Столь высокая оценка заслуг Александра Флеминга (1881–1955) парижанами была вызвана тем, что он открыл пенициллин, применение которого во время Второй мировой войны позволило спасти жизнь огромному количеству раненых, считавшихся еще несколько лет назад безнадежными. В конце 1920-х годов Флеминг выращивал некоторые культуры стафилококков (бактерий, вызывающих гнойное воспаление) для проведения бактериологических экспериментов. Однажды он обнаружил, что на поверхности среды, где выращивались культуры, появились небольшие круги – участки, на которых стафилококки были уничтожены. Причиной гибели бактерий оказалась хлебная плесень (Penicillum notatum), случайно попавшая на неприкрытую чашку, в которой выращивалась культура стафилококков. Флеминг высказал предположение, что плесень вырабатывает некоторое вещество (пенициллин – так он его назвал), которое и вызывает гибель стафилококков. В 1929 году Флеминг опубликовал результаты своих исследований, но должного внимания со стороны научной общественности они не получили. Да и сам Флеминг даже в 1940 году говорил, что «пенициллином не стоит заниматься». Однако уже в 1941 году британский биохимик Говард Уолтер Флори (1898–1968) и его коллега Эрнст Борис Чейн (1906–1979), выходец из Германии, получили из хлебной плесени экстракт, который при клинических испытаниях оказался эффективным против целого ряда бактерий. Флори отправился в США, где помог в разработке программы развития методов очистки пенициллина и ускорения его образования плесенью. К окончанию войны было налажено широкомасштабное промышленное производство пенициллина и его использование в клинике. В 1945 году за открытие и получение пенициллина Флеминг, Флори и Чейн стали лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Рассказывают, что спустя много лет после своего открытия Флеминг посетил некую современную микробиологическую лабораторию, оснащенную по последнему слову науки и техники. Он с интересом осмотрел новейшее оборудование, стерильное помещение с фильтрованным воздухом и блистающие чистотой столы. «Как жаль, что у вас в свое время не было такой лаборатории! – заметил сопровождавший Флеминга директор института. – Кто знает, что бы вы могли открыть в таких условиях!» «Во всяком случае, не пенициллин», – с улыбкой ответил Флеминг.
Гормонами называют биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции или скоплениями специализированных клеток организма и оказывающие целенаправленное действие на другие органы и ткани. Под контролем гормонов протекают все этапы развития организма с момента его зарождения до глубокой старости, все основные процессы жизнедеятельности. Избирательно контролируя практически все виды клеточного обмена веществ, гормоны обусловливают нормальное течение роста тканей и всего организма в целом, активность генов, формирование пола и размножение, адаптацию к меняющимся условиям внешней среды и поддержание постоянства внутренней среды организма, поведение. Влияние гормонов на обмен веществ в организме осуществляется главным образом путем регуляции активности ферментов. Каждый гормон влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна – белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных. Недостаточное или избыточное выделение гормонов в организме приводит к эндокринным заболеваниям. С нарушением гормональной регуляции во многом связаны процессы старения, развитие сердечно-сосудистых, онкологических и других заболеваний.
Адреналин – гормон мозгового слоя надпочечников животных и человека. Поступая в кровь, адреналин повышает потребление кислорода и артериальное давление, содержание сахара в крови, стимулирует обмен веществ. При эмоциональных переживаниях, усиленной мышечной работе содержание адреналина в крови увеличивается.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ, кортикотропин) – гормон животных и человека, вырабатываемый гипофизом. АКТГ стимулирует рост коры надпочечников и образование в ней гормонов – кортикостероидов. При мобилизации защитных сил организма синтез АКТГ усиливается.
Альдостерон – гормон животных и человека, вырабатываемый в коре надпочечников (кортикостероид). Он регулирует минеральный обмен в организме: стимулирует задержку ионов натрия (Na+) в крови и выведение ионов калия (К+) и водорода (Н+).
Вазопрессин (антидиуретический гормон) – нейрогормон животных и человека, который вырабатывается в гипоталамусе, поступает в гипофиз, а затем выделяется в кровь. Вазопрессин стимулирует обратное всасывание воды в почечных канальцах и таким образом уменьшает количество выделяющейся мочи (антидиуретический эффект). При недостатке вазопрессина резко повышается выделение мочи, что может привести к несахарному диабету. Таким образом, вазопрессин – один из факторов, определяющих относительное постоянство водно-солевого обмена в организме. Вазопрессин вызывает также сужение сосудов и повышение кровяного давления.
Глюкагон – белковый гормон животных и человека, вырабатываемый поджелудочной железой. Он стимулирует расщепление в печени запасного углевода – гликогена и тем самым повышает содержание сахара в крови. При снижении уровня сахара в крови выделение глюкагона увеличивается, что приводит к восстановлению содержания глюкозы до исходного уровня. Глюкагон является физиологическим антагонистом инсулина, а также стимулятором его секреции.
Андрогенами называют мужские половые гормоны позвоночных животных и человека, вырабатываемые преимущественно семенниками, а также корой надпочечников и яичниками. Основными андрогенами являются тестостерон (собственно мужской половой гормон), андростерон (в 10 раз менее активен, чем тестостерон), дегидроэпиандростерон (в 100 раз менее активен, чем тестостерон), андростендион, дегидротестостерон и андростендиол. В эмбриональный период андрогены, секретируемые семенниками, регулируют развитие плода по мужскому типу. Затем секреция андрогенов семенниками снижается и возрастает в пубертатный (полового созревания) период, когда андрогены обеспечивают развитие первичных и формирование вторичных мужских половых признаков (при недостаточной секреции андрогенов может развиться женский тип телосложения). Воздействуя на центральную нервную систему, андрогены вызывают у самцов (преимущественно в брачный период, когда секреция андрогенов возрастает) влечение к самке, ухаживание, агрессивность по отношению к самцам. У взрослых самок действие андрогенов обеспечивает рост репродуктивных органов, влияет на поведенческие реакции.
Инсулин – белковый гормон животных и человека, вырабатываемый поджелудочной железой. Один из наиболее важных физиологических эффектов инсулина состоит в снижении содержания сахара в крови: инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, способствуя ее переходу в ткани, стимулирует превращение глюкозы в гликоген в мышцах, задерживает распад гликогена и синтез глюкозы в печени. Инсулин обусловливает преобладание синтеза белков и жирных кислот над их распадом, способствует переходу углеводов в жирные кислоты и образованию жиров. Физиологическим антагонистом инсулина в регуляции углеводного обмена является глюкагон. Недостаток инсулина в организме приводит к сахарному диабету.
