Badania nad hormonami mają mroczną stronę. Wiele kobiet zostało okaleczonych

Spis treści:

1. Endokrynologia postawiła na głowie świat nauk medycznych
2. Proces starzenia zatrzymany?
3. Mroczne eksperymenty, których można było uniknąć
4. Odkrycie insuliny
5. Szybki rozwój wiedzy o hormonach
6. Jeszcze wiele hormonów jest do odkrycia

Większość z nas często używa słowa „hormon” i dobrze rozumie jego znaczenie. To właśnie na hormony zwalamy rozchwiane nastroje, zażywamy też hormony, by zapobiec cukrzycy czy ciąży. Nastolatki często zmagają się zaś z „burzą hormonów”. Te zadziwiające substancje, wydzielane do krwi przez gruczoły hormonalne, regulują niemal wszystkie zachodzące w organizmie procesy: od wzrastania i rozwoju po odruchy i nastroje. Posiadamy nawet hormony, które regulują… inne hormony.

Aż do początku XX w. większość naukowców nie miała jednak pojęcia o ich istnieniu, nie mówiąc już o zrozumieniu sposobu ich działania. Bardziej namacalne elementy organizmu, jak szkielet, mięśnie czy większe narządy, były znane już w starożytności. Z istnienia hormonów i układu dokrewnego anatomowie zaczęli zdawać sobie sprawę dopiero w XIX w., ale ich funkcja jeszcze przez jakiś czas pozostawała zagadką.

Mimo to już wiele stuleci wcześniej po omacku dokonywano manipulacji hormonalnych u zwierząt i ludzi. Dysponujemy znaleziskami wskazującymi na ekstrahowanie przez starożytnych Chińczyków hormonów z moczu do celów leczniczych już około 200 r. p.n.e. W XVI-, XVII- i XVIII-wiecznych Włoszech śpiewakom operowym zwanym kastratami usuwano jądra przed okresem dojrzewania, by zapobiec obniżeniu barwy ich głosu. A rolnicy od tysięcy lat kastrowali zwierzęta gospodarskie, by stały się bardziej potulne.

Endokrynologia postawiła na głowie świat nauk medycznych

Zgłębianie tajemnic układu hormonalnego i produkowanych przezeń substancji zapoczątkowała w epoce wiktoriańskiej seria okrutnych i kontrowersyjnych eksperymentów. Nieco ponad sto lat temu raczkująca endokrynologia postawiła na głowie świat nauk medycznych, a wiele powszechnych schorzeń układu hormonalnego udało się wreszcie zdiagnozować i poddać leczeniu.

Wszystko zaczęło się w 1849 r. od niemieckiego naukowca Arnolda Bertholda i kilku wykastrowanych przez niego kogutów. Berthold zauważył, że ptaki pozbawione w młodości jąder nie wykształcają typowych dla samców cech płciowych, jak duże czerwone grzebienie czy korale.

W ramach pierwszego w dziejach eksperymentu endokrynologicznego Berthold wszczepił z powrotem kilku kogutom usunięte wcześniej jądra. Ptaki szybko zaczęły zachowywać się, jakby nigdy nie zostały wykastrowane – nabrały charakterystycznego upierzenia i stały się agresywne – a w przeszczepionych jądrach wkrótce znów zaczęła krążyć krew. Wyniki eksperymentu sugerowały, że substancje odpowiedzialne za wykształcanie się męskich cech płciowych są wydzielane przez jądra i że trafiają one do krwiobiegu.

Ustalenia Bertholda, mimo swej doniosłości, przeszły raczej bez echa. Musiało upłynąć kolejne półwiecze, nim inni naukowcy podjęli jego badania. Spekulowali, że najróżniejsze wydzieliny mogą regulować funkcjonowanie poszczególnych narządów, ale nie mieściło im się w głowie, że krążące w krwiobiegu substancje mają aż taki wpływ na całe ciało człowieka.

Proces starzenia zatrzymany?

Pod koniec XIX w. badania nad jądrami i ich funkcją przybrały dość niezwykły obrót. Fizjolog Charles-Édouard Brown-Séquard przeprowadził serię oryginalnych eksperymentów, np. wstrzyknął sobie płyn wytłoczony ze zmiażdżonych zwierzęcych jąder. W 1889 r. w wieku 72 lat ogłosił, że udało mu się powstrzymać u siebie procesy starzenia za pomocą zastrzyków z „mikstury z jąder” psów i świnek morskich.

