Размеры эпифиза у человека невелики, всего 3–4 миллиметра в диаметре. У животных и того меньше. У крыс и мышей при экспериментах его приходится извлекать (причем с большим трудом) только при помощи сильной лупы. Казалось бы, такой маленький орган не должен играть какой-либо значительной роли в организме, однако открытие в последние годы одной из сокровенных тайн этой железы свидетельствует как раз об обратном.
Функции эпифиза долгое время оставались неясными, пока в конце пятидесятых годов нашего столетия американский дерматолог А. Лернер, занимающийся поисками эффективных косметических осветляющих средств для лечения пигментных дерматозов, не обратил внимания на вышедшую еще в 1917 (I) году статью английских ученых К. Мак Корда и Ф. Алпена, в которой сообщалось о посветлении окраски тела головастиков при кормлении их экстрактами эпифиза.
Это сообщение очень заинтересовало Лернера. Он привлек к работе в своей лаборатории известного американского биохимика Дж. Аксельрода, и совместными усилиями группа биохимиков, дерматологов и эндокринологов, собрав и переработав десятки тысяч шишковидных желез коров, получила несколько граммов любопытного вещества. Оно обладало способностью разрушать пигмент меланин у лягушек и других земноводных, и кожа их становилась светлее.
Так был открыт новый гормон — мелатонин. Мистическая роль эпифиза была разгадана, а Дж. Аксельрод за установление путей биосинтеза и метаболизма мелатонина был в 1970 году удостоен Нобелевской премии.
Казалось, все стало ясно. Однако нет. Решение одной загадки повлекло за собой появление новых. За изучение мелатонина взялись ученые различных специальностей. Установили, что его непосредственным предшественником является серотонин, обладающий широким спектром действия. Выяснилось, что и сам мелатонин также является гормоном с многообразной функцией: он контролирует пигментный обмен, половые функции, суточные и сезонные ритмы, процессы старения, участвует в формировании зрительного восприятия образов и цветоощущения, сна и бодрствования и т. п.
Но главное, что привлекло к мелатонину пристальное внимание онкологов — это его антиопухолевое действие. Эксперименты показали, что введение мелатонина на 75 % снижает частоту возникновения злокачественных меланом и рака молочной железы у мышей.
При этом, естественно, возник вопрос: а достаточно ли то количество мелатонина, которое «поставляет» эпифиз, для нормальной жизнедеятельности организма? Посчитали: оказалось— недостаточно. В организме должны существовать еще источники мелатонина. Где их искать?
История поисков источников мелатонина, в которой автор и его учитель, видный онкоморфолог профессор Н. Райхлин из Московского онкологического центра, принимали непосредственное участие, может служить примером того, как выяснение частного факта стало началом новых широких исследований, результаты которых создали основу принципиально новых взглядов.
…Какая погода была в Нью-Йорке в тот день, когда АЛернер читал статью К. Мак Корда и Ф. Аллена, послужившую отправной точкой первой разгадки эпифиза, мы не знаем. А вот летом 1973 года в Закарпатье, недалеко от Черно-виц, где отдыхал Н. Райхлин, шли проливные дожди. Профессор вынужден был вместо прогулок дышать воздухом на веранде и при этом читал все, что попадалось под руку. Господин случай в тот день не прошел мимо (как это бывает с научными открытиями: вспомним Ньютона с падающим яблоком, Ф. Крика и Дж. Уотсона с узорами на морозном окне их лаборатории) и вложил профессору в руки номер «Известий», в котором было напечатано интервью с академиком Е. Чазовым. В нем рассказывалось о том, что в последнее время известного кардиолога волнует роль мелатонина как физиологически очень активного гормона.
Волнение — вещь заразительная. В 1973 году минуло 15 лет после открытия мелатонина, и у Н. Райхлина возникло предположение: не поискать ли возможность синтеза мелатонина в тех клетках, которые ответственны в организме за выработку его предшественника — серотонина. Основным продуцентом серотонина в организме человека являются так называемые энтерохромаффинные клетки желудочно-кишечного тракта, большинство из которых расположено в червеобразном отростке.
