Сегодня исследования лаборатории направлены на решение ряда актуальных проблем физиологии и нейробиологии экстремальных состояний, разработку новых немедикаментозных способов повышения адаптационных резервов организма человека и животных к гипоксии и стрессу, а также идентификацию эндогенных мишеней для направленных корректирующих воздействий, в том числе и фармакологических. Продолжаются многолетние исследования, посвященные изучению молекулярно-клеточных и нейроэндокринных основ адаптации и нейропротекции, исследуется патогенное и адаптогенное действие гипоксических воздействий, а также физиологические, молекулярно-клеточные, биохимические и гормональные механизмы, реализующие эти эффекты. В последние годы особое внимание уделяется разработке эффективных и безопасных режимов гипоксических воздействий, предназначенных для применения в здравоохранении с целью профилактики и лечения различных заболеваний.
 |
Разработка режимов гипокси/гипероксического кондиционирования для повышения стрессоустойчивости организма, с использованием оборудования OXYTERRA. Эксперимент проводят: зав. лабораторией д.б.н., проф. РАН Е.А. Рыбникова (в центре), главный научный сотрудник, д.м.н., д.псих.н., профессор А.А. Благинин (слева), старший научный сотрудник, к.б.н. К.А. Баранова (справа). В кресле добровольца-испытуемого – старший научный сотрудник, к.б.н. А.В. Чурилова. |
Важное место в исследованиях лаборатории занимает онтогенетический аспект. Сформирована группа биохимии нарушений развития мозга, которая занимается изучением механизмов формирования устойчивых нейропатологий (преждевременное старение мозга, склонность к формированию депрессивно-подобных состояний, предрасположенность к аддикциям и др.), в результате нарушения развития мозга под действием гипоксии плода и стресса матери во время беременности. Проводятся лонгитюдные исследования механизмов развития нейродегенеративных заболеваний и состояния «раннего старения» вследствие пережитого в пренатальном онтогенезе гипоксического и глюкокортикоидного стресса. Изучаются особенности кооперации функций между нейронами и астроцитами в норме и в результате нарушений пренатального развития. Проводится поиск перспективных маркеров для ранней диагностики нарушений развития, вызванных стрессом матери и пренатальной гипоксией, и поиск молекулярных мишеней для терапии.
| Группа биохимии нарушений развития мозга (рук. – главный научный сотрудник, д.б.н. Е.И. Тюлькова (в центре). Стоят справа налево: научный сотрудник, к.б.н. В.А. Стратилов, ведущий научный сотрудник, д.б.н. О.В. Ветровой, младший научный сотрудник С.С. Потапова, старший лаборант Е.А. Зуган, студент М.В. Воронова. |  |
Отдельное направление касается поведенческих исследований по выявлению индивидуальной специфики когнитивных способностей аутбредных животных, используемых в качестве трансляционных моделей (макаки резус, крысы Вистар), что в конечном итоге направлено на развитие персонализированной медицины. На макаках выявляется зависимость индивидуального реагирования на условия лабораторного содержания (одиночное или парное клеточное содержание, наличие или отсутствие предметного обогащения среды и т.п.). Оценивается зависимость индивидуальной продуктивности решения макаками когнитивных задач от условий эксперимента (объем рабочего пространства, длительность тестирования, порядок предъявления значимых и индифферентных сигналов, предварительное использование элементов когнитивного обогащения). В экспериментах по влиянию умеренной гипоксии оценивается степень коррекции когнитивного статуса молодых и старых макак с использованием тестирования зрительного различения, обучаемости и пластичности, рабочей и долговременной памяти и др. когнитивных функций.
Еще одно направление исследований связано с изучением закономерностей влияния низкотемпературного воздействия на функционирование нейронов и синаптическую передачу в срезах мозга с целью разработки оптимальных подходов к криоконсервации нервной ткани. Выявлены оптимальные параметры замораживания/размораживания, разработан способ инкапсуляции срезов в инкубационную среду с агаром для пролонгации длительного криосохранения (1 год и более).
В лаборатории налажена батарея физиологических, биохимических, молекулярно-биологических, гистологических, иммунохимических и иммуноферментных методов, а также комплекс процедур различной пробоподготовки. Количественный анализ метаболитов и ферментативных активностей проводится спектрофотометрическими, флуориметрическими и хемилюминометрическими методами. Используются модели гипобарической гипоксии в барокамерах, пренатальной гипобарической гипоксии (гипоксия плода в сочетании со стрессом матери) и ишемии плацентарных артерий (гипоксия плода), модели психоэмоциональных стрессов и тревожно-депрессивных расстройств на крысах, хроническое потребление никотина с использованием осмотических помп, дистантной ишемии конечности, интервальной нормобарической гипоксии и гипоксии/гипероксии с использованием оборудования OXYTERRA. Поведенческие тесты включают «открытое поле», приподнятый крестообразный лабиринт, водный лабиринт Морриса, лабиринт Барнса, радиальный восьмилучевой лабиринт, мекамиламиновый тест избегания места, акустический стартл-рефлекс, светло-темная камера и др. Создан и используется уникальный комплекс автоматизированных средств оценки индивидуального поведения «каптивных» (клеточное содержание) макак в условиях содержания, предъявления когнитивных задач и контактирования с элементами предметного обогащенния среды, а также комплекс инженерных решений по оснащению вольера для коллективного содержания макак. Когнитивные функции приматов оцениваются в тестах по отсроченному выбору изображения отличного от образца (DNMS), отсроченному выбору пространственной позиции подкрепляемого изображения, паттерну интереса к различным элементам предметного обогащения.
Лабораторией осуществляется тесное научно-практическое сотрудничество с кафедрой авиакосмической медицины ВМА им. С.М. Кирова, НИИ кардиологии Томского НИМЦ, НМИЦ терапии и профилактической медицины Минздрава РФ, Центром трансфера медицинских технологии ФГБУ НЦЭСМП Минздрава РФ, Санкт-Петербургским государственным университетом, ФГБУН Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины». Индустриальные партнеры лаборатории — производитель инновационного российского аппарата для получения гипоксических, гипероксических и нормоксических газовых смесей OXYTERRA ООО «ОКСИТЕРРА», производитель лабораторного оборудования и материалов ТД «Вет-Цздор Продакт».