Нейрохимия, 2022, T. 39, № 4, стр. 362-366

История становления ростовской нейрохимической школы началась в 1946 г. Развитие нейрохимии в г. Ростове-на-Дону и городах Северного Кавказа осуществлялось на базе Ростовского государственного университета на базе кафедры биохимии биолого-почвенного факультета и НИИ биологии РГУ.

В 1946 г. в РГУ заведовать кафедрой биохимии был направлен сотрудник Военно-медицинской академии г. Ленинграда, доктор мед. наук подполковник, демобилизованный с Северного флота, флагманский специалист-токсиколог З.С. Гершенович.

В то время кафедры биохимии животных в структуре Биологического факультета не существовало в связи с предвоенным выделением медицинского факультет из структуры РГУ в отдельный институт и, таким образом, кафедр биохимии и микробиологии оказалась в другом вузе. Таким образом З.С. Гершеновичу пришлось “с нуля” организовывать коллектив кафедры. Сотрудниками, проработавшими затем всю жизнь, стали – преподаватель кафедры биохимии Харьковского университета З.Г. Броновицкая и асп. каф. биохимии и микробиологии мединститута А.А. Кричевская. В дальнейшем коллектив кафедры и лаб. Нейрохимии значительно увеличился. Работа этого коллектива и представляет собой историю нейрохимии в РГУ (рис. 1).

Рис. 1.

А.А. Кричевская, З.Г. Броновицкая, З.С. Гершенович.

В годы второй мировой войны, служа флагманским токсикологом Северного флота З.С. Гершенович занимался тяжелыми последствиями кислородного отравления водолазов и контингента матросов и офицеров подводников.

Эти наблюдения и наблюдаемые в процессе реабилитации пострадавших сложности и неизвестная тактика борьбы с этими осложнениями сформировали у докт. мед. наук З.С. Гершеновича многолетний интерес к механизму токсического действия кислорода на организм. Этому также способствовала изданная в 1941 г. в Военно-морской медицинской академии (г. Ленинград) монография проф. Н.В. Лазарева “Биологическое действие газов под давлением”. Можно смело говорить о том, что уже конце 40-х гг. им были начаты работы по изучению механизмов окислительного стресса. Для реализации этих планов были изготовлены барокамеры для работы с мелкими лабораторными животными, и в дальнейшем это позволило моделировать гипероксию, вплоть до давлений в 6 избыточных атмосфер кислорода (рис. 2).

Рис. 2.

Первые барокамеры в Ростовском государственном университете (сотрудник лаборатории – З.Г. Броновицкая).

Первая работа этого направления была опубликована уже в 1952 г. в журнале “Биохимия” [1], которая была посвящена проблеме динамики содержания в структурах мозга глутаминовой кислоты и тканевому дыханию в срезах мозга при действии 6 атм. кислорода. Начался “штурм” данной проблемы: следующая опубликованная в 1953 г. [2] работа была посвящена изучению метаболизма пировиноградной кислоты.

Далее в 1955 г. в “Украинском биохимическом журнале” была опубликована статья [3], посвященная адренергическим веществам мозга и надпочечников при ГБО (повышенном действии кислорода).

В 1956 г. в журнале “Доклады АН ССР” была опубликована статья “Обновление белков тканей при действии на организм повышенного давления кислорода” [4].

Таким образом, к середине 50-х гг. был выполнен комплекс работ, позволивший показать некие базовые позиции в реакции ткани мозга на токсическое действие кислорода. Это касалось некоторых особенностей реакции мозга, на воздействие ГБО, в том числе:

– эффективности основных путей генерации энергии в мозге – дыхания и окислительного фосфорилирования, пентозофосфатного цикла, гликолиза в условиях ГБО (проф З.Г. Броновицкая),

– основных параметрах азотистого метаболизма мозга (проф. А.А. Кричевская). Это касалось низкомолекулярных компоненнтов азотистого метаболизма, а также метаболизма аминокислот и активности ферментов, в первую очередь системы глутамат-декарбоксилаза – ГАМК;

– изменения нуклеопротеидных комплексов мозга при гипероксии (проф. А.И. Лукаш).

