95 лет со дня рождения академика Александра Михайловича Уголева

9 марта 2021 года исполняется 95 лет со дня рождения академика Александра Михайловича Уголева. Эта дата служит хорошим основанием для того, чтобы еще раз вспомнить о жизненном пути и основных достижениях выдающегося отечественного физиолога, а также отметить те особенности его личности, благодаря которым они стали возможными. Прочитать краткий очерк об А.М. Уголеве >>

Академик Александр Михайлович Уголев

9 марта 2021 года исполняется 95 лет со дня рождения академика Александра Михайловича Уголева. Эта дата служит хорошим основанием для того, чтобы еще раз вспомнить о жизненном пути и основных достижениях выдающегося отечественного физиолога, а также отметить те особенности его личности, благодаря которым они стали возможными.

Несомненно, это исключительная природная одаренность, сочетающая аналитический ум и феноменальную память с изобретательностью, богатым воображением и потрясающей интуицией.

Следует подчеркнуть еще одну особенность А.М. Уголева как ученого, во многом характеризующую его творческий путь. Пожалуй, наиболее точно можно обозначить ее как постоянный научный поиск – поиск актуальных задач для исследования и поиск эффективных путей их решения. Нередко он повторял девиз из романа В. Каверина «Два капитана» – «Бороться и искать, найти и не сдаваться». Это нашло свое отражение и в чрезвычайно широком спектре его интересов в различных областях физиологии и медицины, куда он внес весомый вклад.

В 1951 году А.М. Уголев успешно защитил кандидатскую диссертацию «Условные слюнные рефлексы у кошек и способ добывания пищи». Ему удалось показать, что у охотящихся кошек отсутствуют натуральные условные пищевые рефлексы, имеющиеся у не охотящихся молодых и длинношерстных кошек. Это позволило ему связать особенности условных слюнных регуляций с особенностями способа добывания пищи (охоты). Здесь он, по-видимому, впервые ярко продемонстрировал свои возможности как экспериментатора, выполнив на мелких животных (кошках, кроликах, морских свинках, крысах и др.) сложные хирургические операции по наложению фистулы слюнной железы.

С 1955 года путь А.М. Уголева в науке продолжился в Москве, в Институте нормальной и патологической физиологии АМН СССР. Развивая классические представления И.П. Павлова и его школы, он разработал ряд новых оперативных вмешательств и обнаружил тонкие ферментные адаптации слюнных, желудочных и поджелудочной желез к качеству пищи. Примерно в то же время совместно с В.Н. Черниговским и В.Г. Кассилем он проводил исследования регуляции пищевого поведения животных, в частности, влияния на них интероцептивной сигнализации. Несколько лет спустя на основании этих работ А.М. Уголев выдвинул метаболическую теорию регулирования аппетита, которая впоследствии получила подтверждение.

В 1958 году А.М. Уголев защитил докторскую диссертацию «Приспособление пищеварительных желез к качеству пищи». По-видимому, в этот период определились два основных направления его научных исследований в последующие десятилетия – физиология пищеварения и эволюционная физиология, что нашло отражение уже в первой его монографии «Пищеварение и его приспособительная эволюция», опубликованной в 1961 году.

В конце 1950-х годов А.М. Уголев сделал выдающееся открытие, коренным образом изменившее прежние представления о протекании пищеварительных процессов. Это – открытие мембранного (пристеночного) пищеварения, неизвестного ранее жизненно важного механизма ассимиляции пищи, которое реализуется на границе внеклеточной и внутриклеточной сред ферментами, синтезируемыми кишечными клетками, а также ферментами, адсорбированными из полости тонкой кишки (преимущественно панкреатическими). Оно способствовало пересмотру прежних представлений о протекании пищеварительных процессов: вместо общепринятой классической двухзвенной схемы функционирования пищеварительной системы (полостное пищеварение – всасывание) появилась трехзвенная (полостное пищеварение – мембранное пищеварение – всасывание). Первые публикации об открытии, появившиеся в 1960 году в журналах «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины» и «Nature», сразу вызвали живой интерес как у отечественных, так и у зарубежных ученых. Вероятно, нет необходимости в данной статье подробно излагать суть открытия и его значение для мировой науки. За истекшие полвека оно получило мировое признание и при жизни А.М. Уголева трижды номинировалось на Нобелевскую премию. Вместе с тем и сама история этого открытия заслуживает особого внимания и весьма поучительна, особенно для молодого поколения ученых.

