Биохимию принято относить к естественным наукам. Вместе с тем это одна из основных дисциплин медицинского образования. Она формирует у врачей клиническое мышление и позволяет им лучше понимать механизмы развития болезней. А на глобальном уровне биохимия движет вперед медицинскую науку и практику. Неслучайно среди лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине так много биохимиков. Об этой удивительной науке и ученых, которые ее развивают в Беларуси, поговорили с заведующим кафедрой биохимии БГМУ, доктором мед. наук, профессором Анатолием Тагановичем.
Анатолий Дмитриевич, ваша кафедра была основана 100 лет назад, и сегодня здесь есть своя научная школа в области биохимии. Вы не только обучаете студентов такой непростой науке, но и занимаетесь серьезными исследованиями. Как небольшому коллективу удается успешно совмещать эти две миссии?
Действительно, наши преподаватели читают лекции, проводят практические занятия и при этом находят время, чтобы заниматься наукой. Это важная часть профессии — то, что позволяет нам быть в курсе последних достижений биохимии и на их основе искать собственные решения медицинских проблем. Конечно, наука требует большой самоотдачи, а временами — подвижничества, ведь учебная нагрузка немалая. Но результаты всегда вдохновляют.
Мы стараемся донести студентам, что биологическая химия позволяет понять молекулярные события, которые обеспечивают жизнедеятельность здорового человека, и объясняем, как их нарушение приводит к развитию заболеваний.
Наша главная цель — встроить биохимические знания в структуру мировоззрения будущего врача. Это поможет ему выбирать оптимальные методы диагностики, лечения и профилактики, а также контролировать эффективность этих мероприятий.
Биохимический анализ крови — один из самых рутинных методов диагностики, но, очевидно, не такой простой, как видится со стороны. Что знающий врач может прочесть в этих процентах, граммах, молях, которые вышли за границы референтных значений?
Любая болезнь имеет в своей основе нарушение метаболизма — и оно может быть как следствием, так и причиной патологии. Я могу привести лишь несколько примеров, чтобы вы увидели, как обменные процессы влияют на заболевания, и наоборот.
Так, есть целый ряд генетических заболеваний, причиной которых является дефект метаболизма веществ. В результате организм не может синтезировать или расщеплять продукты, необходимые ему для получения энергии и создания структурных компонентов клеток. Это приводит к локальным или, в большинстве случаев, системным повреждениям органов и тканей.
Или взять, к примеру, акушерство. У новорожденных детей, особенно у недоношенных, в первую неделю жизни развивается желтуха. Это физиологическое явление, когда фетальный гемоглобин, который был в крови плода, меняется на «взрослый» (в это время идет массивное разрушение молекул гемоглобина). Чаще всего достаточно контролировать концентрацию билирубина в крови, и через несколько дней желтуха пройдет сама. Но если концентрация билирубина превышает допустимый предел — нужно искать причину и лечить ребенка, потому что есть риск возникновения энцефалопатии. И в основе этих событий в организме тоже лежат биохимические реакции.
Казалось бы, хирургическая патология в меньшей степени зависит от биохимических процессов. Но это не так. Всегда есть связь с метаболизмом веществ. Врачи, когда лечат перитонит — опасное для жизни осложнение, всегда волнуются: отзовется пациент на лечение или нет. Ведь при септическом состоянии молекулы ведут себя по-другому, их химическое превращение меняется — и это во многом определяет, сможет ли организм отстроиться. Поэтому врачи постоянно мониторируют биохимические показатели и корректируют лечение.
А дальше у пациента наступает послеоперационный период. К нему приходят родственники, приносят витамины, сладости. При этом забывают, что на пути к выздоровлению, особенно после обширных хирургических операций, после тяжелых септических состояний, человеку нужно гораздо больше белка, чем он получал в норме. В итоге через 5–7 дней возникает синдром недостаточного питания: вдруг развивается жировое перерождение печени, появляются отеки...
Чтобы такого не случилось, организм должен получать адекватное количество белка — важного строительного материала для построения собственных аминокислот.
И все это биохимия, которая важна для хирургии, кардиологии, эндокринологии, неврологии и других областей медицины. А за процентами, граммами, молями в биохимическом анализе знающий врач всегда увидит человека. Это то, о чем мы не устаем говорить нашим студентам.
Анатолий Дмитриевич, ваша кафедра реализует несколько научных проектов. Какие интересные результаты уже получены?
Самый масштабный проект мы реализуем совместно с коллегами из РНПЦ онкологии и медицинской радиологии имени Н. Н. Александрова. Наша цель — обнаружить рак легкого на ранних стадиях, когда выживаемость пациентов высока, а также оценить риск рецидива и эффективность лечения.
Для этого используем специальные биомаркеры, которые появляются и обнаруживаются в кровотоке на ранней стадии опухолевого процесса. Индивидуально каждый из них не столь информативен. Но в комбинации этих биомаркеров, используя специальные математические расчеты, мы можем определить наличие и характер рака легкого, а также прогнозировать его течение и исход.
Диагностическая и прогностическая модели уже утверждены Министерством здравоохранения в качестве инструкций по применению. Сейчас мы исследуем возможность использования биомаркеров для оценки эффективности лечения и вероятности развития рецидивов после удаления опухоли, химио- и радиолучевой терапии. Предварительные результаты показывают, что если есть склонность к рецидиву, то биомаркеры реагируют. Это значит, в организме где-то остались раковые клетки и нужно дополнительно обследовать пациента. В рамках задания ГПНИ у нас еще есть полтора года, чтобы разработать мониторинговую модель.
