Главная » Тема номера

Медики и геологи объединяют усилия

Казалось бы, трудно придумать области более далекие друг от друга, чем геология и медицина. Тем не менее существует такая дисциплина, как медицинская геология. IV международный симпозиум «Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах» включил в себя отдельную секцию по этой науке.

Какая связь?

Ольга Викторовна Франк-Каменецкая, профессор кафедры кристаллографии

Ольга Викторовна Франк-Каменецкая, профессор кафедры кристаллографии

Согласно принятым представлениям, медицинская геология, или геомедицина — область науки, рассматривающая влияние геологических факторов на здоровье человека и животных. Например, на симпозиуме был представлен доклад И.Ф.Вольфсона (Росгео) о том, как на состояние здоровья человека в историческом масштабе влияют глобальные геологические процессы. Геомедицина рассматривает различные проблемы, связанные со специфическими заболеваниями, возникающими в определенной местности и определяющимися ее геологическими особенностями. Например, болезнь Кешана (названная так по области Кешань на северо-востоке Китая, где эта болезнь была зафиксирована в начале XX века) связана с поражением сердечной мышцы и развитием сердечной недостаточности. В 1960 году было высказано предположение, что заболевание имеет связь с окружающей средой, а 10 лет спустя гипотеза нашла подтверждение: обнаружилось, что болезнь встречается в районах, отличающихся низкой концентрацией селена в почве. Компенсация в организме дефицита селена ликвидировала симптомы заболевания и оказывала профилактическое действие.
Изучением минералов, образующихся в организме человека, занимается медицинская минералогия. Такие исследования уже много лет проводятся на кафедрах кристаллографии, минералогии и геохимии геологического факультета Санкт-Петербургского университета. Преподаватели, аспиранты и студенты кафедры кристаллографии детально изучают кристаллическое вещество в организме человека (от костей и зубов до камней в почках, печени и др. органах) и механизмы его образования.

Кристаллическое вещество внутри нас

Кристаллического вещества внутри организма человека хватает. Образования делятся на физиогенные, без которых человек жить не может, например, те же кости и зубы, состоящие главным образом из апатита, и патогенные (кальцификаты сердечных клапанов, почечные, слюнные, зубные и другие камни). Тут-то геологи и приходят на помощь врачам: в том, что касается физиогенных образований — чтобы помочь их «ремонтировать». В том, что касается патогенных — чтобы помочь от них избавиться либо предотвратить их образование.
— Здесь ни медикам не обойтись без нас, ни нам — без медиков, — говорит доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры кристаллографии Ольга Викторовна Франк-Каменецкая. — Нужны кристаллографы, минералоги и химики, чтобы понять устройство и механизмы образования кристаллического вещества. Тогда мы можем помочь врачам (например, урологам, стоматологам) разрабатывать методы лечения.
Исследование кристаллического вещества в живом организме — изначально фундаментальная задача, однако оно открывает широчайшие возможности для решения прикладных вопросов. Оно позволяет на научной основе создавать современные композиционные наноматериалы медицинского назначения (например, имплантанты), необходимые требования к которым — биоактивность и биосовместимость, а также разрабатывать биотехнологии для профилактики и лечения социально значимых заболеваний (остеопороз, пародонтит, мочекаменная болезнь и др.). Интерес к этим проблемам постоянно растет.

«В зубной эмали петербуржцев — вся таблица Менделеева!»

Кристаллографы СПбГУ, занимающиеся медицинской геологией, сотрудничают со многими научными и медицинскими учреждениями. Например, совместно со специалистами Института Макса Планка (Германия) изучаются механизмы образования костных тканей, проводятся модельные эксперименты по образованию синтетических костей. Многолетнее сотрудничество связывает наших специалистов с учеными Института проблем материаловедения имени И.Н.Францевича НАН Украины, Военно-медицинской академией, СПбГМУ им. Павлова, МАПО.
Интересный проект был выполнен кристаллографами вместе со стоматологами МАПО. Ученые проводили исследование зубной эмали жителей Северо-Запада России и сравнили состав эмали жителей Санкт-Петербурга, Апатитов и Мончегорска.
—Мы нарочно взяли промышленные города, чтобы сравнить их с Петербургом, думали, что найдем в составе зубов их жителей больше тяжелых элементов, — говорит Ольга Франк-Каменецкая. — А оказалось наоборот: это у петербуржцев в зубной эмали — вся таблица Менделеева!.
Пример из другой области: совместно с Радиоинститутом имени Хлопина ученые СПбГУ изучали вхождение радионуклеидов в костную ткань: важно понять, как они распределяются, попадают ли в твердые или мягкие ткани. Исследования вели на рыбах, живущих в зараженных водоемах и водоемах Ленинградской области (для сравнения).

Не сбрасывая со счетов органику

А вот интересный проект, который еще не завершен. Начали его с профессором Института Пастера Владимиром Малышевым, который теперь работает в Центре экологической безопасности РАН. Исследуется влияние бактерий и вирусов на патогенные минеральные образования в организме человека. «Когда мы говорим о механизмах образования минерального вещества, мы не можем исключить органическую компоненту, — подчеркивает Ольга Франк-Каменецкая. — Однако роль веществ белковой природы, особенно бактерий и вирусов, в этом процессе неясна». А ведь если выявить закономерности, то можно найти способы препятствования патогенным процессам или, по крайней мере, их замедления.
—Например, у нас есть больной, у которого постоянные рецидивы, образуются почечные камни, — говорит Ольга Франк-Каменецкая. — Мы делаем анализ и обнаруживаем у него вирус, который, как мы установили, ускоряет процесс камнеобразования. Остается подобрать лекарство, которое убивает этот вирус». Помимо разработки лекарственных препаратов речь идет о том, чтобы делать, например, зубные пасты против различных стоматологических заболеваний (такой состав недавно запатентовал Институт Макса Планка). «Короче говоря, если мы понимаем механизм патогенных образований, мы можем разрабатывать новый класс биотехнологий, причем достаточно простых, — резюмирует Ольга Франк-Каменецкая.
Именно на эти цели и направлены нынешние исследования группы петербургских кристаллографов в сотрудничестве с Институтом проблем материаловедения НАН Украины. Результаты планируемых работ открывают пути для корректировки и предотвращения патологических сдвигов в живом организме, приводящих к камнеобразованию в различных органах и тканях, следовательно, ведут к уменьшению количества дорогостоящих хирургических операций и в итоге — к улучшению качества жизни человека.

Елизавета БЛАГОДАТОВА

Новости СПбГУ