Эти и другие работы аспирантов и сотрудников кафедры позволили проф. З.С. Гершеновичу сформулировать гипотезу о молекулярных механизмах действия повышенного давления кислорода [5].

Дальнейшие исследования были направлены на изучение проблемы кислородной интоксикации в онтогенезе, причем не только у крыс, но и у птиц – голубей, утят, цыплят, а также кроликов. Были получены данные о метаболической реакции развивающегося мозга на гипероксию (доц. В.А. Херувимова).

Следующий значительный этап исследования метаболизма мозга связан с исследованием особенностей метаболизма мозга зимоспящих (суслики, сони). Эти работы были начаты в г. Ростов-на-Дону проф. В.С. Шугалей (рис. 3) и продолжены проф. Э.З. Эмирбековым (аспирант и, в последующем, докторант проф. З.С. Гершеновича) в г. Махачкала, а также проф. Т.Х. Шортановой (аспирант и, в последующем, докторант проф. А.А. Кричевской) в г. Нальчик, что свидетельствует о развитии школы проф. З.С. Гершеновича в университетах Северного Кавказа.

Рис. 3.

В.С. Шугалей.

В середине 50-х гг. были начаты работы, которые свидетельствуют о новом направлении в изучении токсического действия кислорода. Речь идет об изучении посттрансляционной модификации белков мозга, о которой судили по процессам амидирования–дезамидирования белков, роли гуанидиновой группы аргинина и т.д. [6]. Первая работа на эту тему была опубликована 1958 г. в журнале “Ученые записки РГУ” [7], которая была посвящена амидным группам белков мозга при кислородной интоксикации. Обсуждая роль амидных групп проф. З.С Гершенович сформулировал ряд предположений о функциональной роли амидных групп в реализации ответа мозга на данное экстремальное воздействие.

Далее в направлении развития научных интересов, мыслей и идей З.С. Гершновича обнаруживается очень тесное переплетение направлений исследований: во-первых, роль низкомолекулярных метаболитов (в первую очередь, аммиака) [8], а в дальнейшем, и исследования, доказавшие наличие мочевны в мозге [9], ее синтез и возможную роль в реализации физико-химических состояниях белков мозга. Во-вторых, его интересовала роль перекисного окисления липидов при ГБО (окислительный стресс и ГБО) [10]. В-третьих, ГАМК, ее возможная защитная роль при ГБО, изучение системы глутамат–глутаматдекарбоксилаза-ГАМК, далее роль аргинина его гуанидиновой группы, роль NO в патогенезе кислородного отравления [11].

Также еще в конце 60-х гг. проф. З.С. Гершеновича заинтересовала проблема мозгоспецифичного щелочного белка миелина (БП), который, как предположил З.С. Гершенович, был ответственен за индукцию ЭАЭ (модель экспериментальной демиелинизации). По его инициативе, из ткани спинного мозга крупного рогатого скота и собак был выделен данный белок, в результате в дальнейшем была установлена его аминокислотная композиция, молекулярная масса, точка изофокусировки и т.д. [12]. В дальнейшем к этому белку была получена моноспецифическая антисыворотка и ее гамма-глобулиновая фракция, введенная интрацистернально, привела к развитию демииелинизации с соответствующими неврологическими симптомами у собак (проф. А.М. Менджерицкий).

К большому сожалению, в 1970 г. от обширного инфаркта скончался З.С. Гершенович. Следующие 18 лет кафедрой биохимии РГУ заведовала проф. А.А. Кричевская.

Основные направления исследований, начатых в предыдущие годы, продолжались под ее руководством. В дальнейшем основная часть сотрудников лаборатории нейрохимии была территориально переведена в НИИ Биологии РГУ, структура административного и научного руководства сохранилась. Таким образом, проф. А.А. Кричевская руководила кафедрой и лабораторией нейрохимии с 1970 по 1988 гг., после чего еще 5 лет была их научным руководителем (рис. 4, 5).