Комбинации биомаркеров, алгоритмы расчетов, формулы — это тоже разработки вашей кафедры?
Да, все наше. Мы изучаем десятки параметров крови, но в ходе исследования их круг сужается. Существуют методы, которые позволяют нам отсеивать то, что менее информативно. В конце остается, например, четыре параметра, и на их основе мы строим уравнение, которое дает нам искомый результат.
Мы представляем свои разработки в белорусских и зарубежных рейтинговых журналах (по этой тематике выходит 10–12 статей в год). Сейчас готовим публикации для английского и канадского изданий.
Кафедра биохимии известна в научном сообществе во многом благодаря публикационной активности. Например, коллеги из Китая и России узнали о нашей работе из статей в международных журналах и сами связались с нами с предложением сотрудничать.
Получилось выйти на совместные проекты?
Да, с российскими коллегами будем исследовать аллергический ринит и резистентность к глюкокортикостероидам; с китайскими — фиброз легких, ассоциированный с загрязнением атмосферного воздуха. Но здесь мы только в начале пути, сейчас идет закупка реагентов.
Я знаю, на кафедре ведутся исследования на стыке биохимии и фармакологии. Пожалуйста, расскажите подробнее.
Конечно, эти две науки тесно связаны между собой. Здесь нас ждет еще много интересных открытий.
Доцент нашей кафедры Алексей Кадушкин, который недавно прошел предварительную экспертизу докторской диссертации, исследует хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Это тяжелое заболевание, которым, к сожалению, страдают миллионы людей во всем мире. Ограничивается прохождение воздушного потока в дыхательных путях, постепенно теряется функция насыщения организма кислородом, и пациенты в далеко зашедшей стадии фактически привязаны к источникам кислорода в стационарах.
В ходе исследования изучалась проблема стероидной резистентности. Дело в том, что пациентам с ХОБЛ, если у них частые обострения и они протекают тяжело, дают глюкокортикоиды. Эти гормоны позволяют снять воспаление, когда другие средства мало помогают, однако у значительной части пациентов теряется чувствительность к этим препаратам.
Пытаясь найти решение, мы изучали антидепрессант нортриптилин. И выяснилось: он позволяет снять стресс, вызванный активными формами кислорода, и восстановить (или хотя бы повысить) чувствительность пациентов к глюкокортикоидам. Вот такая связь биохимии с фармакологией.
Какие новые задачи подбросила ученым-биохимикам пандемия коронавируса?
Одна из таких задач — борьба с цитокиновым штормом. Это опасное состояние, при котором иммунная система вырабатывает чрезмерное количество воспалительных медиаторов — цитокинов, и они атакуют собственные клетки и ткани организма. Все это приводит к тяжелому повреждению легких и других органов, а также к развитию сепсиса и органной недостаточности. С чрезмерно высокой концентрацией цитокинов часто связан плохой исход.
Ассистент нашей кафедры Татьяна Рябцева выполняла исследование в отделении гемосорбции МНПЦ хирургии, трансплантологии и гематологии. В результате она теоретически обосновала новый метод лечения цитокинового шторма с помощью гемосорбции. Это процедура, при которой кровь пациента проходит через специальный сорбент, и олигопептиды, присоединенные к частицам этого сорбента, избирательно связывают провоспалительные цитокины.
Автор разработки защитила кандидатскую диссертацию, и ее результатами уже заинтересовались производители сорбентов. Сейчас проверяются безопасность и эффективность полученного метода для лечения пациентов с цитокиновым штормом.
Сахар, табак, алкоголь, пальмовое масло... Вокруг так много всего нездорового. Но если человек будет вести здоровый образ жизни, насколько долгой она может быть?
Перед нами прекрасный пример: английская королева. А это здоровый активный образ жизни, хорошее питание, диспансеризация. Полагаю, нормальная планка для современного человека — 100 лет, больше — это уже казуистика.
Конечно, абсолютное большинство людей сейчас живут гораздо меньше. Но если углубиться в историю, то в средние века в 35 лет человек уже считался стариком и был счастлив, что дожил. Я думаю, многие из нас, особенно кто постарше, оглянувшись на свою жизнь, поймут, что тогда они бы и до этого возраста не дожили. Без медицинской помощи умерли бы от инфекции, аппендицита или другой сегодня не тяжелой, а когда-то неизлечимой болезни. Все-таки медицина — грандиозная сфера, которая служит сохранению здоровья и увеличивает продолжительность жизни. Но и человек сам по себе — тоже большое дело. Нужно заботиться о своем здоровье, потому что ЗОЖ реально продляет жизнь — и этому есть конкретное биохимическое обоснование.
Анатолий Дмитриевич, расскажите о вашем новом учебнике по биохимии для будущих врачей. Что в нем инновационного?
Действительно, мы подготовили учебник по биохимии для студентов лечебного и педиатрического факультетов. Думаю, он скоро увидит свет. Этот учебник выгодно отличается от предыдущих, потому что мы учли мировой опыт и, помимо теоретического материала, включили в него множество случаев из медицинской практики. Они демонстрируют применение биохимии в диагностике, лечении и профилактике различных заболеваний. А это всегда интересно и полезно для будущих врачей. Надеемся, что такой подход поможет им лучше понять и запомнить биохимические закономерности и механизмы.
Анатолий Таганович:
Радует, что кафедре 100 лет — и мы не только сохраняем, но и приумножаем ее лучшие традиции. Сотрудники активно работают, отдавая все силы педагогическому процессу, науке. Как заведующий кафедрой могу сказать Feci quod potui (сделал все, что мог). И все сотрудники кафедры биохимии придерживаются этого жизненного принципа.