Ирина Михайловна Рощевская (г. Сыктывкар), специалист в области электро- кардиофизиологии, лауреат Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники, стала третьей женщиной, вступившей в уральский «академический клуб». После окончания химико-биологического факультета Сыктывкарского госуниверситета она работала в Институте биологии, затем в Институте физиологии КНЦ УрО РАН, а в последние шесть лет возглавляет лабораторию сравнительной кардиологии Коми научного центра УрО РАН. Это динамичное научное подразделение, молодежь здесь быстро защищается, большая часть сотрудников моложе 35 лет..
С членом-корреспондентом Рощевской мы встретились в Екатеринбурге в дни Уральского научного форума, где она выступила с докладом на проходившей в его рамках конференции «Живые системы. Актуальные вопросы общей физиологии, физиологии иммунной системы и микроорганизмов».
— Уважаемая Ирина Михайловна, чем вы занимаетесь, в целом понятно из названия возглавляемой вами лаборатории. Расскажите о наболее интересных работах в области эволюционной и сравнительной электрокардиологии.
— В природе существует огромное разнообразие сердец. У лягушек, например, только один желудочек без перегородки, у других животных — лишь зачаток перегородки. У рептилий перегородка неполная; при необходимости она перекрывает разные кровотоки, но в таком сердце может смешиваться артериальная и венозная кровь. У теплокровных животных и человека сердце четырехкамерное, разобщены два круга кровообращения.
Если говорить профессиональным языком, мы изучаем закономерности эволюции структурно-функциональной организации миокарда. А если сказать проще, смотрим, как формировались структура сердца, его электрическая активность и сократительная функция в эволюции, т.е. от хладнокровных позвоночных к приматам и человеку. В нашей лаборатории выполнена серия исследований электрической активности сердца незрелорождающих животных — тех, чьи детеныши появляются на свет не готовыми к самостоятельной жизни. Это многие хищные, грызуны, птицы. В частности, мы изучали становление электрической активности сердца крыс в раннем возрасте — от одного дня до месяца после рождения. Крысы интересны тем, что их электрокардиограмма в течение первых четырнадцати дней жизни очень похожа на ЭКГ человека, затем начинает отличаться, а к месячному возрасту становится характерной для взрослых крыс. Еще одна интересная работа последнего времени посвящена изучению электрической активности предсердий у разных видов животных в норме и при гипертензии (повышении артериального давления). Оказывается, что гипертензия и следующая за этим гипертрофия миокарда (увеличение его массы, утолщение стенок) у крыс могут приводить к высокому риску возникновения предсердных аритмий в области лакун легочных вен.
— Теперь давайте перейдем от животных к человеку. Что дают сравнительные исследования современной медицине?
— Приведу конкретный пример. Речь идет о соотношении структуры и функции желудочков сердца, электрической активности. В сердечной мышце — от внутренних слоев к наружным и от верхушки к основанию — проводящие клетки располагаются неравномерно. В зависимости от их распределения в желудочках сердца в процессе эволюции сформировались разные типы активации миокарда: последовательный (рыбы, земноводные), вспышечный (копытные, птицы), вспышечно-последовательный (хищные, грызуны, приматы). У последних проводящие клетки находятся только на внутренних слоях желудочков сердца, поэтому сначала возбуждаются эти внутренние слои, а потом уже возбуждение идет по рабочему миокарду. Примерно то же самое происходит в сердце человека. Наши исследования показали, что у свиньи процесс возбуждения предсердий близок к хищным животным, а в желудочках — вспышечный тип активации. Специалисты полагают, что сердце свиньи лучше всего подходит для ксенотрансплантации человеку. Сейчас во всем мире успешно используются сердечные клапаны этого животного для пересадки людям. Однако для дальнейшего продвижения в этом направлении надо знать, как именно работает сердце животного, в частности, какова архитектоника мышечных волокон и проводящей системы, как распространяется волна возбуждения в предсердиях и желудочках, происходит процесс восстановления возбудимости. В этом направлении в нашем коллективе получены уникальные данные.
Исследования на животных позволяют создавать экспериментальные модели сердечно-сосудистых заболеваний, характерных для человека: ишемии, инфаркта миокарда, гипертензий и т.д. Мы изучаем изменения электрической активности сердца экспериментальных животных при гипоксических воздействиях, гипертрофии миокарда, окклюзии и реперфузии коронарных сосудов, под действием фармакологических препаратов.
Если у человека возникает инфаркт на фоне гипертрофии желудочков сердца, вызванной гипертонией, то на стандартной электрокардиограмме он выявляется плохо. На основе сочетанной модели возможно вычленить признаки гипертрофии и признаки инфаркта миокарда. В этом нам помогают исследования электрической активности сердца особой линии крыс НИСАГ, у которых склонность к повышенному давлению передается по наследству. Это совместная работа с сибирскими учеными во главе с академиком Л.Н. Ивановой и профессором А.Л. Маркелем (Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН), который и вывел крыс НИСАГ как модельный объект для исследования гипертонической болезни человека и поиска новых средств ее лечения и профилактики. Мы анализируем, как параллельно развиваются гипертензия и электрическая активность сердца у крыс-гипертоников от рождения до 3–4 месячного возраста. Оказывается, что разные виды гипертензии приводят к разным видам гипертрофии миокарда. Важно видеть сравнительную динамику этих процессов, поскольку механизмы развития гипертонии у крыс НИСАГ подобны формированию гипертонической болезни у людей.
Александр Борисович Борисов, избранный членом-корреспондентом РАН в декабре 2011 года, — физик-теоретик, один из ведущих специалистов в области физики нелинейных явлений в конденсированных средах, в особенности магнитных, автор 125 научных и учебно-методических работ, трех монографий. Для его научного творчества характерно сочетание физической интуиции и использования современных математических методов. Исследователь теоретически предсказал новые двумерные и трехмерные структуры в широком классе магнетиков: «мишени», кноидальные «ежи», спиральные вихревые структуры, локализованные источники и другие. Часть полученных результатов подтверждается экспериментальными исследованиями. В последние годы им совместно с Ф.Н. Рыбаковым аналитически и с помощью оригинальных числовых методов предсказано и исследовано строение статистических и динамических трехмерных топологических структур (хопфионов) с конечной энергией, с ненулевым инвариантом Хопфа в магнетиках. Они имеют конечную энергию и представляют собой сплетение вихревых колец. Эти структуры могут найти применение в новых устройствах для считывания информации.
