Ученые Казанского федерального университета в течение пяти лет будут следить за изменениями различных биохимических параметров в крови студентов во время их обучения, чтобы уточнить принятые сегодня в медицине нормы, по которым определяют состояние здоровья человека.
Это необходимо сделать, так как условия жизни людей в настоящее время существенно изменились вследствие антропогенных нагрузок, появились дополнительные факторы воздействия на организм человека - новые виды антибиотиков, химические загрязнения, информационные технологии, искусственно синтезированные пищевые добавки и т.д.
Так, в рамках проекта «Норма» предстоит определить условия, при которых процессы саногенеза, т.е. самовыздоровления организма, могут переходить в патологический процесс. Для этого ученые проанализируют влияние на здоровье человека долговременного воздействия стресса – будь то инфекционная нагрузка или влияние антропогенных факторов. В ходе реализации проекта будет проведен подробный генетический анализ, позволяющий оценить индивидуальные риски и соотнести их с состоянием здоровья человека в динамике.
Кроме того, планируется провести исследования как общепринятых показателей психофизиологического статуса, так и параметров, основанных на использовании современного научного оборудования, которое позволит выявить новые молекулярные маркеры: микроРНК, белки и метаболиты в крови. Особое внимание исследователи уделят определению состава микробиома кишечника – как известно, микроорганизмы играют значительную роль в определении состояния организма.
В НИЛ "Омиксные технологии" КФУ
Надо сказать, что у исполнителей проекта «Норма» имеется большой опыт проведения подобных масштабных исследований. В 2016 году в КФУ завершается трехлетний проект в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Целью данного исследования является оценка состояния микробиоты кишечника у пациентов с инфекцией Helicobacter pylori (спиралевидная бактерия, обитающая в привратнике желудка около 75 процентов населения Земли, - прим. Авт.) до и после лечения антибиотиками. В ходе выполнения проекта охарактеризована нормальная микрофлора кишечника по ее составу и его изменения после антибиотикотерапии.
Очевидно, если задать вопрос медицинским работникам - «существует ли норма здоровья человека и если существует, то каковы ее критерии?», то они с легкостью по пальцам перечислят критерии и стандартные анализы для их определения: показатели кровяного давления, содержания гемоглобина, сахара в крови и др.
Не вызывает сомнений и то, что каждый из практикующих врачей сталкивался с уникальными клиническими случаями. Кто-то из пациентов, к примеру, может жить с повышенным содержанием холестерина в крови и при этом чувствовать себя здоровым. Более того, болезнь не будет развиваться. У другого же человека реакция будет совершенно иной.
Ученые КФУ уверены, что вопрос определения нормы здоровья человека необычайно сложен. Всемирная организация здравоохранения недавно в очередной раз уточнила определение понятия «здоровье». Звучит оно сегодня так: «здоровье является состоянием полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствием болезней и физических дефектов».
Но можем ли мы считать человека, который ходит на работу и чувствует себя нормально, здоровым? Ведь симптомы многих заболеваний проявляются не сразу, хотя уже в первые минуты развития болезни в организме на молекулярном уровне начинают происходить значительные изменения параметров «нормы». В тоже время в каждом возрасте существуют свои показатели нормального состояния здоровья. Эти показатели сугубо индивидуальны и зависят от многих факторов, включая условия проживания. Общепринято, что ребенок должен научиться ходить в год, а говорить – в два. Но есть и индивидуальные особенности в развитии, для которых не характерны четкие возрастные рамки.
Ученые КФУ надеются расширить понятие нормы, чтобы не подвергать возможных пациентов излишнему медицинскому вмешательству. К сожалению, в настоящее время краткосрочные реакции организма адаптационного характера на различные воздействия часто воспринимаются, как заболевания.
О значимости проводимых учеными исследований говорит тот факт, что в основу проекта легла известная концепция медицины будущего – 4П (персонализированная, прогностическая, профилактическая, партисипативная). Она была разработана известным американским исследователем Лероу Худом (руководитель Института системной биологии, США) и принята за основу развития медицины в XXI веке.