Рис. 4.

А.А. Кричевская (справа) со своей аспиранткой в Институте биохимии г. Ереван.

Рис. 5.

Сотрудники лаборатории биохимии экстремальных состояний Института биологии РГУ.

Предмет “Нейрохимия” был введен как учебный курс в образовательный процесс кафедры, был разработан и реализован ряд спецкурсов. В 1977 г. в издательстве РГУ была издана монография “Нейрохимия” [13], в которой были изложены современные, на тот момент, знания по данному предмету.

Важным этапом в нейрохимических исследованиях, проводимых на кафедре было доказательство наличия в мозге мочевины, и присутствие-ферментов ее синтеза. Дальнейшие работы были посвящены определение ее роли в функциях мозга. Это открытие было сделано еще при жизни З.С. Герщеновича и ему пришлось приложить значительные усилия, доказывая этот факт, однако первая, определяющая работа в этом направлении вышла только в 1966 г. в журнале “Доклады АН СССР”, а в 1970 г. в издательстве РГУ была опубликована книга “Мочевина в живых организмах” [14–15].

Отдельным блоком исследований был поиск веществ, снижающих или защищающих мозг от избытка кислорода. Эти исследования были начаты еще в 1968 г. с изучения эффектов 2-аминобензимидазола, серотонина, ГАМК и т.д. а позже к этому списку добавилась мочевина и ряд других соединений [16].

Обобщая материалы по исследованию токсического действия кислорода под повышенным давлением были опубликованы 2 монографии – одна в 1969 г. “Влияние повышенного давления кислорода на организм”, другая – в 1980 г. “Биохимические механизмы кислородной интоксикации”.

Параллельно с исследованием токсического действия кислорода под повышенным давлением в той же методической направленности шли исследования нейрохимических основ метаболизма мозга при гипоксии, причем эти исследования шли в модели с использованием гипоксической камеры, но и в естественных условиях высокогорных экспедиций, которые проводились в Нальчике в условиях естественного высокогорья (проф. Т.Х. Шортанова, и проф. В.С. Шугалей). Было показано, что метаболическое истощение мозга во многом однотипно с гипероксией.

Эти исследования не исключали изучения метаболизма мозга в условиях нормоксии (в атмосфере чистого кислорода). Продолжением этих исследований при изучении параметров окислительного стресса привели к разработке маркер индивидуальной чувствительности человека к ГБО (проф. В.В. Внуков).

В последующие годы активно стало развиваться направление исследования пептидной регуляции. Это направление было предложено еще З.С. Гершеновичем: под его руководством был комплекс работ, посвященный пептидной регуляции метаболизма мозга. Эти работы были начаты с изучения возможной роли гомокарнозина и ДСИП в патогенезе кислородной интоксикации, а затем развились в дальнейшее изучение пептидной регуляции при ГБО (проф. Т.И. Бондаренко). Кроме того, пептидная тематика исследований лаборатории физиологии и биохимии нейропептидов НИИ Нейрокибернетики (зав. лаб. А.М. Менджерицкий) была связана с изучением ДСИП в условиях гипокинезии [17]. Исследовались синаптические процессы, в том числе с использованием электронной микроскопии, активность протеолитических процессов (активность катепсина Б, катепсина Д), содержание нейромедиаторов, механизмов окислительного стресса. Позже исследование действия пептидов проводили и в других моделях стресса, изучали их влияние на разные стороны метаболизма мозга (нейромедиаторные системы, энергетический баланс, свободнорадикальные процессы, протеолитические процессы), а также изменение экспрессии отдельных генов.

Таким образом, с 1947 г. по настоящее время, несмотря на смену научных парадигм, в Южном федеральном университете (ранее – Ростовский государственный университет) продолжаются исследования в области нейрохимии.