Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України – одна з найстаріших і найкращих українських наукових установ, яка давно зажила собі слави на міжнародному рівні. Мало хто знає, що особлива вона ще й тим, що на третину складається з молодих учених. В ексклюзивному інтерв’ю пресслужбі НАН України голова Ради молодих учених Інституту фізіології імені О.О. Богомольця НАН України, науковий співробітник відділу нервово-м’язової фізіології цього Інституту кандидат біологічних наук Біжан Шаропов розповів про діяльність Ради, про попередні результати останніх дослідницьких проєктів, у яких бере участь сам, і про те, яку роль Інститут відіграє для всієї української науки.
 Кандидат біологічних наук Біжан Шаропов (фото надано Біжаном Шароповим) |
Про наукову діяльність:
«Наш Інститут займається широким спектром проблем як фундаментальної, так і клінічної фізіології, для чого у ньому існує декілька відділів і лабораторій, які покривають своїми дослідженнями всі основні системи організму, причому на різних рівнях – від молекулярного до поведінкового. Все не перелічити, але про актуальність і перспективність цих досліджень ви можете судити хоча б із тих прикладів, до яких я маю безпосередній стосунок. Наприклад, у нашому відділі нервово-м’язової фізіології ми зараз розвиваємо новаторський проєкт, який дозволить більш прицільно і з меншим рівнем побічних дій доправляти біологічно активні сполуки (ті ж ліки) у потрібне місце організму. Ідея належить завідувачеві нашого відділу члену-кореспонденту НАН України Ярославу Михайловичу Шубі. Як відомо, системна фармакотерапія, намагаючись подіяти на якісь конкретні типи клітин або органи, одночасно може спричиняти небажані побічні ефекти. Ярослав Михайлович запропонував підхід (і отримав на нього американський патент), який дозволить застосовувати фармакологічний препарат локально, у тому місці і у той час, де і коли це потрібно. Принцип такий: ми вводимо фармпрепарат системно, але не в активній формі, а в інертній – завдяки його інкапсуляції у захисну оболонку, яка не дає йому працювати, допоки він циркулює системою кровообігу. Важливо, що ця оболонка може руйнуватися під дією рентгенівського випромінювання, яке, як відомо, здатне проникати глибоко всередину тіла. Під впливом вузького пучка рентгенівського випромінювання препарат вивільнюється із захисної оболонки і діє локально – строго в тій області, до якої буде прикладено рентгенівський промінь. Звичайно, створення такої системи доставки становить комплексну проблему, яка потребує залучення, крім фізіологів, також фізиків, хіміків, матеріалознавців. Але ми рухаємось у цьому напрямі. Поки що тривають суто наукові дослідження, але ми щиро віримо, що у перспективі отримані результати знайдуть своє застосування у клінічній практиці.
Велика увага у нашому відділі приділяється дослідженню білкових молекул – сенсорів фізико-хімічних впливів, зокрема таких, як температура і механічне напруження. Ці молекулярні сенсори знаходяться у мембрані багатьох типів клітин, хоча відкриті вони були зовсім недавно. Їхнє значення полягає у здатності сприймати зміни зовнішньої температури або механічного напруження (у вигляді тиску, дотику, деформації) і перетворювати їх у електрохімічну форму, придатну для подальшої обробки різними клітинами і системами нашого організму. Саме завдяки їх роботі ми відчуваємо холодне, пекуче, гостре, тупе тощо. Ми досліджуємо ці сенсори за двома напрямами: їхню роль у регуляції механочутливості сечового міхура (всім на власному досвіді відомо, наскільки сечовий міхур чутливий до розтягнення) і температурну регуляцію скротума – шкірної сумки, в якій розміщені чоловічі статеві залози – сім’яники. Перший напрям прямо стосується такої дуже неприємної клінічної проблеми, як нетримання сечі, що є частим ускладненням багатьох хронічних захворювань людини, включно з таким розповсюдженим, як діабет 2-го типу. Визнанням важливості цієї проблеми є те, що на дослідження змін у молекулярних механізмах механочутливості сечового міхура при діабеті 2-го типу наш відділ отримав грант від Національного фонду досліджень України (НФДУ). Другий напрям – температурна регуляція скротума – безпосередньо стосується проблеми збереження чоловічого репродуктивного здоров’я. Як відомо, сперматогенез у сім’яниках найефективніше проходить при сталій температурі, яка на 2-3° С нижча за температуру тіла. Саме скротум, який здатен зморщуватися при пониженні зовнішньої температури і розтягуватися при її підвищенні, тим самим наближаючи або віддаляючи сім’яники (тестикули) до/від тіла, значною мірою забезпечує потрібну сталість температури. Порушення такої терморегуляції може бути одним із чинників погіршення сперматогенезу (утворення чоловічих статевих клітин) і втрати фертильності у чоловіків. Ми встановили, що частково роль молекулярного сенсора охолодження у скротумі виконує білок TRPM8 (слід зауважити, що дуже багато білків у сучасній біології мають назву-абревіатуру), присутній у м’язах, що оточують сім’яники. Під впливом низьких температур та дії ментолу, який, як відомо, є хімічним аналогом охолодження, TRPM8 заставляє ці м’язи скорочуватись, тоді як нагрівання приводить до їх розслаблення. Ми також показали, що кількість наявного білка TRPM8 залежить від чоловічих гормонів (андрогенів): у щурів, до яких застосовувалася фармакологічна блокада андрогенових рецепторів (фактично, хімічна кастрація), кількість цього білка зменшується, а викликане холодом скорочення м’язу істотно послаблюється. Ми припускаємо, що зниження рівня андрогенів у чоловіків похилого віку може давати такий же ефект, а отже, бути однією з причин затухання репродуктивної функції.