Предложение было проверено — и уже через 2 года, в 1975 году в английском журнале «Nature» (в котором по традиции публикуются сведения о новых научных открытиях) была опубликована наша статья об открытии нового источника синтеза мелатонина.
Последующие исследования, проведенные в нашей лаборатории в Медицинском радиологическом научном центре РАМН, показали, что мелатонин — продуцирующие клетки есть и в других органах: печени, почках, поджелудочной железе, надпочечниках, в ил очковой железе, симпатических ганглиях, гортани, легких, пищеводе, некоторых отделах головного мозга. Так впервые была составлена своеобразная карта присутствия мелатонина, которая демонстрирует его широкое распространение в организме. Обнаруживая все новые источники его синтеза и учитывая присущие ему антиканцерогенные свойства, ученые решил и детально изучить участие мелатонина в механизмах возникновения рака и формирования условий, препятствующих росту опухолей.
Оказалось, что на ранних стадиях развития опухолей в организме происходит резкое увеличение количества мелатонин-продуцирующих клеток, сопровождающееся повышением содержания мелатонина в сыворотке крови, в то время как поздние стадии, особенно при распространенных метастазах, характеризуются почти полной потерей этих клеток и падением содержания гормона у больных с запущенными формами рака. Все это прямо свидетельствовало об активном участии мелатонина и синтезирующих его клеток в патогенезе опухолевого роста и о попытках организма воспрепятствовать развитию опухоли, увеличивая продукцию этого гормона.
При продолжении исследований интересные данные были получены в нашей лаборатории В. Гуляевым и Р. Манохиной. Они установили присутствие мелатонина и некоторых других гормонов (серотонина, гистамина, инсулина, катехоламинов) в эндотелиальных клетках сосудов.
Это означало: местный механизм непосредственного изменения концентрации гормонов в кровяном русле конкретного органа существует. Такой механизм физиологически оправдан, поскольку обеспечивает необходимое биологическое действие гормона в кратчайшие сроки непосредственно на те функциональные звенья, включение которых необходимо в определенной сложившейся ситуации.
Особое значение имеет исследование физиологической роли гормонов, синтезирующихся в клетках сосудов в условиях воздействия ионизирующей радиации и развития в организме опухолей. И в том, и в другом случае сосуды играют далеко не последнюю роль и в реализации лучевого воздействия, и в развитии опухолевого процесса. Радиобиологам и онкологам хорошо известно, что именно нарушение сосудистой проницаемости значительно отягощает течение лучевой болезни, а распространение клеток первичной опухоли по сосудам вместе стоком крови (метастазирование) приводит к смертельному исходу у значительной части онкологических больных. Проведенная нашими сотрудниками оценка «поведения» эндотелиальных клеток, вырабатывающих мелатонин и другие гормоны при лучевом поражении и опухолевом росте, дает основы для разработки возможных способов повышения эффективности лучевой и химиотерапии злокачественных новообразований.
Есть еще ряд положений, интересных с позиций дальнейшего изучения их в онкологии и радиологии.
В. Южаков обнаружил мелатонин в тучных клетках. Эти клетки известны давно. Они были названы так Паулем Эрлихом по их внешнему виду, поскольку очень похожи на набухшие шары. Электронная микроскопия показала, что их форма обусловлена большим количеством секреторных гранул, изнутри распирающих клетку. Тучные клетки определяются практически в каждом органе. В содержащихся в них гранулах находят разнообразные химические вещества. Теперь известно, что в них синтезируется и мелатонин. Дальнейшие эксперименты показали: введенные извне радиоактивно меченные серотонин и мелатонин очень быстро накапливаются именно в тучных клетках, которые в дальнейшем разносят их по организму. Таким образом, роль тучных клеток заключается в захвате гормонов и других биологически активных веществ из окружающей ткани для последующей «транспортировки» к месту назначения в зависимости от сложившейся конкретной ситуации.
