Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

• Название: Нобелевские премии. Ученые и открытия
• Автор: Валерий Чолаков
• Издательство: Мир
• Жанр: Научпоп
• Год: 1987

Книга болгарского историка науки Валерия Чолакова рассказывает о выдающихся открытиях в естествознании (физике, химии, биологии, медицине), авторы которых были удостоены Нобелевской премии. Учрежденная в начале нынешнего века, эта премия откосится к числу самых почетных и авторитетных международных наград, и ее присуждение, безусловно, отмечает значительные вехи в истории мировой науки нашего столетия.

Адресована широкому кругу читателей, интересующихся историей науки и ее достижениями.

---

Никто из лауреатов не присутствовал на торжественной церемонии в Стокгольме, и премии были переданы английскому послу. Бантинг демонстративно разделил причитающуюся ему долю денежной премии с Бестом, а Маклеод отдал половину своей суммы Дж. Колипу, сотруднику лаборатории, разработавшему наиболее эффективный метод выделения инсулина.

В 1929 г. почти одновременно Адольф. Бутенандт в Германии и Эдуард Аделберт Дойзи в США выделили кристаллическое вещество, оказывающее воздействие на половые функции, которое сначала было названо фолликулином, а впоследствии — эстроном. В 1930 г. Гью Фредерик Мериан в Лондоне выделил новый половой гормон — эстрадиол. Вскоре после этого Бутенандт подтвердил это открытие и показал связь экстрадиола с эстроном. Методом спектрального анализа немецкий ученый в 1932 г. показал, что оба половых гормона относятся к стероидам. В 1931 г. из так называемого «желтого тела» в яичниках было выделено в кристаллическом виде новое вещество. Три года спустя Бутенандт получил его в чистом виде и назвал, прогестероном. Тем временем Бутенандт и независимо от него Леопольд Ружичка открыли и исследовали первый мужской половой гормон — андростерон. Он оказался из той же группы стероидов.

Все открытия подвергались проверке методом химического синтеза. Вновь синтезированные гормоны обычно давали тот же эффект, что и природные вещества. Однако андростерон, экстрагированный из железы, оказывал более сильное действие по сравнению с синтезированным гормоном. Противоречие удалось разрешить в 1935 г., когда Эрнст Лакёр установил, что существует второй мужской половой гормон — тестостерон, имеющий очень высокую активность. Вскоре он был синтезирован почти одновременно Бутенандтрм и Ружичкой. Исследования Бутенандтом стероидов, и в частности половых гормонов, создали ему большой авторитет в ученом мире. В 1939 г. ему совместно с Ружичкой была присуждена Нобелевская премия по химии.

Как мы уже рассказывали (см. с. 193), руководство нацистской Германии запретило Бутенандту получать премию. Лишь десять лет спустя Бутенандт смог наконец приехать в Стокгольм, где ему были вручены золотая медаль и диплом лауреата. Однако денежная премия была возвращена в Нобелевский фонд.

В 30-е годы Филип Шоуолтер Хенч из клиники Майо в Рочестере (шт. Нью-Йорк) установил, что при беременности или заболевании желтухой в легкой форме подавляются симптомы некоторых ревматических заболеваний. Ученый совершенно правильно предположил, что это облегчение, возможно, вызывается наличием какого-то стероидного вещества (подобного половым гормонам), выделяемого при беременности, или желчными кислотами, которые задерживаются в организме человека при желтухе. Хенч пытался лечить ревматоидный артрит стероидами, которые Эдуард Кендалл, его коллега по клинике Майо, выделял из коры надпочечников (кортекса). Однако лишь спустя два десятилетия в этой области удалось добиться успеха.

Вначале считалось, что из кортекса выделяется гормон, который сразу был назван кортином. Он продлевал жизнь лабораторным животным без надпочечников и помогал людям, страдающим аддисоновой болезнью. Из-за ничтожной концентрации кортина в коре надпочечников работа с ним была очень затруднена, и только. в середине 30-х годов стало ясно, что это — комплексное вещество. Первым достиг успеха Тадеуш Рейхштейн в Базеле. Он имел большой опыт в исследовании органических природных веществ, ибо более десяти лет занимался выделением из кофе ароматических субстанций — веществ с исключительно сложной структурой. Рейхштейн выделил три гормона со стероидной структурой, которые оказывали положительное воздействие на животных с удаленными надпочечниками. В то же время Кендалл выделил четвертый гормон. Всего таких активных веществ оказалось шесть. Наиболее известен из них кортизон, являющийся ценным лекарством. Наряду с ним были открыты другие соединения, представляющие собой промежуточные продукты биосинтеза, которые не относятся к числу биологически активных.

