– Денис Александрович, что такое стресс?
– Неспецифическая реакция организма в ответ на разнообразные раздражители: если в течение длительного времени на человека воздействуют неблагоприятные факторы – стрессоры, в числе которых – все неспецифические раздражители, то организм пытается защищаться от них.
Есть два типа стрессоров – когнитивные и некогнитивные. Первые воспринимаются органами чувств (зрение, слух, обоняние, осязание), вторые – внутренней средой организма (например, воздействие антигенов может вызвать мощную воспалительную реакцию).
– Чем опасен стресс для человека?
– Как ни странно это звучит, опасен не стресс как таковой, а его последствия и неспособность организма адаптироваться к действию стресса. Это приводит к тому, что нарушается гомеостаз, то есть внутреннее «равновесие» организма, и развивается состояние аллостатической нагрузки.
Возьмём, например, ишемическую болезнь сердца. Когда на человека действует неблагоприятный фактор, например неуверенность в завтрашнем дне или ругань начальника на работе, организм мобилизует все свои внутренние резервы и даёт отпор: повышается артериальное давление. В норме, когда воздействие стрессора кончилось, давление снижается до обычного уровня. Но если стрессор действует постоянно (например, начальник хамит каждый день или зарплату задерживают регулярно), то, соответственно, и организм всё время реагирует повышенным давлением – и постепенно «привыкает», начинает «считать» повышенное давление нормальным. В этом случае давление с прекращением действия стрессора уже не возвращается к исходным значениям, накапливается аллостатический груз.
Гомеостатическая среда организма имеет свои гомеостатические константы, к которым относится и артериальное давление. Стресс «сдвигает» эти константы на более высокий уровень. И уже даже если нет воздействия стрессоров, повышенное артериальное давление является как бы нормальным. Это и будет аллостазом, то есть гомеостазом на новом уровне. Это очень опасно, так как жизнедеятельность организма осуществляется в весьма узких диапазонах. Сдвиг одного параметра влечёт за собой изменения других. Например, из-за повышения артериального давления меняются реалогические свойства крови, то есть связанные с её способностью перемещаться по сосудам. Говоря простым языком, кровь не должна быть ни слишком густой, ни слишком жидкой: первое чревато тромбами, второе – кровотечениями. Это, в свою очередь, может привести к инсультам и инфарктам.
– Почему механизмы развития хронического эмоционального стресса нужно исследовать именно на молекулярном уровне?
– Стресс способен проявляться на разных уровнях реализации живого: это может быть организменный уровень, системный (например, сердечно-сосудистой системы), органно-тканевой и молекулярно-клеточный. Не понимая основы структурных изменений, нельзя повлиять на весь организм. Поэтому мы рассматриваем самый базовый уровень изучения стресса – молекулярный.
Кроме того, сейчас в научной литературе достаточно большое внимание стали уделять проблемам так называемого оксидативного стресса, в реализации которого участвуют процессы свободнорадикального окисления. Показано, что свободные радикалы, образующиеся в процессе митохондриального дыхания, являются вторичными мессенджерами, то есть участвуют в механизмах передачи сигналов. Искажение этих сигналов напрямую связано со способностью организма к адаптации и «сопротивляемостью» внешнему воздействию. Поэтому без понимания молекулярных механизмов развития стресса невозможно создать новые лекарства, которые будут действовать на определённые звенья сигнальных путей. А не зная сигнальных путей, невозможно оценить эффективность применения немедикаментозных методов лечения.
Без понимания первоосновы (в данном случае – молекулярных механизмов стресса) очень сложно говорить о целостном понимании проблемы стресса. Это общемировая тенденция. Есть высказывание: «XX век – век очень больших расстояний, XXI век – век очень маленьких расстояний».
– ВМБШ здесь взаимодействует с другими научными центрами, университетами? Можете привести примеры сотрудничества?
– Сложность развития биологической науки сегодня такова, что даже самые мощные центры в России и за рубежом в одиночку могут изучить только определённый, достаточно узкий сегмент какой-либо проблемы. Поэтому сотрудничество с ведущими исследовательскими центрами и университетами крайне важно.
Например, мы взаимодействуем с Институтом психологии Российской академии наук, Сибирским отделением РАН, университетами США и Австралии. Там есть уникальное оборудование, которым в мире обладают лишь отдельные центры. Каждый специализируется на выполнении какой-либо узкой задачи, например в Институте психологии РАН занимаются решением психологических проблем организма в целом. Конечно, очень важен их опыт в создании методов оценки последствий стрессов, предсказания развития стрессов, оценки психического статуса людей: мы должны понимать, как они реализуются на макроуровне. А вот, например, Сибирское отделение РАН специализируется на изучении метаболитов – продуктов промежуточного и конечного обмена веществ – с помощью ядерно-магнитного резонанса. Благодаря мощным томографам, находящимся в распоряжении Сибирского отделения РАН, есть возможность заниматься так называемой метаболомикой. Это новая отрасль биологической науки. Её суть в том, что параллельно и одновременно, неинвазивно изучается огромное количество (до нескольких сотен) метаболитов в разных частях организма – например, в головном мозге и в печени.
– На чём станет специализироваться ВМБШ ЮУрГУ?
– Здесь помимо всего прочего особое внимание планируется уделять изучению посттравматических стрессорных расстройств (синдрома ПТСР, он же – вьетнамский или афганский синдром) и роли печени в развитии стресса.
