Физиология здоровья

Публикуется с любезного разрешения автора Маргариты Соколовой

Ю.С. Оводов 

Академик РАН Юрий Семенович ОВОДОВ, приехавший во Владивосток, в Дальневосточный филиал СО АН СССР, молодым ученым в конце декабря 1962 года, уехал от нас в Сыктывкар по приглашению руководства Коми научного центра и Уральского отделения РАН в 1994 году академиком, одним из ведущих российских ученых в области физико-химической биологии. Он не только вырос сам, но оставил в Приморье школу специалистов, докторов и кандидатов наук. Работая в Сыктывкаре, Юрий Семенович создал и там школу биоорганической химии, молекулярной физиологии и иммунологии и не потерял связи с Дальним Востоком. В течение ряда лет Институтом физиологии Коми Научного Центра Уральского отделения РАН проводятся совместные работы с Тихоокеанским институтом органической химии и частично с Биолого-почвенным институтом ДВО РАН. За это время защитили докторские диссертации целый ряд сотрудников ТИБОХ, учеников Ю.С. Оводова. В этом году там успешно защитил докторскую диссертацию заведующий отделом ИФ С.В. Попов, научным консультантом которого был Ю.С. Оводов. Таким образом, переезд Ю.С. Оводова позволил ДВО РАН и, в частности, ТИБОХ расширить сферу влияния с Дальнего Востока на Северный Урал.

Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар) 

Нам представляется полезным дать информацию Маргариты Владиславовны СОКОЛОВОЙ, заведующего Информационным отделом ИФ Коми НЦ УрО РАН об Институте и Научном центре с целью дальнейшего расширения научных связей ДВО РАН и ИФ Коми НЦ УрО РАН.
Территория нашей страны распростерлась на тысячи километров, и значительная часть населения проживает в северных регионах. У северного края огромный экономический потенциал, но природные богатства достаются человеку нелегко. Сегодня уже ни для кого не является секретом, что в условиях севера на изменение здоровья населения наиболее сильно влияют климатогеографические факторы. Казалось бы, все мы знаем – что дороже здоровья ничего нет, но его ценность осознается только тогда, когда человек заболевает. Как нивелировать воздействия сурового северного климата, как сделать адаптацию человеческого организма к экологическим и социальным условиям Севера более легкой, как использовать лекарственную силу растений – эти задачи решают ученые Учреждения Российской академии наук Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН.

С 2004 года Институт возглавляет академик Ю.С. Оводов, который долгое время (с 1962 по 1994 годы) работал в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН в качестве одного из его руководителей. Всего в Институте работает 105 человек, в их числе 66 научных сотрудников: один академик, десять докторов и 34 кандидата наук. Кроме того, в Институте в последнее время успешно защитили докторские диссертации четверо сотрудников, двоим из них уже присуждена ученая степень доктора наук. С большим успехом 5 октября 2010 года на заседании диссертационного совета Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН прошла защита диссертации заведующего Отделом молекулярной иммунологии и биотехнологии нашего Института, доцента С.В. Попова на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности «биохимия».  

С.В. Попов 

В Институте успешно функционирует созданная в 2004 году по инициативе Ю.С. Оводова научная библиотека периодических и справочных изданий. Библиотека оказывает большую помощь в подготовке студентами дипломных работ, а учеными Института – статей, монографий и диссертаций. Кроме того, наличие не только периодики, но и большого числа книг и справочных изданий значительно способствует и экспериментальной работе ученых.

Институт проводит исследования в смежных областях науки о жизни, поскольку именно этот подход приводит к наиболее интересным и неожиданным результатам. В Институте успешно сочетаются работы по классической и молекулярной физиологии, по биохимии и биоорганической химии, по молекулярной иммунологии и биотехнологии, по гематологии и микробиологии.

