Рачок в шоке

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

Если отловить стресс на самых ранних этапах, его, вероятно, удастся предотвращать. Именно этот тонкий момент начала стресса и удалось "поймать", изучая рачков-амфиподов

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.

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.

Опрос

Расслабьтесь!

Стресс — неизбежный спутник жизни во время кризиса. Вот как наши соотечественники пытаются от него избавляться

Телевизор - 46%

Музыка - 43%

Алкоголь - 19%

Еда - 16%

Медикаменты - 15%

Спорт - 12%

Секс - 9%

Йога, медитация - 2%

Ольга Малова