Возникновение гормонов в природе и их эволюция

Эндокринология:

Возникновение гормонов в природе и их эволюция

Гормоны оказывают специфические влияния на восприимчивые к ним клетки. Хотя точный механизм их действия остается неясным, но, очевидно, гормоны регулируют какие-то сугубо базальные функции организма. Данные сравнительной эндокринологии указывают, что гормоны появляются на ранних этапах эволюционного процесса.

В некоторых случаях (тироксин или катехоламины) природа гормонов остается неизменной на протяжении длительного периода эволюции — от наиболее примитивных до сложных млекопитающих организмов. В других случаях (полипептидные гормоны гипофиза) в ходе эволюции возникают изменения молекулярной структуры гормонов.

По-видимому, предшественниками гормонов в процессе эволюции являются неспецифические метаболиты, которые, как оказалось, имеют важное значение для жизнедеятельности организма. Для более эффективной продукции гормона развивается специализированная эндокринная ткань, которая обеспечивает организм необходимыми гормонами постоянно.

Так, эволюцию ткани щитовидной железы и ее гормонов можно проследить от связывания йода тирозином склеропротеина у медуз— самых низших форм многоклеточных. Следы тироксина и трийодтиронина можно обнаружить у медузы Eunicclla и у морских водорослей. Биохимическое преимущество, создавшееся от присутствия этих йодированных соединений в результате либо случайного йодирования, либо поглощения их с пищей, с помощью естественного отбора привело к более эффективному способу продукции этих соединений.

Так, у личинок миноги обнаружен эндостиль (брюшное выпячивание глотки), который способен синтезировать тироксин. Часть эндостиля во время метаморфоза превращается в щитовидную железу. Точно так же характерные молекулы тиреоидных гормонов имеются у протохордовых предков позвоночных; у млекопитающих щитовидная железа способна не только секретировать адекватные количества гормона в условиях крайне незначительного снабжения организма йодом, но и запасать гормон, а также регулировать его поступление в ткани.

Молекулярная структура тиреоидных гормонов сохраняется одинаковой у животных, стоящих на весьма отдаленных уровнях эволюционного развития, хотя специфические эффекты этих гормонов у них связаны с различными приспособительными реакциями. Этот факт свидетельствует о том, что тиреоидные гормоны действуют на какие-то важнейшие метаболические процессы и что проявление одного и того же эффекта зависит от природы и функционального состояния воспринимающего органа.

Указанные черты свойственны и действию других гормонов. Так, эффекты стероидных гормонов надпочечников, связанные с транспортом ионов, проявляются различными адаптивными реакциями жабер, почек или желез слизистой носа в зависимости от свойств клеток, на которые действуют эти гормона.

Что касается гормонов полипептидной и белковой природы, то в процессе эволюции происходят изменения как их молекулярной структуры, так и адаптивных сдвигов в воспринимающих их действие органах. Так, аргинин-вазотоцин — исходный гормон нейрогипофиза — обнаруживается в классе позвоночных от миноги до птиц; окситоцин появляется у рыб и сохраняется у всех позвоночных, а у млекопитающих аргинин-пазотоцин заменяется вазопрессином.

Переход указанного гормона из одной формы в другую сводится лишь к замене одной аминокислоты. Хотя при современном уровне знаний трудно связать все эволюционные сдвиги у позвоночных с указанными изменениями в молекуле гормона, очевидно, что происходящие в процессе эволюции химические изменения столь же демонстративны, как и морфологические, являющиеся классическим объектом исследований науки об эволюции.

Оглавление темы "Болезни эндокринных органов":