Эта концепция предполагает, в первую очередь, индивидуальный подход к каждому пациенту (определение рисков для здоровья конкретного человека с целью не допустить развитие болезни). Кроме того, она базируется на заинтересованности самого пациента в поддержании своего здоровья. В США подсчитали средства, которые тратятся на медицинское обслуживание больных людей, и пришли к выводу о том, что люди недостаточно ответственно относятся к своему здоровью. Ситуацию, по мнению исследователей, можно изменить к лучшему, если за счет страховых средств будет проводиться персонифицированный анализ человека, основанный на расшифровке генома. В результате этого пациент получит на руки свой «генетический паспорт» с просчитанными рисками развития патологических состояний и рекомендациями их предотвращения. В наше время интенсивно пополняется база данных о связи тех или иных генов с рисками развития различных заболеваний. Современные технологии позволяют определять маркеры многофакторных заболеваний. Таким образом, человек, имеющий «генетический паспорт», имеет возможность постоянно следить за вновь обнаруженными рисками.
Исследования в рамках проекта «Норма» начнутся с наблюдения за состоянием здоровья студентов на протяжении всего срока обучения – 5-6 лет.
«У нас есть возможность отследить их состояние здоровья в связи с особенностями генома, а также условиями их проживания до поступления в университет и во время обучения, - рассказала Татьяна Григорьева (старший научный сотрудник НИЛ «Омиксные технологии» ИФМиБ). - Особенно важно понаблюдать за ними в период стрессов - сдачи экзаменов и оценить, как и насколько быстро они выходят из этого состояния. Проект позволит выяснить границы отклонения разных параметров, определяющих саногенез».
То, что вне зависимости от вида стресса, механизмы реакции организма на него всегда одни и те же, доказал в свое время еще канадский патолог и эндокринолог, основоположник учения о стрессе Ганс Селье. Однако, если негативное воздействие длительное, то в организме начинают развиваться патологические процессы, которые могут привести к возникновению серьезных заболеваний и даже смертельному исходу.
«Для исследователей проекта «Норма» важно понять, когда организм демонстрирует свою неспособность справиться со стрессом, то есть заходит за грань нормальных реакций и необходимо вмешательство специалистов, - утверждает Татьяна Григорьева. – Подразумевается, что у каждого человека должна быть своя скорость восстановления и свои индивидуальные динамические особенности колебания параметров. Именно для того, чтобы понять, наступает ли болезнь, нужна не просто статическая информация, основанная на стандартных анализах крови, мочи, а наблюдение в динамике. К примеру, с повышенным уровнем глюкозы организм может справиться за полчаса».
Параллельно с обследованием студентов, планируется привлечь к исследованиям в рамках проекта «Норма» людей других возрастных категорий. Исследуемые будут ранжированы по возрастным группам в интервалах 20-30 лет, 30-40 лет, 40-50 лет, 50-60 лет и старше 80 лет. Как известно, в период старения некоторые процессы в организме замедляются, а гормональный фон, влияющий на общее состояние здоровья человека, меняется. При этом изменение одного параметра повлечет за собой изменение и других. Так, особый интерес для исследователей представляют долгожители, которые не принимают медикаментозных средств и поддерживают свое здоровье и долголетие естественным путем.
«Нам важно проанализировать взаимосвязь между параметрами, - отмечает Т.Григорьева. - Это именно та история, когда по аналогии с хорошо изученными механизмами гормональной регуляции или развития моногенных заболеваний необходимо оценить «настройку» организма и на других уровнях, в частности, благодаря суперкомпьютерам и возможности массового сравнения предстоит найти новые взаимосвязи между молекулярным (гены, РНК, белки, метаболиты) и системным уровнями. Так, известно, что на активность генов могут влиять мутации в регуляторных областях, модификации нуклеотидов (метилирование), РНК, белки, и их комплексы с метаболитами. Таким образом, сведения, представленные в «генетическом паспорте», недостаточны для исчерпывающей оценки состояния человека, особенно если речь идет о так называемых многофакторных заболеваниях, когда не только генетика человека, но еще и образ жизни, тип питания влияют на их проявление. Например, развитие сердечно-сосудистых заболеваний может быть обусловлено реализацией наследственной предрасположенности вследствие неправильного образа жизни».
По словам ученых, при исследовании крайне важно учитывать и возраст пациента. Дело в том, что если геном будет свидетельствовать о рисках, то болезнь может проявиться в любое время, а при правильном образе жизни и терапии может и не развиться вовсе, именно поэтому и нужны такие проспективные, длительные исследования, как проект «Норма».
В рамках исследования планируется затронуть такое популярное сегодня направление, как фармакогенетика. В настоящее время известно порядка 155 лекарственных препаратов, которые по-разному воздействуют на человека в зависимости от имеющейся в его геноме информации и с помощью которой можно просчитать эффективную дозу препарата для конкретного пациента и прогнозировать возможный побочный эффект.
