Человек — существо коллективное. Однако помимо общества людей каждый индивидуум живет в содружестве с огромным количеством микроорганизмов, которое называется «микробиом». О том, как поддерживать баланс в этом содружестве и какие исследования ведутся в этой области, рассказал в интервью «Ъ-Науке» директор Института фундаментальной медицины и биологии, заведующий кафедрой морфологии и общей патологии, проректор по биомедицинскому направлению Казанского федерального университета (КФУ), член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан, эксперт РАН Андрей Киясов.
Андрей Киясов
Фото: Из личного архива Андрея Киясова
Андрей Киясов
Фото: Из личного архива Андрея Киясова
Университет, институт, кафедра
— Давайте начнем с того, чем занимается ваша кафедра.
— Наша кафедра морфологии и общей патологии очень большая: по объему она сравнима с пятью кафедрами других вузов. Мы активно ведем не только образовательную, но и научную деятельность. Научные работники занимаются преподаванием, а многие студенты уже серьезно вовлечены в работу в лабораториях.
КФУ — участник программы государственной поддержки вузов «Приоритет-2030», в рамках которой мы разрабатываем стратегический проект «Геномные и постгеномные технологии здоровьесбережения и повышение биологической грамотности для устойчивого развития общества». Я тоже внес свой вклад в поднятие уровня биологической грамотности населения. В начале года вышла в свет моя книга «Homo sapiens под микроскопом». Это научно-популярное учебное пособие, рассказывающее, как работают и развиваются сложные системы наших органов, из каких клеток они состоят, какую роль играет каждый конкретный тип клеток в функционировании организма. Книгу можно прочесть в электронной библиотеке «Литрес».
Кроме того, на базе нашей кафедры создана научно-образовательная лаборатория «Молодежный инкубатор и регенератор», в которой практически все аспиранты и сотрудники кафедры занимаются проблемами регенерации.
Многие люди наслышаны о необычных способностях пресмыкающихся и земноводных к регенерации: например, отращивание хвоста у ящериц, конечностей — у аксолотлей. С регенерацией у млекопитающих и моделями для ее изучения у высших позвоночных все было намного сложнее. Недавно ученые обнаружили удивительные способности к регенерации у африканских иглистых мышей (акомисов), и мы активно их изучаем. Таким образом, в научном отношении кафедра морфологии и общей патологии занимается изучением стволовых клеток и механизмов регенерации органов.
— Расскажите, пожалуйста, какие еще научные разработки ведутся в Институте фундаментальной медицины и биологии?
— Нашему институту уже 10 лет. За это время мы создали мощнейшую инфраструктуру в области биомедицины, возможно, одну из лучших на территории Российской Федерации.
Наше основное стратегическое направление имеет название «Трансляционная 7П медицина» — медицина персонализированная, прогностическая, профилактическая и партисипативная. Сюда также входит подготовка новых специалистов, междисциплинарные исследования, телемедицина и разработка так называемых прикроватных девайсов.
В институте выделено несколько направлений исследований. Первое включает в себя разработку новых продуктов для анализа и коррекции генома человека. Но наше существование и здоровая жизнь не ограничиваются нашим геномом, то есть той наследственностью, которую мы получили от родителей. Огромные содружества микроорганизмов, таких как бактерии, археи, грибы, протисты и вирусы, обитают в нашем кишечнике и на поверхности кожи. Наш геном связан с этим микробиомом, Кроме того, не только микроорганизмы, но и внешняя среда — экспосом, с которой контактирует человек, влияет на работу наших генов. Поэтому второй блок наших исследований — новые продукты и технологии экспосома, сохраняющие здоровье человека,— пищевые добавки, полезные микроорганизмы и все, что с этим связано.
Приведу несколько цифр, характеризующих масштаб нашей деятельности. В этом году только на первый курс набралось 750 человек иностранцев из дальнего зарубежья. А общее количество обучающихся в нашем институте — более 4100. По государственной программе «Приоритет-2030» мы получаем серьезную финансовую поддержку, однако в два-три раза больше институт зарабатывает сам. Так, за прошлый год только на научные исследования институт получил около 521 млн руб. Кроме того, мы имеем два мегагранта, грант на развитие генетических технологий, 47 грантов Российского научного фонда и семь грантов президента РФ.
