ГЛАВНЫЙ КОМПОНЕНТ
ДЛИТЕЛЬНОГО ЭФФЕКТА
В лаборатории функциональной нейрогеномики Института цитологии и генетики СО РАН занимаются проблемами, которые на популярном уровне можно было бы сформулировать так: как события, которые случаются с нами в детстве, влияют на наши последующие интеллектуальные возможности и здоровье.
Л. Юдина, «НВС»
Живой организм — «объект» очень непростой, чувствительный, и взаимоотношения между отдельными его «деталями» строятся на основе огромного количества связей. Сложнейшая из задач, над решением которой бьются коллективы исследователей — понять ключевые молекулярно-генетические механизмы формирования на основе наследственной программы, которая достается каждому от родителей, индивидуальных качеств физического и психического здоровья.
 |
| Д.б.н. Т. С. Калинина и чл.-корр. РАН Н. Н. Дыгало.
|
В этом году Татьяна Сергеевна Калинина, сотрудница лаборатории, доктор биологических наук, имеет полное право отметить скромную дату — четверть века (цифра 25 лет звучит гораздо приземлённее), как самоотверженно и плодотворно она работает в коллективе.
В данном временном отрезке её биографии события развивались согласно программе, достаточно обычной для научных сотрудников Академгородка. Впервые появилась в институте в 1985-м году, на третьем курсе ФЕН НГУ. В 1987-м, окончив университет, влилась в группу, руководимую Николаем Николаевичем Дыгало, тогда м.н.с., а сегодня — членом-корреспондентом РАН, заведующего лаборатории. По признанию коллег Татьяна Сергеевна способна выполнить любой необходимый объём исследований для получения интересного и важного научного результата.
Все годы, включая студенчество, она работает в одном ключе — изучает механизмы эффектов воздействий в самые ранние детские периоды развития на свойства взрослого организма. Ключом в этих механизмах, судя по результатам Т. С. Калининой и её отечественных и зарубежных коллег, являются синтезируемые нейронами головного мозга нейротрансмиттеры — химические посредники взаимодействия нейронов.
Много воды утекло с тех пор, как она впервые подключилась к исследованию роли и механизмов ранних воздействий. Поменялись подходы к ведению работ, усовершенствовались методы. Неизменными остались первоначальный интерес да научный руководитель Н. Н. Дыгало.
— Татьяна Сергеевна, мне показалось, что всё у вас как-то счастливо складывается. Довольно рано защитились: в тридцать — кандидатская, в сорок с небольшим — докторская.
— Тридцать для кандидатской — не так уж и рано. Диссертация — естественный квалификационный рубеж, который следует преодолеть и двигаться дальше, по сути — обычный рабочий процесс. Приятно, когда этому благоприятствует рабочая атмосфера.
— И с вами так случилось?
— Мне во многом просто повезло. Во-первых, работаю с самого начала в творческом коллективе. Идейные подходы, до сих пор не потерявшие своей актуальности, которые заложил доктор медицинских наук Евгений Владимирович Науменко, не могли не вдохновлять. И мой научный руководитель всегда являлся примером — не подавлял инициативу, а, напротив, содействовал.
— Что бы вы назвали «изюминкой» в проводимых вами исследованиях?
— Понимание механизмов воздействий в раннем онтогенезе, которые вносят существенный вклад в поведение и работу мозга взрослых потомков, оставляя явный и заметный след. Сейчас в ходу термин «перинатальное программирование». Наша лаборатория стояла у истоков этого направления. Первые данные, полученные в 80-х годах, до сих пор актуальны и достоверны.
— Публикаций на тему было много?
— В те времена не было возможности широко представлять свои данные в периодической зарубежной печати, но они нашли отражение в крупных зарубежных и отечественных монографиях.
— Научный мир заметно продвинулся в вопросах раннего развития организма?
— Исследователи подошли к пониманию многих глубинных процессов. В последнее время в научной литературе широко используется термин — «детское происхождение взрослых болезней». Подмечено и отмечено это давно, мы помним фразу: «Все мы родом из детства». Но это, так сказать, эмоционально-поэтический образ утверждения истины. А мы подтверждаем данное положение неопровержимыми фактами.
В детском периоде есть критические моменты развития, когда системы организма, в том числе и головной мозг, формируются с наибольшей скоростью и не всегда успевают адекватно реагировать на воздействия. Поэтому события оставляют длительный след и приводят к изменениям, стойко сохраняющимся на протяжении всей жизни организма.
— То есть уже на самых ранних стадиях можно предположить, какими мы вырастем?
— Разумеется! Все системы закладываются очень рано. И влияния — самого разного характера — сказываются уже тогда, когда организм находится в зачаточном состоянии.
— Вы имеете в виду стрессы?
— Они тоже играют не последнюю роль. Что такое стресс? Сигнал к тому, что произошли изменения во внешней среде и надо постараться выйти из ситуации с меньшими потерями.
Стресс, которым лаборатория много занимается, своего рода встряска организма, но при этом и нормальная адаптивная реакция. Если ещё в период вынашивания потомства, во время беременности, мать попадает под действие стресса, у неё повышается уровень стрессорных гормонов. Плод получает сигнал: «Тревога! Опасность!», и дитя после рождения будет наделено определенными свойствами, необходимыми ему для более легкой адаптации к неблагоприятным ситуациям. То есть в этом случае для лабораторных животных, на которых мы работаем, более адаптивным будет снижение стрессорной реактивности.
— Значит в данном случае это плюс?
— В противном случае у грызунов, не обладающих такими свойствами, возможны проблемы с размножением в условиях неволи, и они попросту не смогут оставить потомство. У людей такие механизмы, сформированные в далеком эволюционном прошлом, в настоящее время в связи с резким изменением условий существования нашего вида — Homo Sapiens, потеряли свое адаптивное значение, и, как правило, ведут к появлению патологии.