Zaobserwowane przez niego rezultaty niemal na pewno były jednak efektem placebo. Zastrzyki zawierały niewielkie dawki testosteronu, który zapewne szybko uległ rozkładowi w ciele badacza. Mimo to fizjolog upierał się, że opracowana przez niego substancja może uleczyć niemal każdą dolegliwość. Zastrzyki szybko stały się modne i już w tym samym roku tysiące lekarzy podawały je swoim pacjentom.

Na szczęście nieco mniej ekstrawaganckie eksperymenty naprowadziły rodzącą się endokrynologię na właściwsze tory. W 1891 r. George Redmayne Murray ogłosił, że udało mu się wyleczyć obrzęk śluzowaty. Obecnie wiemy, że jest to efekt niedoczynności tarczycy polegający na puchnięciu tkanki podskórnej. Zaproponowane przez Murraya leczenie polegało na zastrzykach z ekstraktu z owczej tarczycy. Wzorem Browna-Séquarda naukowiec posiekał gruczoł i odsączył z niego sok, a następnie zaaplikował go pacjentom. W przeciwieństwie do mikstur poprzednika, te naprawdę zawierały jednak znaczną ilość wydzielanych przez tarczycę hormonów.

Musiały upłynąć lata, nim badacze zrozumieli rolę tarczycy w regulowaniu procesów metabolizmu i wzrostu. Niemniej terapia okazała się skuteczna, stając się pierwszym pomyślnym zastosowaniem endokrynologii w konwencjonalnej medycynie. W 1895 r. George Oliver i Edward Albert Schäfer wykazali zaś, że zastrzyki z ekstraktu z nadnerczy i przysadki podnoszą u zwierząt ciśnienie krwi. Był to kolejny dowód, że wydzieliny gruczołów mogą w istotny sposób wpływać na inne części ciała.

Mroczne eksperymenty, których można było uniknąć

Mimo pojawiania się coraz mocniejszych dowodów na istnienie wewnętrznego układu chemicznej regulacji organizmu, Brytyjskie Towarzystwo Medyczne pozostawało sceptyczne wobec tej hipotezy. Dominował pogląd, że funkcjonowanie organizmu nadzoruje układ nerwowy, a lekarzom niełatwo było pogodzić się z odmiennym stanem rzeczy.

Niepełne ustalenia zwiodły endokrynologię na dość mroczne manowce. Na początku XX w. tysiące mężczyzn (w tym irlandzki poeta W.B. Yeats) poddało się przypominającemu wazektomię zabiegowi nazywanemu „operacją Steinacha” od nazwiska austriackiego fizjologa Eugena Steinacha. Twierdził on, że podwiązanie nasieniowodów może spowalniać starzenie i zwiększać popęd seksualny.

O wiele bardziej tragiczny był fakt usunięcia jajników setkom tysięcy zdrowych kobiet na przełomie XIX i XX stulecia – często pod przymusem. Miało to, jak błędnie sądzono, ograniczać podatność na rozchwianie nastrojów, histerię, niepoczytalność i inne dolegliwości.

Odkrycie insuliny

W 1902 r. przełomowy eksperyment przeprowadzili na szczęście fizjolog Ernest Starling oraz jego szwagier William Bayliss. Obaj byli niezmordowanymi badaczami i wykazali, że substancje zawarte we krwi mogą wpływać na funkcjonowanie narządów ciała niezależnie od układu nerwowego. Rozsławiony przez to odkrycie Starling został w 1905 r. zaproszony do wygłoszenia cyklu wykładów dla Królewskiego Towarzystwa Lekarskiego. Podczas jednego z nich, opisując badane przez siebie substancje, użył terminu ukutego w poprzedni wieczór – podczas kolacji, którą jadł w towarzystwie badacza starogreckiej poezji. Określenie owo brzmiało „hormon”, wywodziło się od starogreckiego słowa oznaczającego „pobudzam” czy też „stymuluję” – i przyjęło się doskonale.

Od tej pory endokrynologia zaczęła czynić szybkie postępy. W 1921 r. Frederick Banting i Charles Best odkryli insulinę – hormon regulujący przyswajanie przez organizm glukozy z krwiobiegu. Przeprowadzony przez parę badaczy eksperyment zaowocował opracowaniem terapii, która po dziś dzień ratuje życie milionów ludzi. Wcześniej osoby cierpiące na cukrzycę były często skazane na powolną i bolesną śmierć w młodym wieku.

W przypadku cukrzycy typu 1 organizm nie wytwarza wystarczającej ilości insuliny, a w efekcie glukoza pochodząca ze strawionych pokarmów pozostaje w krwiobiegu i nie jest przyswajana przez tkanki jako źródło energii. Banting i Best rozpoczęli swoje dociekania od wycięcia psu trzustki. Zwierzę szybko zapadło na cukrzycę, co wskazywało, że narząd ten odgrywa kluczową rolę w rozwoju choroby.