— Вы упомянули иностранных студентов. Как сейчас обстоят дела с международным сотрудничеством в учебной и научной сфере, повлияла ли текущая политическая ситуация на оснащенность вашего института необходимым оборудованием для исследований?
— Серьезных перемен мы пока не ощутили. Да, действительно, из ряда зарубежных научных организаций мы получили письма о приостановке активного сотрудничества, однако никто из них не был намерен разрывать отношения. Более того, ведущие международные ученые продолжают совместную работу вместе с сотрудниками наших лабораторий в рамках упомянутых ранее мегагрантов. Что касается оборудования, то в прошлом году крупных закупок не было: за 10 лет существования института мы так хорошо оснастились, что сейчас у нас есть практически все необходимое. Лабораторные реагенты продолжают поступать из Сингапура и Китая, разве что немного увеличилось время поставки. Однако серьезных проблем в поставках мы не заметили.
«Мы — это не только мы»
— Чем исследования микробиома могут помочь в профилактике и лечении хронических инфекционных заболеваний?
— Исследования микробиома — отдельное направление в рамках нашего стратегического проекта. Мы — это не только мы, но и микробиологический мир, находящийся внутри и вокруг нас. Поэтому исследования микробиома являются отдельным важным направлением в рамках нашего стратегического проекта.
Как внутри нас, так и на поверхности нашей кожи живет огромное количество микроорганизмов: симбионтов, паразитов, комменсалов (тех, что извлекают какую-то пользу, но не приносят вреда). Три килограмма микробов, которые находятся внутри нас, безусловно, оказывают влияние на физиологию, жизнь и здоровье человека. Уже доказано, что многие заболевания, в том числе связанные с желудочно-кишечным трактом, например, алкогольный гепатит, неалкогольный стеатогепатит, жировая болезнь печени — все они развиваются, когда меняется состав микробов в нашем кишечнике. Должен быть правильный баланс, поскольку любое отклонение в сторону от баланса является трагедией для нормального функционирования нашего организма.
— Ранее вы в одном из интервью говорили, что такие заболевания желудочно-кишечного тракта, как неспецифический язвенный колит и болезнь Крона, у курильщиков протекают не так, как у некурящих. Предположительно, из-за воздействия никотина на никотиновые рецепторы. Эта гипотеза подтвердилась?
— Да, действительно, курение по-разному влияет на течение этих заболеваний. В случае болезни Крона это ведущий фактор риска развития заболевания. А вот язвенный колит, наоборот, развивается у некурящих или у тех, кто бросил курить. Исследования в данном направлении еще продолжаются, но важно то, что мы уже нашли изменения в микробиоме у трех групп людей: у курящих, у бросивших и у тех, кто перешел на альтернативные системы доставки никотина.
— Ваш институт занимался исследованием электронных систем нагревания табака (ЭСНТ) и их воздействия на организм человека. Что именно вы изучали, и какие результаты были получены?
— Кроме простых тестов на токсичность, канцерогенность и мутагенность мы проводили дополнительные биохимические и микробиологические тесты. Такое серьезное отношение к этому исследованию было связано с тем, что оно проводилось по поручению правительства Российской Федерации. Да, нагреваемые табачные продукты не являются полностью безвредными и содержат никотин, который вызывает привыкание, однако ЭСНТ являются наиболее проработанными и тщательно изученными из всего спектра бездымных продуктов. Существуют обширные доклинические и клинические данные, подтверждающие потенциал систем нагревания табака к снижению риска развития связанных с курением заболеваний по сравнению с продолжением курения традиционных сигарет. Наше исследование установило, что в целом ЭСНТ являются менее вредной продукцией по сравнению с обычными сигаретами.
Это подтверждает и такая уважаемая организация, как Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), которая пришла к выводу, что, хотя некоторые химические вещества являются генотоксичными или цитотоксичными, они присутствуют в очень низких количествах и их потенциальные эффекты перевешиваются существенным снижением количества опасных веществ, обнаруживаемых в традиционных сигаретах. Таким образом, в целях снижения вреда данную продукцию действительно можно применять для людей, которые не хотят избавиться от вредной привычки прямо сейчас.
