Ольга Малова узнала, как выглядит стресс под микроскопом

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. (Для борьбы с этим злом нам и советуют пить антиоксиданты, в частности зеленый чай.)

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%

Источник: ВЦИОМ

Ольга Малова