В подходе к проблеме много нюансов и поворотов, но все выходят на период раннего онтогенеза. Достаточно наглядно данное положение можно отследить по изменению гомеостаза глюкозы. Доказано, что неблагоприятные воздействия в раннем онтогенезе (и у животных, и у человека) могут привести к диабету. В чем причина? Гормоны стресса дают мощный выброс инсулина у плода. Вот вам пример из жизни. Когда будущая мама в период беременности строго следит за своим весом, боится набрать лишние килограммы, плод опять же получает сигнал: «Дефицит пищевых ресурсов!» У него формируется соответствующий уровень обмена, и он готовится жить в условиях дефицита пищи — формируется так называемый экономный фенотип. Если в последующей жизни этого ребенка нет лимита тех самых пищевых ресурсов, а он запрограммирован именно на такое испытание — всё: срыв, дисбаланс, гипергликемия. И, как следствие, во взрослом состоянии с высокой частотой возникает метаболический синдром: диабет второго типа, психоэмоциональные расстройства, коронарная болезнь сердца, инсульты.
Лаборатория занимается изучением изменения нейромедиаторных систем под воздействием стресса и регулируемых ими форм поведения. Норадренергическая система головного мозга в совокупности с серотониновой являются тонусными медиаторными системами и участвуют практически во всех формах поведения. И нами было показано, что неблагоприятные воздействия в период вынашивания плода, практически в период закладки медиаторных систем в онтогенезе, вызывают долговременные изменения в их функционировании. Соответственно, регулируемые ими функции тоже модифицируются.
— Простите, но мне кажется, речь шла о том, что трудности, перенесённые в раннем онтогенезе, только закаляют характер?
— Понимаете, всё зависит от условий, в которых будет жить потомок. Воздействие идет через мать на плод, формируя у него определенный тип функционирования физиологических систем и мозга. Процесс длительный и тончайший, ведь в головном мозге
100 млрд клеток!
— И все включены в работу, в происходящие процессы?
— Система сложная. Клеток заложено значительно больше, чем требуется. Мудрая природа позаботилась о том, чтобы был резерв, выбор материала для налаживания принципиально важных связей между нейронами, создание беспроигрышных вариантов. А половина нейронов попросту гибнет в результате запуска программируемой гибели клеток — апоптоза, в котором участвует целый каскад белков.
— А если он уничтожит слишком много нейронов?
— Этого не позволят сделать антиапоптозные белки, защищающие нейроны от гибели.
— А если, скажем, норма не будет выполнена, и клетки не погибнут в нужном количестве?
— Такого быть в норме не должно. В каждом случае, если в программе случится отклонение, она будет усилена или ослаблена, т.е. если клеток погибнет больше или меньше, то возможна патология. Баланс противоположных влияний и определяет судьбу клетки, а с нею и психоэмоциональные последствия стресса.
Удалось, например, выяснить, что стрессы во время беременности влияют как на программу смерти клеток, так и на специфические процессы формирования медиаторных систем. А равновесие между стимулирующим и негативным моментами определяется, собственно, наследственными особенностями организма, попавшего под стресс.
— Вы учитываете вклад наследственности в эффекты стресса?
— По возможности. И вот ещё что. Мы много говорим про стресс как внешний средовой фактор. Но стресс — это реакция организма — выброс гормонов. Гормоны стресса сегодня активно используются в медицинской практике при разных заболеваниях — аутоиммунных, артритах и артрозах. Помимо этого, их введение практически обязательно при угрозе преждевременных родов для запуска дыхания у новорожденных, а перед родами плод к действию гормонов наиболее восприимчив. Но помимо очевидной пользы эти гормоны запускают и все те неблагоприятные для развития мозга процессы, о которых мы говорили. Поэтому использование гормонов в каждом конкретном случае должно быть хорошо обосновано.
Следует отметить, что наряду с терапевтическим гормональным воздействием, контролируемым врачом, и естественные события в жизни новорожденного могут приводить к повышению уровня этих гормонов в его крови. Даже такой относительно слабый фактор как недостаточно заботливый уход матери за своим ребенком, отсутствие должного внимания способно проявиться в дальнейшей жизни и отразиться на его поведении и работе мозга.
— Иными словами, всё больше набирается данных, подтверждающих, что ранний онтогенез — серьёзнейшая штука?
— Как же может быть иначе, если в этот период образуются функциональные связи между нейронами. И знаете, что матерям очень важно делать? Стимулировать занятиями, развивающими играми, общением и воспитанием процесс правильного формирования мозга.
Всё это — круг моих интересов. Моих и, конечно, всего нашего коллектива. Нас не так много, со всеми студентами и аспирантами человек 12 наберётся.
— Есть ли работа лаборатории, которую особенно оценили коллеги?
— Я о ней упоминала. Работа мозга и поведение во взрослом состоянии определяются экспрессией определенных генов в раннем онтогенезе, которая зависит от условий развития организма. Теперь каждый школьник знает, что у человека 25–27 тыс. генов. Мы сосредоточили свой интерес на определенных из них, тех, которые влияют на медиаторные системы и систему апоптоза. В этой области и сосредоточены наши основные исследования.
...Как-то, беседуя с доктором биологических наук Н. Н. Дыгало, заведующим лабораторией, я спросила о планах на ближайшее будущее: «Работать, стремиться к получению оригинальных результатов, публиковаться, растить следующее поколение исследователей, способных успешно развивать нашу непростую, но очень интересную науку».
Фото В. Новикова
стр. 1, 2
| 