Север и его экстремальные условия – сильные морозы осенью и зимой, короткое лето, малое число солнечных дней, длинный световой день летом и бесконечно долгая ночь зимой – отрицательно влияют на здоровье человека на Севере. Плохо усваиваются витамины в организме, не хватает важнейших микроэлементов. У большинства населения нарушен липидный обмен – основная причина атеросклероза и, как следствие, сердечно-сосудистых заболеваний. Нередки гипертонические кризы, инсульты, инфаркты, и даже внезапная смерть здесь также довольно частое явление. Интересно отметить, что чем севернее живет человек, тем сильнее растет с возрастом его артериальное давление, тем больше становится риск гипертонической болезни, инсультов и инфарктов. Нарушение липидного обмена ведет к слому антиоксидантной системы в организме северян, сопровождается накоплением очень опасных радикалов и значительно увеличивает риск онкозаболеваний. Институт проводит фундаментальные исследования причин всех этих физиологических нарушений. Сотрудники Отдела экологической и социальной физиологии человека во главе с заведующим профессором Е.Р. Бойко в процессе исследований находят, что ситуацию в значительной мере может исправить правильное питание. Предложен специальный рацион питания для северян, используются электронные методы расчета этого рациона. Проверка разработок ведется на ряде крупных промышленных предприятий Севера, включая Сыктывкарский лесопромышленный комплекс (СЛПК). Результаты превосходят все ожидания: у всех, кто соблюдает рекомендованный рацион питания, резко уменьшается число недугов, обусловленных проживанием на Севере. 

Сотрудники Отдела экологической и социальной физиологии человека во главе с проф. Е.Р. Бойко в экспедиционном выезде в Ижемском районе РК 

В условиях Севера так же, как на Дальнем Востоке наблюдается большой дефицит йода и, как следствие, распространение заболеваний щитовидной железы, об этом нужно постоянно помнить и увеличивать потребление йода за счет различных йодсодержащих препаратов и, в частности, используя в пищевом рационе салат из морской капусты (ламинарии японской).

Традиционно Институт изучает механизмы деятельности сердца, уделяя этому очень большое внимание. В лаборатории физиологии сердца под руководством лауреата Государственной премии РФ, заслуженного деятеля науки РФ, профессора Д.Н. Шмакова и заведующего лабораторией доктора биологических наук, доцента Я.Э. Азарова проводится изучение электрических и механических процессов в сердце. 

Доц. В.А. Витязев и к.б.н. В.В. Крандычева обсуждают результаты электрофизиологических исследований 

Во время операций на сердце очень часто возникают нарушения сердечного ритма, которые могут угрожать жизни пациента. Кроме того, ритм сердца может часто нарушаться при ишемической болезни сердца, хронической сердечной недостаточности и сахарном диабете. Сотрудники Лаборатории создали методику прогнозирования и предупреждения таких нарушений. Кроме того, они разрабатывают специальные процедуры по нормализации ритма сердца. 

Сотрудники лаборатории гликологии  

В созданном в 1994 году по инициативе академика Ю.С. Оводова и ведущего научного сотрудника Р.Г. Оводовой Отделе молекулярной иммунологии и биотехнологии под руководством заведующего Отделом доцента С.В. Попова проводятся всесторонние исследования пектиновых веществ растений европейского Севера России. Эти исследования явились логическим продолжением многолетних работ, проводимых под руководством Ю.С. Оводова и посвященных изучению строения и свойств полисахаридов растений Дальнего Востока, морских трав и водорослей. Большой резонанс получило проведенное Р.Г. Оводовой изучение строения и свойств зостерина, уникального пектинового полисахарида из морских трав, который прекрасно лечит язвенную болезнь и дисбактериоз, кроме того, широко применялся для приготовления прекрасного мармелада и других кондитерских изделий. 

В растениях пектиновые вещества выполняют важнейшие жизненные функции: обеспечивают прорастание семян, способствуют росту проростков, поддерживают тургор растения, обуславливают устойчивость к разным условиям жизни. В то же время они обладают широким спектром физиологической активности. В частности, в Отделе показано, что их высокая иммуномодулирующая активность обусловлена разветвленной областью макромолекулы, а главная углеводная цепь галактуронана обладает выраженным противовоспалительным действием, сравнимым с действием самых сильных нестероидных противоспалительных препаратов таких, как индометацин, вольтарен, ибупрофен, целебрекс и других.

В этой связи встал вопрос о разработке биотехнологических методов получения физиологически активных пектинов в больших количествах. Многолетние исследования показали, что клеточные, в частности, каллусные культуры растений, могут служить альтернативным источником получения новых ценных полисахаридов с заранее заданными структурой и свойствами для медицины, косметики, пищевой промышленности и сельского хозяйства, не нанося ущерба природным популяциям. 

