Tajemný svět hormonů

Fungování hormonů neobjevili vědci ani lékaři, nýbrž zemědělci. Ti si totiž všimli, že samci domácích zvířat, jimž byl odstraněna varlata, nejen přišli o svou plodnost, ale změnil se i jejich vzhled a povaha: kohouti ztratili hřebínek a ocasní pera, kastrovaní kocouři zlenivěli a ztloustli, divocí býci se proměnili v dobromyslné voly, kteří se nechávali trpělivě zapřahat do pluhů, a z ohnivých hřebců se stali krotcí valaši. Lidé z toho už v dávných dobách vyvodili své závěry. Tak například už více než před čtyřmi tisíci lety přinášeli staří Egypťané bohům plodnosti jako dar varlata a prosbou o dobrou úrodu. Turci ve středověku používali kastrací k tomu, že nechávali svůj harém hlídat bez jakéhokoliv nebezpečí nekonkurenčními eunuchy. Chlapci byli až do počátku minulého století kastrováni, aby své jasné chlapecké nebo mužské sopránové hlasy pro milovníky hudby nebo také z náboženských důvodů. Pokud je provedena kastrace u chlapce, nevyvine se pohlavní pud ani pohlavní orgány. Je-li kastrace provedena u již sexuálně zkušených mužů, zůstane zachováno libido sexualit, pohlavní pud. Přestanou se však tvořit spermie a ejakulát se skládá jen z výměšků prostaty. Bylo tedy známo, k čemu dochází, i když jen na základě získaných zkušeností a nikoli díky vědeckým poznatkům.

Muži, kteří doufali, že získají vyšší sílu a potenci, jedli býčí varlata a srdce čerstvě skolených lvů. Ale očekávaný úspěch se nedostavoval, protože žaludeční kyselina zničila poslední zbytky hormonů v mase. Ale i představy mohou vést k úspěchu, jak je vidět na mnoha mužích, kteří jsou přesvědčeni, že jim k vytoužené ,,pevnosti‘‘ dopomohou španělské mušky, celer, žraločí polévka, nebo kardamon. Na znalostech zemědělců však muselo něco být. Ale co?p

V roce 1849 odstranil göttigenský fyziolog Arnold Berthold pohlavně zralým kohoutům varlata a zjistil, že tím již po několika vyhasla jejich velká chuť k páření – až 50 páření denně -, jejich pohlavní zájem o slepice i impozantní chování. Ale jakmile kastrovaným kohoutům znovu implantoval tkáň varlat do břišní dutiny, zvířatům zase naběhl hřebínek a vrátila se jim chuť k páření. Berthold z toho vyvodil závěr, že varlata vylučují účinnou látku, která způsobuje ,,mužné‘‘ chování. Tento hormon varlat byl izolován o několik desítek let později a byl nazván testosteron (testis – varlata).

Charles Édouard Brown-Séquard (1817-1894), významný experimentátor 19. století, potom zahájil takříkajíc éru hormonální terapie a intenzivně se zabýval těmito posly v těle, tedy tím, co dnes nese název endokrinologie. Séquard se narodil na Mauritiu, nádherném ostrově v Indickém oceánu, jako syn amerického otce a francouzské matky. Pracoval ve Spojených státech, Francii a Anglii. Vlastně objevil – ještě před Claudem Bernardem (1813-1878) – cévní nervy (vazomotorické nervy). Bernard svého času začínal jako dramatik a zrovna jeden umělecký kritik ho přemluvil, aby svůj talent věnoval lékařství. Když objevil tvorbu glykogenu v játrech, začal razit pojem ,,vnitřní sekrece‘‘: jako první dokázal, že tělo v procesu výměny látkové tvoří i rozkládá. V průběhu zkoumání glykogenu se Bernardovi podařilo vyvolat pukcí určité oblasti srdce uměle cukrovku.

Ale zpět k Brown-Séquoardovi, který za Bernardova života vlastně stál celou dobu v jeho stínu: v roce 1889 prováděl Séquoard sám na sobě pokusy s extrakty z varlat, a tak důkladně se omladil, že ještě ve dvaasedmdesáti onemocněl černým kašlem. To mu samozřejmě vysloužilo výsměch kolegů. Posmívali se mu, že tato dětská nemoc je zřejmě vedlejším účinkem léčby.

Přesto – od poloviny 19. století existovali důležití předchůdci dnešní hormonální terapie: v roce 1885 popsal londýnský lékař Thomas Addison (1783-1860) symptomy čtyř žen mezi 30. a 40. rokem života, které se cítili stále malátnější, neměly chuť k jídlu, trpěly nízkým krevní tlakem a ustavičným průjmem. Jejich pokožka měla na světle bronzové zbarvení. Addison tím diagnostikoval první nemoc způsobenou hormonální poruchou; přičítal ovšem tyto symptomy, které měli téměř vždy smrtelný průběh, tuberkulóznímu onemocnění nadledvin.

Milník v hormonálním výzkumu položili v roce 1889 lékaři Joseph von Meruny a Oskar Minkowski ze Štrasburku, když dokázali, že za regulace metabolismu glukózy je zodpovědná slinivka břišní. Ať dnes odmítáme pokusy na zvířatech, nebo s nimi souhlasíme (je pravda, že mnohé z těch dnešních jsou zbytečné), bez takových pokusů na zvířatech a částečně i na sobě samých by byli vědci nikdy nedosáhli toho, že dnes lze pomoci milionům nemocných lidí a zachraňovat jejich životy. Pokusům Merinka a Minkowského na zvířatech rozhodně vděčíme za vědomosti o cukrovce. Původně chtěli jen zkoumat vliv slinivky břišní na trávení, když pankreas odstraňovali pokusným psům. Už několik dní po pankreatomii nesmírně stoupl obsah cukru (glukózy) v moči těchto zvířat, což je typický příznak pro cukrovku neboli diabetes mellitus. Již dvacet let před nimi popsal berlínský histolog Paul Langerhans ve své disertační práci ,,Langerhnasovy ostrůvky‘‘ slinivky břišní. Ale získání insulinu Frederickem Grantem Bantingem z Toronta a jeho spolupracovníky Bestem a McLeodem v roce 1922 předcházela ještě dlouhá, namáhavá cesta. Celá řada badatelů se k němu velice přiblížila, ale ztroskotala hlavně proto, že trávicí enzymy slinivky břišní hormony zničily.

