i-programmnih-sredstv-prednaznachennij-dlya-avtomatizacii-podgotovki-i-resheniya-zadach-polzovatelej-struktura-stranica-5.html
  4. turn.bystrickaya.ru/otgranichenie-ukloneniya-ot-uplati-nalogov-ot-smezhnih-sostavov-prestupleniya.html
  5. predmet.bystrickaya.ru/regionalnij-turizm-ponyatie-i-osobennosti-upravleniya.html
  6. bukva.bystrickaya.ru/metod-osaditelnogo-titrovaniya-prakticheskoe-primenenie-metoda.html
  7. desk.bystrickaya.ru/otchet-o-sedmom-tematicheskom-seminare.html
  8. tetrad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-ekonomika-rossii-po-napravleniyu-050400-socialno-ekonomicheskoe-obrazovanie-profil-ekonomika.html
  9. paragraph.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-izucheniyu-disciplini-v-3-organizacionnaya-psihologiya.html
  10. thescience.bystrickaya.ru/iv-kurs-8-semestr-14-chasov-7-lekcij-rabochaya-programma-po-ortopedicheskoj-stomatologii-na-201011-uchebnij-god.html
  11. occupation.bystrickaya.ru/o-strategii-razvitiya-sudostroitelnoj-promishlennosti-do-2020-goda.html
  12. kolledzh.bystrickaya.ru/43-perekritiya-postanovlenie-gosstroya-rf-ot-27-sentyabrya-2003-g-n-170.html
  13. esse.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-disciplini-v-dv-13-2-teoriya-voln.html
  14. abstract.bystrickaya.ru/32ponyatie-byudzhetnogo-deficita-i-sposobi-borbi-s-nim-1-vozniknovenie-finansov-socialno-ekonomicheskaya-sushnost-finansov.html
  15. spur.bystrickaya.ru/kontrolnaya-rabota-shevchenko-o-m-ritorika.html
  16. uchebnik.bystrickaya.ru/uchebnik-goreckij-v-g-i-dr-uchebnik-po-obucheniyu-gramote-i-chteniyu-stranica-72.html
  17. nauka.bystrickaya.ru/uchebnoe-posobie-tomsk-2003-stranica-7.html
  18. notebook.bystrickaya.ru/karl-yung-analiticheskaya-psihologiya.html
  19. vospitanie.bystrickaya.ru/zaklinat-etogo-malo-izvestiya-ilichev-georgij-14092006-169-str-2-gosduma-rf-monitoring-smi-14-sentyabrya-2006-g.html
  20. zadachi.bystrickaya.ru/struktura-rabochej-seti-internet-chast-20.html
  21. vospitanie.bystrickaya.ru/vvedenie-ezhekvartalnij-otchet-otkritoe-akcionernoe-obshestvo-ast-moskovskij-poligraficheskij-dom.html
  22. testyi.bystrickaya.ru/avers-raspisanie-instrukciya-po-ustanovke-programmi-7-harakteristika-programmi-10.html
  23. lecture.bystrickaya.ru/54-tehnicheskie-predposilki-poyavleniya-televideniya-1-nauchno-tehnicheskij-progress-i-sovremennie-smi-ih-tehniko-tehnologicheskaya.html
  24. uchenik.bystrickaya.ru/bolshoe-nastuplenie-gans-baur.html
  25. textbook.bystrickaya.ru/ix-kakim-obrazom-utrachivaetsya-duhovnaya-sila-ruvim-torrej.html
  26. paragraph.bystrickaya.ru/materiali-k-russko-bolgarskomu-sopostavitelnomu-slovaryu-sed.html
  27. composition.bystrickaya.ru/otchet-o-vipolnenii-nauchno-issledovatelskoj-raboti-po-teme-stranica-9.html
  28. learn.bystrickaya.ru/glava-31-mena-statya-otnosheniya-reguliruemie-grazhdanskim-zakonodatelstvom.html
  29. grade.bystrickaya.ru/na-dalnem-vostoke-gorit-tajga-informacionnoe-agentstvo-ria-dejtaru-31082011.html
  30. credit.bystrickaya.ru/p-v-krekov-2010g.html
  31. vospitanie.bystrickaya.ru/vvedenie-v-l-kubishko-pod-obshej-redakciej.html
  32. writing.bystrickaya.ru/gosudarstvennoe-makroekonomicheskoe-regulirovanie-vosproizvodstvennih-processov.html
  33. bukva.bystrickaya.ru/sistema-finansirovaniya-innovacij.html
  34. writing.bystrickaya.ru/analiz-finansovoj-ustojchivosti-predpriyatiya.html
  35. zanyatie.bystrickaya.ru/turgenev-ivan-sergeevich.html
  36. thesis.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-k-proektu-federalnogo-zakona-o-vnesenii-izmenenij-v-ugolovnij-kodeks-rossijskoj-federacii-i-ugolovno-processualnij-kodeks-rossijskoj-federacii.html
© bystrickaya.ru
Мобильный рефератник - для мобильных людей.