 Колектив відділу нервово-м'язової фізіології. Сидять: третій ліворуч – кандидат біологічних наук Біжан Шаропов, третій праворуч – член-кореспондент НАН України Ярослав Шуба. Фото – з інтернет-сторінки відділу |
Не оминули ми своєю увагою і проблеми, пов’язані з COVID-19. Спільно з групою вчених під керівництвом провідного наукового співробітника відділу загальної та молекулярної патофізіології нашого Інституту доктора біологічних наук, професора Руслана Струтинського ми досліджуємо внутрішні (ендогенні) механізми, які можуть брати участь у захисній реакції проти інфекції. До речі, цей проєкт теж підтримується грантом від НФДУ. Про що йдеться? Пацієнти з коронавірусною інфекцією часто гинуть не так безпосередньо від асфіксії, тобто задухи, як від вторинних наслідків захворювання – наприклад, відмови серця, нирок, печінки внаслідок хронічного падіння рівня оксигенації (насиченості крові киснем). Ми намагаємося з’ясувати, чи можна послабити ці негативні наслідки – передусім зменшити ризик розвитку серцевої недостатності у хворих на COVID-19, додатково мобілізуючи внутрішні захисні механізми організму, передусім наявний у серці білок під назвою АТФ-чутливий калієвий канал, який виконує природню кардіопротекторну функцію. Уже наявні фармакологічні препарати дають змогу активувати цей білок і в такий спосіб поліпшити стан серця завдяки заощадженню ним енергії та зменшенню загибелі кардіоміцитів (клітин серцевого м’яза)».
Про наукову молодь:
«Молодих учених в Інституті фізіології – майже третина від усіх співробітників, тобто близько 100 осіб, що є надзвичайно високим показником в українській академічній науці, – завдяки тому, що наш Інститут постійно веде популяризаційну роботу серед посполитого люду та викладацьку діяльність в університетах. Колеги агітують студентів приходити до наших лабораторій і виконувати тут дипломні роботи, а потім і вступати до аспірантури. Наприклад, юні біологи, які навчаються у моїй рідній Могилянці [Національному університеті «Києво-Могилянська академія»] або КНУ [Київському національному університеті імені Тараса Шевченка], добре знають, що є такий чудовий інститут, і багато з них, урешті-решт, зостаються у нас. На жаль, чимало наукових установ вимирають через катастрофічний брак молодих кадрів, але в Інституті фізіології активний рух не припиняється.
Рада молодих учених є органом самоврядування наукової молоді. Звісно, ми не маємо великих повноважень і власного фінансового ресурсу, але намагаємося виявляти активність, опікуємося справами, які можна зробити волонтерськими силами. Наприклад, із нашої ініціативи та за нашої участі відбуваються вже доволі відомі науково-популярні заходи – такі, як Тиждень мозку в Україні, Дні науки або Наукові пікніки. Рада виконує ще одну дуже важливу функцію, а саме – бере участь у розподілі фінансування (стипендій, премій, грантів), яке додатково надається молодим ученим – на дослідження або просто як надбавка до зарплатні. Щоб зробити цей процес прозорим і об’єктивним, ми розробили «human-free» формулу (бо вона виключає вплив людського чинника), яка дає змогу оцінити, хто з молодих учених опублікував більше статей у фахових рецензованих виданнях і взяв участь у престижних наукових конференціях. Саме цю формулу віднедавна застосовує Вчена рада нашого Інституту. До того ж, ми час від часу займаємося громадською діяльністю, зокрема беремо участь у щорічному Марші за науку.
Цьогоріч мають відбутися вибори директора нашого Інституту. Претенденти на цю посаду вже почали представляти свої візії майбутнього установи і залучають до дискусій Вчену раду, відділи та Раду молодих учених. Раніше кандидати виступали зі своїми виборчими програмами тільки на засіданні Вченої ради, куди, звісно, міг прийти будь-хто зі співробітників, але це була разова акція. Широке, відкрите, активне обговорення подобається мені значно більше. Це дуже здорова практика».
Про незамінність Інституту фізіології:
«Подібних до Інституту фізіології установ у нашій країні немає. У нас узагалі наука невелика, і кожен інститут є унікальним. Наприклад, закриття нашого Інституту означало би втрату всієї української фізіології. Те саме стосується й Інституту молекулярної біології і генетики, й Інституту зоології, і інших. Інститут фізіології – це, сказати б, структуротвірний елемент, на якому все тримається. Чіпати його не можна, бо його просто нічим замінити».
За інформацією Пресслужби НАН України