В чём сущность ПТСР? В отсутствие стрессора (когда стрессовая ситуация уже позади) в головном мозге по каким-то, пока не совсем ясным причинам, формируется патологический очаг возбуждения, заставляющий снова и снова вспоминать пережитое. Спрогнозировать, у кого этот синдром разовьётся, а у кого нет – глобальная задача. Кроме того, лечение и профилактика данного синдрома достаточно трудны из-за плохой изученности молекулярных механизмов – неизвестно, как они проявляются в отдалённых последствиях.
Например, человек, вернувшись из «горячей точки», ведёт себя абсолютно адекватно, причём уровень обменных процессов у него тоже в норме. Но через полгода или год, а то и больше, вдруг, ни с того ни с сего начинаются нарушения сна, возникает зависимость от курения, употребления спиртного, азартных или компьютерных игр, с помощью которых он пытается «заглушить» страшные воспоминания. Проявляется синдром ПТСР у значительного числа людей, переживших стрессовое состояние, например, побывавших на войне, но спрогнозировать, кто именно станет его жертвой, на сегодняшний день абсолютно нереально. Лечение лучше начинать тогда, когда синдром ещё не дал о себе знать. Кстати, этой проблеме посвящена одна из программ, на которую военное ведомство США выделяет значительные суммы.
Особое место в структуре ВМБШ занимает научно-образовательный центр биомедицинских технологий, который возглавляет Ольга Борисовна Цейликман. Он решает ряд задач, которые понятны уже из самих названий входящих в него лабораторий: молекулярно-генетических исследований здоровья и развития человека (руководитель – Инна Викторовна Фекличева), перспективных исследований молекулярных механизмов стресса (руководитель – Вадим Эдуардович Цейликман), компьютерного моделирования лекарственных средств (руководитель – Владимир Александрович Потёмкин), перспективных материалов в медицине (руководитель – Сергей Викторович Таскаев), психологии и психофизиологии стрессоустойчивости и креативности (руководитель – Вера Геннадьевна Грязева).
– Как именно можно бороться с синдромом ПТСР?
– В рамках того, чем занимается ВМБШ ЮУрГУ, сейчас сформирован универсальный междисциплинарный подход, заключающийся в том, что у нас трудятся специалисты по биотехнологиям и клинической психологии, фундаментальной медицине и 3D QSAR-анализу.
Разработана и сейчас находится на старте концепция так называемых «умных рационов» (Smart-рационов): например, начата разработка проекта под общим названием «Хлеб-антистресс», который позволит контролировать некоторые гомеостатические константы, в частности уровень сахара в крови, и таким образом уменьшать последствия стресса. Потому что в ответ на воздействие стресса выделяются так называемые глюкокортикоидные, то есть способствующие повышению уровня сахара, гормоны. А «умный» хлеб поможет погасить последствия этого гормонального всплеска. Внедрение в потребление инновационного хлеба-антистресса с лекарственными и профилактическими свойствами благоприятно повлияет на здоровье населения. Мы рассматриваем варианты и других «умных» пищевых продуктов, для которых будут разрабатываться персонифицированные рекомендации по индивидуальным программам.
К разработке этих рекомендаций планируется активно привлекать психологов. Учитывая особенности метаболизма, его проявления в характерологических чертах, индивидуальные психотипы, можно будет рекомендовать высокотехнологичные продукты для профилактики и коррекции стрессовых состояний.
– Возможности ЮУрГУ позволяют реализовать эти замыслы?
– Да, Южно-Уральский государственный университет – очень удобная площадка, поскольку здесь много возможностей для реализации мультидисциплинарности, например, в проект планируется включить изучение результатов геронтомаркетинга – создания продуктов и услуг для пожилых потребителей. Также наличие высококлассных специалистов в экономической сфере будет способствовать грамотному и эффективному внедрению инновационных разработок в реальный сектор экономики.
Отдельно стоит отметить наличие в вузе суперкомпьютерных мощностей, с помощью которых можно рассчитать очень сложные механизмы взаимодействия между различными молекулами, что позволяет говорить о так называемом 3D QSAR-анализе. Его можно провести только с помощью суперкомпьютера. Речь идёт о создании и изучении веществ с заранее заданными характеристиками: зная структуру, можно проанализировать её биологические свойства, представить, как взаимодействуют между собой сложные молекулы.
– Будет ли участвовать в этой работе молодёжь?
– Да, безусловно, будем привлекать студентов – бакалавров, магистров, а также аспирантов и молодых специалистов. Мы делаем ставку на активную молодёжь – это наш кадровый резерв.
В настоящее время в ВМБШ действуют две исследовательские группы, в которые входят аспиранты и молодые научные сотрудники НОЦ биомедицинских технологий, студенты и аспиранты кафедры клинической психологии. Одна из групп как раз занимается разработкой хлеба-антистресса. Вторая сосредоточена на возможности предсказать и оценить последствия стресса.
Нам активно помогают молодые специалисты в области суперкомпьютинга. Планируется создать универсальный научный подход для оценки последствий стресса и сформировать программное обеспечение для профилактики воздействия широкого диапазона стрессоров. Результаты исследований будут активно включаться в научно-образовательный процесс. Так что перед нами стоят сложные, но интересные задачи, мы упорно работаем над их решением и уверены в достижении результата.