Нана Войтенко, доктор біологічних наук: “Генетичне блокування рецептора – це фармакологія майбутнього!”

 

Сьогодні відомо біля 1000 захворювань мозку, які зачепили приблизно 1 мільярд людей. Не всі вони смертельні, але дуже впливають на якість життя. Для того, щоб зрозуміти звідкіля беруться ці розлади у нервовій системі, треба розібратися на молекулярному рівні, як працює наш мозок у нормальному стані. Про це розповідає Нана Войтенко, доктор біологічних наук, професор, заступник директора Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, зав. лабораторії сенсорної сигналізації, під час лекції “Про що говорять нейрони” у креативному просторі “Часопис”. 

У західному світі найбільше грошей вкладається у вивчення та вирішення питань розладів мозку, як в науковому контексті, так і в медичному – лікарській практиці. В США, наприклад, як на державні кошти, так і на пожертвування людей, створюються цілі інститути вивчення мозку. В Україні досі до питань дослідження мозку ставляться не як до пріоритетної статті витрат. В нашому суспільстві до науки вцілому, і до нейронаук, зокрема, ставляться якщо не з погордою, то без належної пошани, нажаль.

Мозок керує всіма органами, реагує на зовнішні фактори (рецептори отримують сигнали), осмислює інформацію (побачили, з’їли, впіймали запах, почули), записує її в довгу пам’ять. Нервові клітини – нейрони – є основними функціональними одиницями нервової системи, яка включає головний та спинний мозок і периферійні ганглії. Існують різні типи нейронів. Сенсорні нейрони реагують на дотик, звук, світло та багато інших стимулів, які впливають на клітини органів чуття, які відтак надсилають сигнали до спинного та головного мозку. Мотонейрони одержують сигнали від головного мозку, спричиняють скорочення м’язів та впливають на роботу залоз. Нейрони кори головного мозку створюють образи, керують роботою інших відділів головного мозку та всього організму. Кожен нейрон має тіло (сому) та відростки (дендрити та аксон). Сигнали, зазвичай, приймають дендрити. Потім сигнали по аксонам передаються до інших клітин. Передання сигналів від клітини до клітини відбувається через синапси — спеціалізовані контакти між нейронами та іншими клітинами.

Всі люди народжуються з однаковою кількістю нейронів, які потенційно можуть створити до 100 трильйонів контактів. При народженні більшість цих зв’язків перебувають у неактивному стані.

Приблизно 90 % синапсів між нейронами можуть бути активовані лише до 20 років. Тому дуже важливо в дитинстві та підлітковому віці активувати нервові зв’язки: читати, запам’ятовувати, розв’язувати логічні задачі, вивчати мови, займатися спортом. Якщо цього не відбувається, то після 20 років людині доводиться прикладати більше зусиль, щоб отримувати нові знання, а, можливо, вона і не зможе їх отримати, бо втратила час, біологічно для цього сприятливий.

Існує міф, що в шкільному віці дітей перевантажують знаннями. Але пошук знань, вирішення задач, запам’ятовування є важливою, необхідною частиною життя дитини для її адаптації у соціальному світі, фундамент майбутньої професійної діяльності.

У наший шкільної системи, на думку Нани Войтенко, існує проблема з поданням матеріалу. Як наслідок, дітям нецікаво отримувати знання. Окремого питання болю можна вважати підручники з біології у школах. Підручники написані малозрозуміло, без яскравих прикладів, з ухилом в систематизацію, а не у фізіологію, як у розвинутих західних станах. «Наші підручники настільки нецікаві, шо навіть я вже на другій сторінці розумію, що я ненавиджу цю книгу, а що вже говорити про школярів”, – продовжує Нана Войтенко. Нажаль, все це не підвищує рівень зацікавленості наукою, навіть такою важливою для людства, як біологія, яка є наукою про життя.

Міфи у сфері здоров’я людини складаються у суспільстві надто часто: від нефахового перекручування інформації, маркетингових ходів і довірі неперевіреним джерелам.

Зокрема, панує міф вже на рівні звички: «людина на 80% складається з води». Це не зовсім вірно. Насправді – з електролітів, тобто води з розчиненими в ній зарядженими частинками. Саме тому дистильована вода небезпечна, бо в ній немає іонів, які потрібні нашому організму.