Изучение физиологии жвачных животных является по сути самым продолжительным в истории физиологических исследований в Республике Коми и очень плодотворным. Не случайно в Республике Коми, в частности, в Сыктывкаре производится прекрасное молоко и молочные продукты, по качеству не уступающее вологодским и белорусским. Говоря о сегодняшнем дне, следует отметить, что инновационные разработки Лаборатории физиологии жвачных животных, которую возглавляет доктор биологических наук Т.Ф. Василенко, направлены на повышение эффективности воспроизводства сельскохозяйственных животных. Разработанный комплекс мероприятий способствует сохранению поголовья высокопродуктивных животных и увеличению производства животноводческой продукции, что вносит существенный вклад в решение проблемы рентабельности животноводства на Севере.

Разработки Лаборатории в течение последних лет были дважды представлены на Международных выставках в Китае и привлекли большое внимание китайских ученых и животноводов. Заключены договоры о творческом сотрудничестве, подготовлены проекты совместных исследований.

Две лаборатории Института успешно работают в г. Кирове. Единственная в России лаборатория криофизиологии крови ведет исследования под научным руководством профессора Е.П. Сведенцова и заведующего лабораторией доцента Т.В. Полежаевой. К сожалению, в нашей жизни нередко случаются ситуации, когда срочно требуется переливание крови, и здесь на выручку приходит донорская кровь. Запатентованные методы криоконсервирования крови открывают большие перспективы для создания ее запасов и для длительного хранения. Сотрудники лаборатории разработали собственный криопротектор, обладающий самой низкой токсичностью по сравнению с ранее известными хладоограждающими агентами. Поскольку надобность в полноценной крови с каждым годом возрастает, в лаборатории разработаны оригинальные методы сохранения функциональной активности крови при низких температурах в определенных условиях, что позволяет использовать сохраняемую кровь для переливаний и для различных медицинских и биохимических исследований. Работая в сотрудничестве с Отделом молекулярной иммунологии и биотехнологии, кировчане предложили композиции хладоограждающих растворов, которые включают пектиновые полисахариды, обладающие иммуномодулирующим действием. Это открывает новые возможности сохранения функциональной активности крови. 

В Лаборатории физиологии микроорганизмов, возглавляемой профессором А.А. Бываловым, ведется изучение механизма антимикробного иммунитета, исследуются основы жизнедеятельности бактерий, в первую очередь, своеобразного псевдотуберкулезного микроба, близко родственного чумному. Псевдотуберкулезный микроб относится к числу так называемых психрофильных микроорганизмов, он активируется на холоде, при +4°С, при хранении овощей на складах или в холодильнике. Поэтому нередко этот микроорганизм и ему подобные называют «микробами из холодильника». Он вызывает очень тяжелое заболевание, особенно распространенное на Дальнем Востоке и потому получившее название дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки, имеющей множество симптомов и поражающей разные органы, в том числе, печень и, особенно, легкие, на которых образуются изъязвления, наподобие туберкулезных. Отсюда название микроорганизма. Успех лечения заболевания – в ранней диагностике болезни. С помощью гибридомной техники сотрудникам Лаборатории удалось решить эту задачу и разработать диагностикум для обнаружения возбудителя псевдотуберкулеза и для диагностирования вызываемого им заболевания на ранней стадии болезни.

Результаты фундаментальных научных исследований успешно используются в прикладных разработках. С 2000-го по 2010 год сотрудниками Института получено 35 патентов и подан ряд заявок на изобретения. Ученые разработали и успешно внедрили в практическую деятельность Сыктывкарского лесопромышленного комплекса систему коррекции витаминного статуса. Данная система мероприятий позволяет повысить показатели здоровья, снизить заболеваемость и осуществить профилактику социально значимых заболеваний у работников предприятия. В ведущих республиканских медицинских учреждениях: в Республиканском кардиологическом диспансере, в Коми республиканской больнице и в медицинском центре «Радовит», – внедрена еще одна разработка ученых – диагностический метод расчета состояния сердечной деятельности, который позволяет понять и оценить не только эффективность взаимодействия сердца и кардиостимуляционной системы, но и определить «цену потерь при кардиостимуляции», выяснить степень устойчивости сердца при различных патологических состояниях организма. 

