Гормони еволюції: на що здатна щитовидна залоза

Якими темпами йшла еволюція? Поступовими «кроками» чи вибухами, що створювали за відносно короткі періоди цілі букети абсолютно нових форм? Можливо, підказку для встановлення істини дасть нам один з найважливіших гормонів в історії всього живого.

Трохи більше 100 років тому, в 1911 році, аспірант Медичної школи в Мюнхені, в майбутньому відомий американський біолог Фредерік Гудер^, годував пуголовків різними тканинами тваринного походження. Це нескладне лабораторне дослідження, яке сьогодні підійшло б для шкільних занять з біології, принесло вражаюче відкриття. Наївшись фрагментів кінської щитовидної залози, личинки раптом почали стрімко метаморфізувати, тобто перетворюватися на дорослих жаб. Саме з цього моменту стало ясно, що виділений щитоподібною залозою тиреоїдний гормон є найпотужнішим стимулятором розвитку, і тоді біологічна наука вирішила придивитися і до гормону, і до залізи максимально пильно.

Надто чиста вода

Для людини зміни функції щитоподібної залози практично завжди викликають захворювання. Мало не половина населення Землі схильна до негативного впливу або дефіциту гормону щитовидної залози - тиреоїдного гормону, або його надлишку. І що особливо важливо, цей гормон має багатопланову дію. Він впливає на зростання, на формування опорно-рухової, нервової та травної систем, на обмін речовин, підтримання температури тіла тощо. Брак тиреоїдного гормону на ранніх етапах розвитку людини часто призводить до кретинізму: уповільненню зростання, слабоумству і утрудненню мовленнєвої функції. Тиреоїдний гормон містить йод, і тому найбільш серйозні проблеми, пов'язані з дефіцитом гормону, спостерігалися там, де йоду не вистачає. Мова далеко не завжди йде про екологічно неблагополучні райони - в недавньому минулому в ходу був термін «альпійський кретінізм». У деяких районах Альп, як виявилося, настільки чиста вода, що вміст йоду в ній близько до нуля. Як результат - висока частота розвитку кретинізму серед місцевого населення. З проблемою вдалося впоратися, включивши в раціон проживаючих в цих районах людей йодовану сіль.

Бунтівна камбала

Але ще більш важливу роль тиреоїдний гормон відіграє в розвитку хладнокровних хребетних, зокрема риб і амфібій. І особливо тих, в онтогенезі яких присутня стадія метаморфозу - перетворення з личиночної форми на зрілу. У статті «Недорозвинені першопрохідці» («ПМ» № 9'2012) детально йшлося про феномен невіденості. При невіданні дитяча (ювенільна), часто личиночна форма живої істоти ніколи не набуває вигляду дорослої особини, але продовжує рости і досягає статевої зрілості. Так от, з'ясувалося, що один з вирішальних факторів для виникнення невіденості - знижений рівень тиреоїдного гормону.

Личинка камбали схожа на личинок звичайних риб. І лише після метаморфозу риба перевертається на бік і лягає на дно, змінюючи при цьому тип харчування, а око з боку, зверненої до дна, «переїжджає» на протилежну. Однак японці, які розводять камбал на фермах, одного разу помітили, що серед дорослих риб попадаються особини, які зберегли особисті риси: і плавають вони в товщі води, а не лежать на дні на боці, і очі на стандартному місці, і хижі повадки камбали відсутні. «Неправильні» камбали траплялися і у відкритому морі. У всіх цих дорослих личинок є одне спільне: вони не пройшли стадію метаморфозу в результаті порушень функції щитовидної залози.

Підступні гойтрогени

Гойтрогенами (від англійської goiter - «зоб») називаються речовини, які пригнічують синтез тиреоїдного гормону щитовидною залозою. Щитоподібна залоза починає синтезувати гормон у відповідь на отримання з гіпофізу іншого (тиреотропного) гормону. Коли ж спрацьовує гойтроген, синтез щитоподібної залози пригнічується, і організм відчуває нестачу тиреоїдного гормону. У відповідь гіпофіз збільшує подачу свого гормону, як би наполегливо «нагадуючи» щитовидці про невиконані зобов'язання. Але щитоподібна залоза під дією гойтрогенів працювати нормально не може, і тільки збільшується в розмірах. Так виникає те саме захворювання, відоме як «зоб» .
Гойтрогени зустрічаються повсюдно і негативно діють на людину. Наприклад, у районах вугільних шахт у повітрі і воді міститься ціла маса супроводжуючих вугілля речовин, які придушують функцію щитовидної залози. Поки не додумалися додавати в їжу жителів цих місць йод, у них були серйозні проблеми зі здоров'ям і розвитком дітей. Є гойтрогени, які містяться в рослинній їжі, наприклад, в сорго, маїсі і бататі. У місцевостях, де сорго є основним продуктом харчування (а це в основному окремі райони Африки), місцеві жителі стикаються з проблемою дефіциту тиреоїдного гормону, який часто позначається на ментальних здібностях, призводить до розвитку зобу, а в крайніх випадках - кретинізму. Носіями природних гойтрогенів є і хрестоколірні: капуста, ріпа, рідка, редиска. У наших краях вживання цих овочів не позначається на здоров'ї людей з нормальним рівнем тиреоїдного гормону, але якщо рівень знижений - можливі негативні наслідки. Навіть у такого любителя капусти як заєць тривала капустна дієта викликала в експерименті розвиток зобу. Є гойтроген і в сої. Деякий час тому сою почали щосили використовувати в дитячому харчуванні, але потім японці помітили небажані побічні ефекти у малюків. Відтоді в дитяче харчування почали додавати йод, необхідний для синтезу тиреіоїдного гормону.

Неандертальський кретинізм

Згідно з однією з гіпотез, проблеми з щитоподібною залозою відчували і неандертальці. У будові їхніх тіл спостерігаються деякі риси, характерні для сучасних людей, які страждають на кретинізм: схожа структура кісток, кургузе тіло, короткі нижні кінцівки.

Вирішальна роль тиреоїдного гормону в розвитку організмів змушує згадати теорію німецько-американського біолога Ріхарда Гольдшмідта, який вважав макроеволюційні зміни наслідком одиничної мутації, що впливає на роботу ендокринних залоз і викликає скоординовані зміни морфології організму, а не результатом поступового накопичення невеликих еволюційних змін. До них могли ставитися і мутації, пов'язані з виробництвом тиреоїдного гормону, а точніше, з усією тиреоїдною віссю.

Так виглядає щитовидна залоза людини. Аналоги цього органу є у всіх хребетних (хоч і не у всіх мають вигляд компактної залози), а вироблюваний ними гормон ідентичний за хімічним складом як для людини, так і для ланцетника.

Неправильний пучок

На те, що еволюція, принаймні часом, носила вибуховий характер, вказує існування феномена «пучка відо»