V roce 1921 izolovali Banting a jeho kolegové poprvé ze slinivky břišní extrakty obsahující insulin, v roce 1922 se podařilo vyloučit ničivé účinky pankreatických enzymů – což byl pokus, který způsobil naprostý obrat v prognóze cukrovky považované dosud za nevyléčitelnou. Od té doby byl již chráněn život milionů cukrovkářů. Banting, Best a McLeod za svůj objev obdrželi Nobelovu cenu. V oněch desetiletích prožívalo zkoumání endokrinních žláz a jejich sekretů obrovský rozmach, jeden za druhým byly objevovány nové hormony a jejich vliv na organismus.

V roce 1895 dokázal Eugen Baumann hormon tyreoidin a vysoký obsah jódu ve štítné žláze.

Takamine a Aldrich vytvořili v roce 1901 z extraktů nadledvin adrenalin v krystalické formě. V roce 1904 se to Stolzovi podařilo synteticky. Teprve později byly v dřeni nadledvin objeveny druhý a třetí hormon (nonadrenalin a dopamin). Tyto dvě nově objevené substance se však tehdy ještě nejmenovaly ,,hormony‘‘, tento souhrnný pojem existuje až od roku 1905.

V roce 1902 zjistili dva angličtí endokrinologové, Bayliss a Starling, že po zavedení zředěného roztoku kyseliny solné do tenkého střeva – což vypadá na první pohled mnohem horší, než to ve skutečnosti je – dojde k uvolnění sekretinu, který zase ovlivní vylučování sekretu ze slinivky břišní. Tři roky na to pojmenoval Starling sekrety vylučované endokrinními žlázami podle řeckého slova ,,hormein‘‘ hormony.
A byly objevovány stále nové a nové hormony:
V roce 1929 byl poprvé z moči těhotných žen izolován ženský hormon zárodečných žláz estron, v následujících letech se to podařilo i u dalších hormonů kůry nadledvin a dalších steroidních hormonů.

První chemicky čisté izolování folikulárního hormonu se podařilo německému biochemiku Adolfu Butenandtovi v roce 1929. Deset let na to obdržel Nobelovu cenu za chemii. Nezávisle na něm izoloval čistý estron v témže roce rovněž americký biochemik Edward Adalbert Doisy, který v roce 1943 obdržel společně s C. H. P. Damem Nobelovu cenu za lékařství/fyziologii za objev vitaminu K. Dodnes jsou ženské pohlavní a steroidní hormony nejlépe probádanými hormony.

V roce 1926 odhalili gynekologové Selmar Aschheim a Berhard Zondek význam podvěsku mozkového pro fungování zárodečných žláz. O rok později vyvinuli na základě poznatků něco zcela revolučního pro příští desetiletí: biologický těhotenský test pojmenovaný ,,Aschheinova-Zondekova reakce‘‘ neboli AZR, jímž bylo zjišťováno těhotenství až do 50. let. Později se přistoupilo k moderním metodám dokazování.

Jedenáct let poté izolovali White, Catchpole a Long z podvěsku mozkového prolaktin. Tento hormon je vylučován ve stoupajícím množství od 8. týdne těhotenství a dosahuje své nejvyšší koncentrace kolem termínu porodu. Zde pak působí přímo na prsní žlázy matky a navozuje produkci mléka.

V letech 1936 až 1942 izolovali Tadeusz Reichstein a Edward Calwin Kendall různé kortikoidní steroidy. Společně s Philips Schowlaterem Henchem obdrželi v roce 1950 Nobelovu cenu za objev kortizonu.

V každém případě by přesahovalo rámec této ročníkové práce vyjmenovávat na tomto místě všechny objevené hormony a jejich účinky. Proto již jen krátký přehled těch nejdůležitějších:
V roce 1971 obdržel Earl Wilbur Sutherland mladší Nobelovu cenu za to, že poprvé popsal mechanismus činnosti hormonů. V roce 1977 obdrželi R. C. L. Guillemin a A. V. Schylky Nobelovu cenu za své studie o tvorbě hormonů mozku. Již v roce 1966 izolovali s kolegy z podvěsku mozkového hormon tyroliberin, který – zjednodušeně řečeno – reguluje produkci hormonu štítné žlázy THS.

V roce 1982 byla s pomocí mikroorganismů využita informace z kyselin dezoxyribonukleových (DNA) pro tvorbu hormonů: začal věk genové technologie a ,,umělé‘‘ tvorby hormonů.

V roce 1982 obdrželi tři vědci, Sune Bergström, J. R. Vane a B. Samuelsson, Nobelovu cenu za ,,práci v oblasti prostaglandinů a příbuzných biologicky aktivních substancí‘‘. Tyto substance tak těsně souvisejí s hormony, že je mnoho vědců přesvědčeno, že se účastní prakticky každého procesu souvisejícího s hormony. Jiní zacházejí ještě dál a označují je za ,,lokální hormony‘‘, které jsou předávány jedné buňky ke druhé. K prostaglandinům se ještě vrátím v dalších částech.