Większość tkanek trzustki wydziela soki trawienne, ale badacze podejrzewali, że nie jest to jedyna funkcja tego organu. U innego psa podwiązali więc przewód trzustkowy, co doprowadziło do obumarcia komórek odpowiedzialnych za wydzielanie soków. W ten sposób wyselekcjonowali tylko te fragmenty trzustki, których potrzebowali do dalszych eksperymentów (później nazwane wysepkami Langerhansa). Wyekstrahowaną z nich substancję wstrzyknęli cierpiącym na cukrzycę psom, a poziom glukozy w ich krwi wkrótce wrócił do normy.

Rok później, obmyśliwszy sposób oczyszczenia uzyskiwanej substancji, wstrzyknęli ją pierwszemu pacjentowi. Wkrótce osobiście wykonywali całe serie takich zastrzyków na oddziałach pełnych cierpiących na cukrzycę dzieci, które szybko wychodziły ze śmiertelnej śpiączki. Już dwa lata po odkryciu Bantinga i Besta firma farmaceutyczna Eli Lilly produkowała z narządów zwierząt, m.in. wołów, dość insuliny, by poddać leczeniu wszystkich cukrzyków w Stanach Zjednoczonych. W latach 60. opracowano zaś metodę syntetycznego produkowania hormonu, bez konieczności wykorzystania zwierząt.

Szybki rozwój wiedzy o hormonach

Od tej pory nowoczesna endokrynologia rozwijała się pełną parą, a cały XX w. przyniósł tej nauce serię przełomowych odkryć. Wielu z nich dokonano dzięki opracowaniu sposobu precyzyjnych pomiarów mikroskopijnych ilości hormonów krążących w krwiobiegu. Nie byłyby one możliwe bez zespołu technik nazywanych „metodami radioimmunologicznymi” (w skrócie RIA), którego twórczynią była amerykańska fizyczka Rosalyn Yalow.

Yalow w 1977 r. wespół z endokrynologami Rogerem Guilleminem i Andrew Schallym otrzymała Nagrodę Nobla. Opracowana przez nią technika umożliwiła pozostałej dwójce laureatów dokonywanie pomiarów mikroskopijnych ilości hormonów przysadkowych we krwi. Doprowadziło to do przełomu w zrozumieniu roli przysadki mózgowej jako narządu regulującego pracę innych gruczołów dokrewnych. Bywa ona nawet nazywana „gruczołem nadrzędnym”, jako że stanowi łącznik między podwzgórzem będącym częścią mózgu a układem hormonalnym – swego rodzaju zwornik bodźców z zewnętrznego świata, docierających do nas za pośrednictwem zmysłów, oraz sygnałów chemicznych w naszym ciele.

Zdaniem zmarłej endokrynolożki prof. Saffron Whitehead opracowane przez Yalow metody radioimmunologiczne oraz rozwój precyzyjnych technik obrazowania stanowiły podwaliny niemal wszystkich osiągnięć endokrynologii w ostatnim półwieczu. – Pomiary metodą RIA zrewolucjonizowały badania i diagnostykę endokrynologiczną. Dzięki nim po raz pierwszy mogliśmy dokładnie określić poziom hormonów we krwi – wyjaśniała.

Jeszcze wiele hormonów jest do odkrycia

Obecnie nasza wiedza o hormonach jest już bardzo rozległa. Naukowcy zidentyfikowali w ludzkim organizmie około 80 takich substancji. Wiemy też, że są one wytwarzane nie tylko przez gruczoły dokrewne. Obecnie prowadzone są badania dotyczące związku hormonów z otyłością, chorobami sercowo-naczyniowymi, depresją i procesami starzenia. Wiele lat zajmie też pewnie endokrynologom zrozumienie powiązań między układem hormonalnym a genetyką człowieka.

Prof. Whitehead uważała, że odkryjemy jeszcze wiele nieznanych dotąd hormonów. – Jestem przekonana, że poza hormonami wydzielanymi do krwiobiegu istnieją też substancje działające w sposób bardziej punktowy, między komórkami – twierdziła. Współczesna endokrynologia należy do najbardziej zaawansowanych nauk o człowieku. Korzysta z nowoczesnych technik laboratoryjnych i modelowania komputerowego, by zrozumieć niezwykle złożone procesy biochemiczne, które utrzymują nas przy życiu. Dzisiejsi naukowcy zawdzięczają jednak bardzo wiele badaczom z czasów wiktoriańskich oraz ich wczesnym i makabrycznym eksperymentom.