Так, в США обязательно проводят генетический анализ, прежде чем назначить пациенту антикоагулянт варфарин, так как одна и та же доза этого препарата действует на людей по-разному, а на некоторых - вплоть до летального исхода. Также в эту базу входит и считающийся у нас абсолютно безопасным аспирин. По словам исследователей, кому-то он действительно будет помогать, как и должен, – то есть «разжижать» кровь, для некоторых же его действие будет прямо противоположно. Эти эффекты также можно «прочитать» в геноме человека.
«Сегодня о наличии аллергии на лекарственные препараты врач узнает со слов самого пациента, который отвечает на вопросы, опираясь на свой опыт. Так как самый популярный ответ - "не знаю", дальше начинается рулетка, - подчеркивает Татьяна Григорьева. - Надеюсь, что после реализации проекта удастся дать рекомендации для оптимизации назначения лекарственных средств, витаминов, антибиотиков с учетом генетических особенностей людей, проживающих в нашем регионе».
Еще одна область, которую планируется затронуть в ходе реализации проекта, - нутригенетика, когда по генетическому коду человека рассчитывают оптимальную для него диету. Как это происходит? В лаборатории анализируется совокупность генов, ответственных за метаболизм белков, жиров и углеводов. Любые изменения в этих генах могут корректироваться подбором диеты с оптимальным содержанием плохо усваиваемых продуктов.
Огромное значение в достижении конечной цели проекта имеет и исследование микробиома кишечника.
«Не так давно стартовало несколько международных проектов, в частности, Human microbiomeproject, - рассказывает Татьяна Григорьева. - В первых публикациях о результатах этих исследований, датированных 2013 годом, сделаны довольно противоречивые выводы о том, что людей можно поделить на три энтеротипа в зависимости от состояния микробиома их кишечника. Но в более поздних публикациях такое четкое деление не подтверждено. У людей, как выяснилось, состав микробиоты кишечника понятие индивидуальное и может варьироваться в широких пределах».
Здесь, по мнению ученых, возникает вполне очевидный вопрос – что же в этом случае является нормой? Наблюдения за микробиомом кишечника людей разных возрастных групп показало, что он закладывается в младенчестве и подвержен существенным изменениям только в детском возрасте и после 60 лет, то есть с 16 до 60 лет состояние микробного сообщества кишечника человека стабильно. При этом состав микробиома может сильно меняться в течение суток и зависит, главным образом, от питания, но быстро восстанавливается, возвращаясь к прежнему составу. Серьезно изменить его могут только антибиотики.
Интересует исследователей и механизмы развития аутоиммунных заболеваний (например, болезнь Крона), при которой происходит отторжение собственной микрофлоры.
«Показано, что микробиом влияет и на гормональный фон человека, т.е. регуляцию нашего обмена веществ, а, соответственно, и на деятельность мозга (настроение, поведение), - отмечает ученый. - Здесь нам надо понять - если у нас микробиота постоянна, т.е. формируется до 16 лет, а затем практически не меняется до 60 лет, можно ли тогда что-то изменить с помощью диет? В научной литературе стали появляться сведения о том, что характер взаимодействия с отдельными микроорганизмами и формирование состава микробиоты может быть обусловлено генотипом человека. Одним из вопросов, на которые попытаются ответить исследователи, - чем микробиота людей одной нации отличаются от микробиоты другой? Сегодня уже имеются данные о различиях микробиоты в зависимости от места проживания людей. В исследованиях, проведенных под руководством члена-корреспондента РАН Вадима Говоруна, результаты которых были опубликованы в журнале «Nature communication», показаны различия кишечной микробиоты городских и деревенских жителей. Именно поэтому в проекте «Норма» будет уделено пристальное внимание не только исследованию взаимосвязи состава микробиоты с состоянием здоровья, но и возможности их коррекции».
В настоящее время для исследований отобраны 500 человек, за состоянием которых планируется наблюдать в динамике на протяжении 5 лет. Также проведено анкетирование отобранной группы людей и подписаны информационные согласия на участие в исследованиях. Предполагается, что наблюдение за их судьбой, успехами, карьерным ростом и состоянием здоровья будет продолжено и после пяти лет основных исследований для того, чтобы оценить изменения в параметрах здоровья, связанных с переходом из одной возрастной группы в другую.
В рамках проекта «Норма» будут разработаны новые диагностические подходы, методы, маркеры, на основе которых создадут тесты для мониторинга персонального состояния здоровья, что увеличит продолжительность и улучшит качество жизни населения.
Источник: Официальный сайт КФУ