Кожна клітинка має захисний кордон – мембрану. Вона побудована так, щоб усіляко вберегти кордони нейрона. Вона непроникна до іонів, глюкози, більшості хімічних сполук, але легко відкриває шлях етанолу, газам. Але в мембрану вбудовані білки – канали, які за певних умов допомагають іонам, глюкозі, деяким речовинам пройти крізь мембрану. Мембрана клітини працює за законами Ома (твердження про пропорційність сили опору в провіднику прикладеній напрузі). Коли потенціал напруги мембрани “-70” мілівольт («потенціал спокою»), нічого не пройде. Але, як тільки розпочинається ріст мембранного потенціалу (деполярізація), канали відкриваються: натрій і кальцій потрапляють всередину, а калій навпаки – витікає з клітини.

Кальцій – наймалочисленіший іон у клітині. Його концентрація у внутрішньоклітинному середовищі лише 100 наномолей на літр (10-8 степені молей на літр), Але він є головним іоном організму. Підвищення – зменшення концентрації кальцію керують усіма функціями організму.

При забарвленні клітини кальцій-чутливими зондами можна спостерігати як швидко змінюється концентрація кальцію в клітині. Наприклад, при потраплянні сперматозоїда в яйцеклітину миттєво підіймається концентрація кальцію, яка керує діленням клітини – початком нового життя. Процеси регулювання усіма фізіологічними функціями клітини кальцієм відбуваються від народження до смерті усілякої клітини.

Кальцій також залучений до процесів виникнення хронічного болю. Найстрашніше, що сьогодні цей довготривалий біль, на який страждає більшість літніх людей, не можна втамувати ліками.  Лише до 30% хворих, які відчувають щоденну біль, мають знеболюючі препарати, які не вважаються наркотиками.

В лабораторії Нани Войтенко у співпраці з американськими колегами було встановлено, що хронічний біль виникає завдяки входу іонів кальцію до клітини через глутаматні рецептори – AMPA.

Українським вченим вдалося заблокувати цей процес на генетичному рівні. В клітині за допомогою штучної молекули ДНК заблокували виробництво білка, який керує кальцієвою провідністю AMPA рецептора.

Сьогодні в медичній практиці при прийомі знеболювального препарату рецептор блокується у всьому організмі, таким чином блокуються інші життєво необхідні процеси і, як слідство, виникають побічні ефекти. Але в даному випадку функція рецептора не блокується, зменшується лише його кальцієва провідність.

Попри те, що дослідження проводяться, це ще тільки початок, до справжнього знеболюючого без побічних ефектів ще далеко – треба вкладати багато грошей та часу. Це фармакологія майбутнього – блокування рецептора на генетичному рівні – локально та без побічних ефектів.

Для мене, як журналіста, висновок з цієї лекції очевидний: кожен громадянин має право знати про останні досягнення науки, не тільки в Україні, але й у всьому світі. Ми повинні слідкувати за дослідженнями мозку і активно промотувати розвиток науки в цій царині в нашій країні. Шукати знання про власний організм дорослій людині стає простіше, а дітям досі доводиться зіштовхуватися з “нудною біологією”. Коли це зміниться, сьогодні ще невідомо.

Наступна лекція – “Пам’ять: нейрофізіологічні, генетичні та епігенетичні аспекти”. Лектор: Віктор Досенко, український патофізіолог, генетик, завідувач відділу загальної та молекулярної патофізіології Інституту фізіології імені О. О. Богомольця НАН України, професор.
Відбудеться в креативному просторі “Часопис” 30 листопада о 19.00.
Вартість вхідного квитка: 120 грн (умови Простору включені)
Для студентів – 80 грн, необхідна попередня реєстрація (вкажіть тип оплати “готівкою” та придбайте квиток на місці після пред’явлення студентського).
Попередня реєстрація обов’язкова, кількість місць обмежена.
Зареєструватись або придбати квиток: https://goo.gl/bvctiR

Підготувала матеріал Ірина Новоставська
Щира подяка за наукове коригування матеріалу Нані Войтенкоhttp://schastya.info/