Новости

Рачок в шоке

01.05.2017

+++ Ошибка масштабирования изображения "/Abitur/ru/news/images2017/KMO_088734_02166_1_t218_230627.jpg" с использование параметров\в "w:200,h:-1,q:100". +++

В журнале «Огонек» (ИД «Коммерсант») опубликован материал о научных исследованиях, ведущихся совместно учеными НИИ биологии ИГУ и финского университета Оулу.

Российские ученые первыми в мире «разглядели» стресс под микроскопом — в буквальном смысле. Что сулит это знание науке и человеку, выяснял «Огонек».

Крошечные байкальские рачки-амфиподы с телами, похожими на запятую, живут в прибрежной зоне озера Байкал. Именно они стали объектами исследования, опубликованного в престижном журнале Scientific Reports научного издательства Nature Publishing Group. Его суть: ученые из НИИ биологии Иркутского госуниверситета и их коллеги из финского Университета Оулу не только сумели непрерывно сканировать состояние живого организма в условиях стресса, но и «увидели» сам этот стресс с помощью размещенных в организме сенсоров.

– Применение микронных сенсоров открывает большие возможности, – сказал «Огоньку» руководитель работы, директор НИИ биологии ИГУ, профессор Максим Тимофеев, – хотя, конечно, до применения в медицине нашу технологию еще предстоит доработать. Но учитывая, что все живое, от рачков до человека, функционирует практически по одним и тем же биологическим механизмам, эти методы найдут применение и в биомедицине. Вопрос только во времени.

«Поймать» стресс

Метод изучения стресса, разработанный российскими учеными, действительно уникален. Начать надо с того, что наука сегодня рассматривает стресс как реакцию организма на раздражающие факторы. Но речь не просто о нервном напряжении, а именно о реакции организма на уровне физиологии, которая проходит определенные фазы, причем одним из первых признаков начала стресса является повышение кислотности внутри клетки. (Для борьбы с этим злом нам и советуют пить антиоксиданты, в частности зеленый чай.)

Изучение этой первой стадии стресса, когда организм уже начинает разрушаться на уровне клеток, но это никак нельзя зафиксировать существующими методиками, и представляет наибольшую сложность. Дело в том, что существующие сегодня анализы крови в состоянии показать последствие стресса. Оно выражается в повышенном содержании гормонов, но это лишь реакция организма на окислительный стресс – так он борется с повышением уровня кислотности. Однако, если отловить стресс на самых ранних этапах, его, вероятно, удастся предотвращать. Именно этот тонкий момент начала стресса и удалось «поймать» ученым из Иркутска.

Чтобы сделать это, они взяли абсолютно спокойных рачков-амфиподов, которые до этого несколько дней отдыхали в максимально приближенных к реальным условиях. И с помощью специального микроманипулятора сделали им инъекции с физраствором, внутри которого находились микрокапсулы размером с пылинку. Несмотря на мельчайший размер, внутри капсул помещались еще более маленькие сенсоры — специфические красители, чувствительные к кислотности внутренней среды любого живого организма. После внедрения микрокапсул за сенсорами наблюдали при помощи спецмикроскопа и спектрометра, который получает сигнал-свечение от расположенных внутри рачка микрокапсул.

Затем ситуация усложнилась. Для рачков создали стрессовые условия и посмотрели: как изменился сигнал и что, соответственно, происходит в организме подопытных. Оказалось, как только в окружающей среде упало содержание кислорода, кислотность внутренней среды рачков мгновенно повысилась. Это означает, что животное испытало стресс, его клетки начали окисляться, а организм в целом страдать.

В настоящее время подобные исследования ведутся на нескольких видах байкальских ракообразных, рыб, насекомых и моллюсков. В ближайших перспективах – млекопитающие.

Помоги себе сам

Что касается человека, то на нем пока такого рода исследования не проводились. Однако ясно: именно он является целью всех изысканий. ВОЗ не просто так упорно называет стресс «болезнью XXI века».

Может, стресс и не оказался бы в фокусе внимания современной медицины, если бы не экономика: многочисленные заболевания и формы асоциального поведения, рожденные этим состоянием, создают дополнительную нагрузку на госбюджеты. Международная организация труда оценивает убытки, которые терпит мировая экономика из-за стресса, в 200 биллионов долларов ежегодно, в связи с чем появляется масса попыток снизить уровень стресса у работников (крупные предприятия систематически работают над этим). Например, нефтегазовая Royal Dutch Shell оплачивает услуги психолога для работников, страдающих от стресса, и такие примеры не редкость.

Параллельно растет рынок антидепрессантов, а их потребители молодеют: уже можно купить «успокоительные для новорожденных детей». New York Times опубликовала данные, согласно которым свыше 30 млн американцев принимают эти препараты на постоянной основе. В последние годы в России также повысился интерес к лекарствам этого профиля, тем более что большинство из них можно приобрести без рецепта. Устойчивый рост продаж таких лекарств отмечается в кризисные годы, но помогают, увы, эти препараты только в борьбе с симптомами, да и по окончании курса приема эффект не гарантирован. Многие врачи бьют тревогу из-за неконтролируемого приема подобных лекарств — возникают зависимости. Именно поэтому во всем мире уделяют столь пристальное внимание работам, которые непосредственно связаны с изучением физиологии стресса.

Иркутские исследователи прокладывают путь к более точному пониманию стресса, но сами признают, что их технология требует доработки. Так, нынешние наносенсоры довольно токсичны — предстоит разработать более надежные оболочки, чтобы не отравить организм. Важно также, что эта методика позволяет раннюю диагностику не только стресса, но и ряда других заболеваний, а также сканирование различных процессов внутри организма человека.

– Глобальной целью нашей работы является разработка «наборов» сложных сенсоров, чувствительных к наиболее важным физиологическим показателям и применимых на широком спектре организмов, включая человека, – поясняет профессор Максим Тимофеев. – Наш подход позволяет разработать технологию для комплексной оценки состояния организма в реальном времени с помощью сенсоров, введенных под кожу или в кровоток, а также специального прибора, регистрирующего спектральный сигнал от них (вплоть до компактной приставки к смартфону).

Такие сенсоры, подчеркивают разработчики, можно будет замаскировать, скажем, под татуировку – их и видно не будет. А учитывая скорость развития всевозможных гаджетов и приложений, можно предположить, что мониторинг собственного состояния здоровья станет обыденной процедурой уже в ближайшее время.

Автор Ольга Малова

Фото: Science Source / DIOMEDIA

Архив