Scienty

Фото: img.freepik.com

Традиционно для оценки восприимчивости организма к кислородному голоданию применяют экстремальные тесты в барокамере. Обычно в таких исследованиях используется значительная гипоксическая нагрузка, что может вызывать повреждения внутренних органов, включая головной мозг. Альтернативный подход заключается в проведении анализа крови. Метод оценки устойчивости к гипобарической гипоксии у лабораторных животных уже запатентован, и в будущем исследователи планируют адаптировать его для применения к людям.

Мария Валерьевна Кириллова, научный сотрудник лаборатории иммуноморфологии воспаления НИИ морфологии человека им. акад. А.П. Авцына РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского, рассказала об актуальности данного метода для персонализированной и космической медицины:

Что такое гипобарическая гипоксия?

Это ситуация, при которой организм испытывает дефицит кислорода из-за недостаточного давления и разреженного воздуха. Например, она может возникать у альпинистов во время подъема в горы, приводя к развитию острой горной болезни. Мы уже знаем, что существуют организмы, которые лучше справляются с этим состоянием, то есть обладают устойчивостью к гипобарической гипоксии, а другие – менее устойчивы.

Зачем эта информация врачам?

Установлено, что у организмов, характеризующихся слабой устойчивостью к недостатку кислорода, воспалительные реакции протекают более интенсивно, а скорость роста опухолей выше. Эта взаимосвязь обусловлена молекулярными механизмами. Фактор, активируемый гипоксией, HIF-1α, который обеспечивает клеточную реакцию на дефицит кислорода, взаимодействует с NF-kB, регулирующим ответ на воспаление. Оба фактора также вовлечены в онкогенез. Следовательно, организмы с низкой устойчивостью к гипоксии находятся в группе повышенного риска и нуждаются в более пристальном наблюдении. Это имеет значение, в частности, для предсказания возможных осложнений после хирургических вмешательств и для профилактики онкологических заболеваний.

При чем здесь космос?

Работа в космической отрасли – это область, предъявляющая повышенные требования к профессионалам, поэтому отбор кандидатов осуществляется с особой тщательностью. Будущих космонавтов обязательно подвергают проверке на выносливость организма в условиях дефицита кислорода. Для этого создают условия, имитирующие высоту около 6500 метров над уровнем моря. Данная процедура может оказывать негативное воздействие на организм. Наиболее восприимчивым к кислородному голоданию является головной мозг, поскольку он один из наиболее чувствительных органов человека. Для животных моделируются ещё более жесткие, а следовательно, и более травматичные условия, соответствующие высоте 11500 метров. Наш подход не предполагает использования гипоксии, вызывающей сублетальные повреждения, и заключается исключительно в заборе крови, что совершенно безопасно для животных.

В чем суть нового метода?

Специалисты нашей исследовательской группы создали методику оценки устойчивости лабораторных животных к гипобарической гипоксии, основанную на анализе уровня экспрессии генов, исключающую необходимость проведения экспериментов в барокамере Hif1a, Epas1 и Hif3a. Указанные гены отвечают за синтез транскрипционных факторов семейства HIF, контролирующих реакцию клеток на дефицит кислорода. Собранные данные позволят выявить маркеры, указывающие на восприимчивость к гипоксии у пациентов.

Каким образом результаты данного исследования могут принести пользу широкой аудитории?

Для разработки новых методов оценки способности организма противостоять недостатку кислорода не потребуется создание условий гипоксии. Эти методы смогут использоваться не только при отборе кандидатов для профессий, связанных с экстремальными условиями, но и при работе с пациентами, например, перед хирургическими вмешательствами. Это позволит сделать профилактику онкологических заболеваний и послеоперационных осложнений более индивидуальной, что имеет большое значение для клинической практики.

Разработка проекта осуществлена сотрудниками лаборатории иммуноморфологии воспаления НИИ морфологии человека имени акад. А.П. Авцына Российского научного центра хирургии имени акад. Б.В. Петровского, а именно: Кирилловой М.В., Джалиловой Д.Ш., Маяку М.А., Цветкову И.С. и Макаровой О.В. Работа проводилась в рамках гранта Российского научного фонда (проект №25-25-00061). Патент на изобретение был зарегистрирован в ноябре 2025 года.

Сообщение поступило из пресс-службы Российского научно-исследовательского центра хирургии имени академика Б.В. Петровского