Классическим методом определения чувствительности организма к нехватке кислорода являются экстремальные тесты в барокамере. При этом, как правило, используется очень тяжелая гипоксическая нагрузка, которая приводит к повреждениям во внутренних органах, в том числе в головном мозге. Новый способ предполагает только взятие крови на анализ. Уже запатентован метод определения устойчивости к гипобарической гипоксии у лабораторных животных, но в перспективе исследователи ставят перед собой задачу разработки аналогичного метода для людей.
О практической ценности метода для персонализированной и космической медицины рассказала один из его авторов, научный сотрудник лаборатории иммуноморфологии воспаления НИИ морфологии человека им. акад. А.П. Авцына РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского Мария Валерьевна Кириллова:
Что такое гипобарическая гипоксия?
Это состояние, когда организму не хватает кислорода, потому что давление низкое и воздух разрежен. Оно возникает, например, у альпинистов во время восхождения в горы – развивается острая горная болезнь. И мы уже знаем, что есть организмы, которые переносят это состояние лучше, т.е. устойчивые к гипобарической гипоксии, а есть – менее устойчивые.
Зачем эта информация врачам?
Доказано, что у организмов с низкой устойчивостью к гипоксии более выраженно протекают воспалительные процессы и выше темпы опухолевого процесса роста. Эта взаимосвязь реализуется на молекулярном уровне. Фактор, индуцируемый гипоксией, HIF-1a, реализующий обеспечивающий клеточный ответ на гипоксию, взаимодействует с NF-kB, который регулирует ответ на воспаление. Оба фактора участвуют и в развитии опухолей. Поэтому низкоустойчивые организмы относятся к группе риска и требуют большего внимания к себе. Это важно, например, для прогнозирования осложнений после операций, а также для профилактики онкологических заболеваний.
Причем здесь космос?
Космос – экстремальная профессиональная сфера и требует особого отбора кандидатов. Будущих космонавтов обязательно тестируют на устойчивость организма к недостатку кислорода. Для этого моделируется гипоксия, соответствующая примерно 6500 метрам над уровнем моря. Само тестирование может быть травмирующим для организма. Первым страдает головной мозг, поскольку он один из наиболее чувствительных к недостатку кислорода органов у человека. Для животных создаются ещё более экстремальные, а значит, и травмирующие условия – соответствующие высоте 11500 метров. Наш метод не подразумевает воздействие сублетальной гипоксии и включает в себя только взятие крови, что абсолютно безопасно для животных.
В чем суть нового метода?
Наша исследовательская команда разработала способ определения устойчивости к гипобарической гипоксии у лабораторных животных без воздействия в барокамере по уровням экспрессии генов Hif1a, Epas1 и Hif3a. Эти гены кодируют транскрипционные факторы семейства HIF, которые регулируют клеточный ответ на недостаток кислорода. Полученные результаты будут использованы для поиска маркеров чувствительности к гипоксии у пациентов.
Как это исследование может быть полезным для большого количества людей?
Новые подходы к определению устойчивости организма к дефициту кислорода будут разработаны без воздействия гипоксии и смогут применятся не только при отборе лиц экстремальных профессий, но и у пациентов, в том числе перед операциями. Это сделает подход к профилактике развития рака и послеоперационных осложнений персонализированным, что очень важно в клинической практике.
Авторами проекта являются сотрудники лаборатории иммуноморфологии воспаления НИИ морфологии человека им. акад. А.П. Авцына Российского научного центра хирургии им. акад. Б.В. Петровского: Кириллова М.В., Джалилова Д.Ш., Маяк М.А., Цветков И.С., Макарова О.В. Исследование выполнено в рамках гранта Российского научного фонда (проект №25-25-00061). Патент на изобретение зарегистрирован в ноябре 2025 года.