— Вы упомянули злоупотребление табаком и алкоголем. Насколько отказ от вредных привычек эффективен в профилактике и лечении различных заболеваний?
— Бесспорно, отказ от вредных привычек крайне эффективен. Но что есть вредная привычка? Является ли, например, недосып вредной привычкой? Я бы ответил так: в зависимости от образа жизни человека на его организм одновременно действуют разные факторы, один из которых может действовать более губительно, чем другие, причем иногда мы можем даже не догадываться о его существовании. Я не случайно упомянул недосып. Доказано, что мы живем по циркадным ритмам: день-ночь, сон-бодрствование. Эпифиз (шишковидная железа) днем вырабатывает серотонин, а ночью — мелатонин. Но мелатонин вырабатывается не только в эпифизе, но и во многих других органах, в том числе и в коже, и за этот процесс отвечают бывшие бактерии — митохондрии. Функция мелатонина — не только обеспечивать здоровый сон, как считалось ранее, но и очищать организм от радикалов, которые образуются в дыхательной цепи.
Баланс и дозировка
— Я очень рад, что в последнее время стал активно подниматься вопрос снижения вреда. В связи с этим огромное значение приобретает разумный подход к дозировкам и четкое понимание, что и почему является вредным. Лекарство или яд — это зависит от дозы. Вспомните Майкла Джексона, который боялся бактерий, ложился в барокамеру, ходил в перчатках и маске. И хотя он не боялся лекарственных препаратов, впоследствии он умер от передозировки обезболивающего. Поэтому во всем необходим баланс. Взять, например, алкоголь: когда баланс употребления алкоголя нарушен, его избыток приводит к отравлению.
— Продолжая тему баланса в питании, что вы можете сказать о вегетарианстве и фастфуде?
— Мы снова возвращаемся к крайностям. Вегетарианство — это крайность, так как существуют незаменимые аминокислоты, которые мы можем получить только с пищей животного происхождения. Что касается фастфуда, то лично я его противник. За счет пищевых добавок и усилителей вкуса такая еда вызывает привыкание, поэтому в целом фастфуд можно отнести к факторам риска. Чтобы снизить риск в данном случае, следует уменьшить содержание жиров и углеводов, и тогда это будет полезный фастфуд.
Что касается никотиновой зависимости, она является заболеванием, но почему-то к одним больным мы относимся с сожалением, а к другим — с осуждением. Я как-то наблюдал картину, как в больнице, где курить запрещено, человека, который не может ходить из-за перелома ног, друзья везут на каталке зимой за больничный забор, укутав одеялами, так как его организм требует никотина. Я бы сформулировал так: давайте мы будем не только запрещать, но и думать о том, как снижать риски там, где невозможен полный отказ от вредных привычек.
Исследование электронных средств доставки никотина, которое я упоминал, как раз посвящено изучению одного из вариантов снижения рисков, связанных с вредными привычками. Приведу аналогию: в автомобили сейчас заправляют топливо экологического стандарта Евро-5, которым регулируется содержание вредных веществ в выхлопных газах. Этих вредных веществ меньше, чем в топливе предыдущих стандартов. Никто же не требует немедленно отказаться от автомобилей с бензиновым двигателем, не предлагает ездить исключительно на электромобилях, однако налицо тенденция к снижению вреда.
Три способа помочь своему организму
— Вы сказали о способах снижения вреда для здоровья. А какие существуют наиболее доступные и действенные способы поддержания и укрепления иммунитета?
— На мой взгляд, таких общедоступных способов три. Один из них — правильный режим сна: засыпать вовремя и в целом спать не менее восьми часов. Второе — поддерживать физическую активность. Обычно об этом говорят только в связи с воздействием на сердечно-сосудистую систему, но дело в том, что в организме человека, помимо эндокринных желез, многие органы, в том числе и скелетные мышцы, вырабатывают гормонально активные вещества. Когда мы постоянно находимся в движении, устанавливается баланс всех систем организма. Если вернуться к теме микробиома, большое значение имеет разнообразное питание, кроме того, в здоровый рацион человека обязательно должна входить клетчатка, так как это необходимо полезным бактериям, которые обитают внутри нас и помогают нам жить.