Дальнейшие исследования показали, что эти шесть, гормонов (кортикостероидов), несмотря на химическое сходство, значительно отличаются по своему физиологическому воздействию. Одни, регулируют метаболизм сахара и биоэнергетику организма, а. также температуру тела. Другие — деятельность почек, выделение солей и общий водно-солевой баланс в организме. Большая часть результатов, касающихся физиологического воздействия указанных, гормонов, была получена Кендаллом и его сотрудниками. Они: вместе с группой Рейхштейна подробно исследовали кортизон, который оказался очень эффективным лечебным: препаратом. После выделения кортизона в чистом виде и. особенно после того, как Рейх-штейн нашел способ его получения в больших количествах из растительных стероидов, стало возможным проверить, идею Хенча о взаимосвязи между наличием стероидов в организме и ревматическими заболеваниями. Подобные идеи высказывал и Ганс Селъе. в Канаде. Начатые, им в 30-е годы эксперименты были закончены в 1949. г., в том же году были опубликованы результаты. Кортизон действительно давал потрясающий эффект. Инвалиды, обреченные на неподвижность, за короткое время вставали на ноги. К сожалению, вскоре наступило разочарование. Инъекции кортизона, приводили к неприятным последствиям — нарушался: эндокринный баланс, например у женщин начинала расти, борода и. т. д. Это поняли, однако, позднее, а в период всеобщих восторгов в 1950-х г. Каролинский институт принял решение присудить Кендаллу, Хенчу и Рейхштейну Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследование гормонов коры надпочечников, определение, их структуры и биологического воздействия.

Хенч провел успешные опыты по лечению ревматических заболеваний инъекциями адренокортикотропного гормона. Это вещество выделяется передней частью гипофиза — главной железы внутренней секреции. Исследованием этой, железы, гормоны которой, регулируют деятельность надпочечников, щитовидной железы и ряда других органов, занимались многие ученые. Среди них наиболее известен аргентинский ученый. Бернардо Альберто Усай. Еще в 1924 г. он доказал, что гипофиз регулирует выделение инсулина и углеводный обмен. Гипофиз — малое тело весом 0,5—0,6 г. расположенное у основания головного мозга в костном образовании, называемом «турецким седлом». Декарт считал, что это — место, где находится душа. Современные ученые гораздо более прозаичны, но тем не менее они также придерживаются мнения, что эта область головы играет очень важную роль. Она осуществляет связь между нервной системой и гормональным балансом организма. Еще в XIX в. были известны заболевания, связанные с патологическими изменениями гипофиза. Известный французский физиолог Этьен Марей установил, что при некоторых из них, как и при диабете, в моче наблюдается сахар. Это наводило на мысль о наличии связи между гипофизом и обменом углеводов в организме. Классический эксперимент для исследования функции гипофиза заключался в следующем: у подопытного животного удаляли железу (или часть ее) и наблюдали за его состоянием. Усай, профессор физиологии университета в Буэнос-Айресе, выбрал в качестве объекта исследования крупную лягушку Буфо мариус, в изобилии встречающуюся на берегах Ла-Платы.

Гипофиз человека по величине не больше боба фасоли. У лягушки он значительно меньше, и его трудно увидеть. Потребовались очень тонкие операции, которые аргентинский ученый проводил с большим упорством, и в конечном счете он добился интересных результатов. Усай удалял либо всю железу, либо ее переднюю часть. В опытах на собаках, гипофиз которых также мал — всего лишь с горошину, устранение передней части железы приводило к нарушению углеводного баланса и вызывало повышенную чувствительность животного к инсулину. Собаки и лягушки, оперированные таким образом, проявляли симптомы редко встречающейся у человека болезни. При обратной имплантации гипофиза симптомы исчезали.

Усай считается одним из крупнейших физиологов первой половины нынешнего столетия. Его большой научный авторитет принес ему в 1947 г. звание лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине, которого он удостоен за открытие роли гормона, выделяемого частью гипофиза, в-метаболизме сахара. Награду с ним разделили супруги Карл Фердинанд и Герти Кори, получившие Нобелевскую премию за открытия в области каталитического превращения гликогена.

Задняя часть гипофиза также синтезирует гормоны. Один из них, окситоцин, стимулирует сокращения матки и другие процессы, связанные с беременностью. Другой гормон, вазопрессин, повышает кровяное давление и регулирует деятельность почек. Еще в 1933 г. эти гормоны были выделены, и началось их исследование. Оказалось, что они состоят из сравнительно небольших молекул, что вселило надежду на возможность определения их строения имеющимися в то время средствами. Этой проблемой занялся профессор Винсент Дю Виньо, биохимик из университета Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе (шт. Миссури).