Рассказывая об Институте, нельзя не упомянуть одну юбилейную дату – 10-летие создания Учебно-научного центра «Физико-химическая биология» (УНЦ ФХБ) в Республике Коми, созданного в 1999 году по инициативе академика Ю.С. Оводова на базе химико-биологических институтов Коми НЦ УрО РАН, а также Сыктывкарского госуниверситета (ректор – профессор В.Н. Задорожный) и Сыктывкарского лесного института (директор – профессор В.В. Жиделева). Чтобы наши молодые ученые могли на равных говорить с зарубежными коллегами, грамотно владеть навыками пользования современной аппаратурой, понимать язык современной молекулярной биологии, необходимо сотрудничество высшей школы и фундаментальной науки, которое и осуществляется на базе Учебно-научного центра. В рамках деятельности УНЦ ФХБ ежегодно выполняются дипломные и курсовые проекты, в том числе и в нашем Институте. 

Участники научно-практической конференции 

Именно 10-летию создания Учебно-научного центра была посвящена Научно-практическая конференция, которая состоялась в Сыктывкаре в октябре 2009 года. О признании важности деятельности УНЦ ФХБ говорит такой факт, что для участия в конференции в Сыктывкар приехали крупнейшие ученые Учреждений Российской академии наук и вузов из разных регионов России, в том числе Председатель комитета Госдумы по науке и наукоемким технологиям, академик РАН и РАМН В.А. Черешнев, члены-корреспонденты РАН В.Е. Васьковский (Владивосток) и Е.С. Северин (Москва), профессора К.Г. Боголицын (Архангельск), Н.М. Большаков, В.В. Жиделева, Е.Р. Бойко и А.П. Карманов (Сыктывкар), Е.Н. Калмыкова (Липецк), Е.Н. Офицеров (Москва), Д.А. Пономарев (Санкт-Петербург) и другие. Пленарные и секционные доклады затронули важнейшие проблемы интеграции академической и вузовской науки и подготовки высококвалифицированных кадров. Кроме того, обсуждались достижения в области физико-химической биологии и современные проблемы экологии окружающей среды Республики Коми.

Подготовка научных кадров, начиная со школьной скамьи, является приоритетным направлением в деятельности Института. Наряду с учебными занятиями в рамках УНЦ ФХБ, ряд ведущих сотрудников Института ведут преподавание в Сыктывкарском филиале Кировской медицинской академии, являясь заведующими кафедрами. Ю.С. Оводов в настоящее время возглавляет магистратуру в Сыктывкарском и Вятском госуниверситетах, читает студентам обзорные лекции. Образование, приобретаемое студентами в результате преподавательской деятельности сотрудников нашего Института, способствует повышению интеллектуального потенциала молодых специалистов, прививает навыки научно-исследовательской работы. Интеграция высшей школы и фундаментальной науки позволяет не только повысить качество образования, но и дает возможность привлечь молодое поколение к научной деятельности со студенческой скамьи. Многие студенты становятся затем полноправными членами научного коллектива Института. При Институте успешно работает отделение Малой академии по специальности «физиология», которое под руководством В.Д. Шадриной пробуждает у школьников интерес к науке. 

Еще в XVI веке Мишель де Монтень писал: «Здоровье – это драгоценность, и притом единственная, поскольку жизнь без него становится нестерпимой и унизительной. Без здоровья меркнут и гибнут радость, мудрость, знания и добродетели... Всякий путь, ведущий к здоровью, я не решился бы назвать ни чересчур трудным, ни слишком дорогостоящим...». Слова блестящего писателя-гуманиста, юриста, политика и просветителя эпохи Возрождения наглядно подтверждают значимость и важность изучения физиологии человека в экстремальных природно-климатических и экологических условиях. Подводя итог, хотели бы отметить, что наличие высококвалифицированных научных кадров, материальная и лабораторная база Института позволяют успешно решать фундаментальные и прикладные проблемы, непосредственно связанные с науками о жизни, в частности, проблемы жизни человека в экстремальных условиях. 

Маргарита СОКОЛОВА,
зав. Информационным отделом
ИФ Коми НЦ УрО РАН