С 1960 года научная деятельность А.М. Уголева была неразрывно связана с Институтом физиологии им. И.П. Павлова АН СССР. В 1963 году он стал заведующим Лабораторией физиологии питания, бессменным руководителем которой он оставался до конца своей жизни. В написанном в то время отзыве академик В.Н. Черниговский, упоминая самые первые исследования молодого ученого, отмечал: «эти работы свидетельствуют о ярком методическом мастерстве А.М. Уголева и его изощренной технике физиологического эксперимента. Какого бы направления в исследовании ни касался А.М. Уголев, этому всегда сопутствовала (или предшествовала) разработка новых, оригинальных методик, из коих многие, особенно связанные с операциями на пищеварительном тракте, отличаются исключительным мастерством, оригинальностью замысла и виртуозностью выполнения». И далее: «бесспорно, наиболее значительными и важными в характеристике научного творчества А.М. Уголева являются его работы по физиологии пищеварения. Значимость их тем более существенна, что в этой области до А.М. Уголева работали столь крупные исследователи, как И.П. Павлов, К.М. Быков, И.П. Разенков и многие другие. Для стороннего наблюдателя представлялось, что в этой, столь хорошо разведанной и изведанной области физиологии уже невозможно прибавить что-либо принципиально новое. Тем не менее, благодаря настойчивой работе в этом направлении, отраженной еще в его кандидатской диссертации, А.М. Уголев сумел найти свои пути и сделать важные открытия». «Я убежден, что через 5–10 лет в советской физиологии возникнет новая физиологическая школа, которую с полным правом можно будет назвать школой Уголева».

Эти слова академика В.Н. Черниговского стали пророческими. В ходе дальнейших многолетних исследований, проведенных как в Лаборатории физиологии питания под руководством А.М. Уголева, так и его учениками и последователями, изучалась организация мембранного пищеварения, его пространственная топографии вдоль тонкой кишки и в системе крипта–ворсинка, организация и регуляция полисубстратных процессов в тонкой кишке, механизмы развития некоторых видов патологии желудочно-кишечного трак-та, связанных с нарушением мембранного пищеварения.

За создание современной теории пищеварения и питания А.М. Уголеву были присуждены премии имени И.П. Павлова (1963) и имени И.М. Сеченова (1986) АН СССР. В 1984 году он был избран действительным членом Академии наук СССР.

При исследовании особенностей мембранного пищеварения А.М. Уголев пришел к объяснению наблюдаемой в нормальных условиях высокой скорости ферментативного расщепления пищевых веществ в тонкой кишке, а также тесной интеграции этого процесса с всасыванием образующихся продуктов, которая во многом определяет эффективность функционирования «пищеварительно-транспортного конвейера. Решению этой проблемы способствовала разработанная А.М. Уголевым с участием Б.З. Зарипова уникальная методика перфузии изолированного участка тонкой кишки крыс различными субстратами в условиях хронического опыты в условиях in vivo. Мастерство хирурга и изобретательность позволили А.М. Уголеву блестяще решить целый ряд сложных задач, связанных как с проведением операции, так и с обеспечением условий опыта, максимально близких к физиологическим.

В отличие от широко используемой в мире методики перфузии участка кишки в остром опыте на анестезированном животном, впервые была реализована возможность исследовать гидролиз и всасывание пищевых веществ в тонкой кишке в условиях, наиболее близких к физиологическим, причем многократно на одном и том же животном в течение нескольких недель. Данные, полученные в этих исследованиях, коренным образом изменили прежние представления о реальных масштабах мембранного гидролиза и всасывания пищевых веществ в тонкой кишке в нормальных условиях, а также о механизмах транспорта образующихся продуктов через апикальную мембрану клеток кишечного эпителия.

В последующие годы эта методика получила дальнейшее развитие и не только вошла в золотой фонд Лаборатории, но и получила мировую известность. Результаты хронических опытов и их анализ с применением математического моделирования и иммуноцитохимического исследования способствовали выявлению относительной роли различных механизмов транспорта глюкозы через апикальную мембрану энтероцита в естественных условиях. Уже на начальном этапе исследования мембранного пищеварения большое внимание уделялось изучению его роли в онтогенезе.

После кончины А.М. Уголева существенный вклад в дальнейшую разработку этой проблемы внесли его сотрудники Н.М. Тимофеева, Н.Н. Иезуитова, В.В. Егорова, А.А. Никитина. Получило развитие целое направление, касающееся проблемы раннего метаболического (пищевого) программирования ферментных систем пищеварительных и некоторых непищеварительных органов. Впервые было показано, что оно может играть важную роль в функционировании этих систем на протяжении всей жизни животного и даже жизни его последующих поколений.

Среди научных достижений А.М. Уголева несколько обособленно стоят работы, посвященные исследованию кишечной гормональной системы и, в частности, непищеварительных эффектов кишечных гормонов. Еще в начале 1950-х годов он впервые в мире осуществил удаление двенадцатиперстной кишки у кошек и собак и наблюдал эндокринное заболевание, названное им «синдромом дуоденальной недостаточности». Оно выражалось вначале в виде крайнего истощения организма, сменявшегося затем ожирением гипоталамического типа. Анализируя эти данные и многие другие наблюдения, А.М. Уголев пришел к выводу о том, что эндокринные клетки двенадцатиперстной кишки продуцируют гормоны, влияющие не только на деятельность пищеварительной системы, но и на функционирование многих других органов и систем.

Эволюционное направление было одним из основных на протяжении почти всей научной деятельности А.М. Уголева. Уже в своей первой монографии он сформулировал новую теорию общего эволюционного происхождения внешней и внутренней секреции на базе морфостатической экскреции. В последующие годы в эволюционном аспекте изучались основные характеристики мембранного пищеварения. В исследованиях использовался чрезвычайно широкий спектр экспериментальных объектов: млекопитающие, птицы, рыбы, беспозвоночные. Было продемонстрировано, что механизм мембранного пищеварения относится к одному из основных типов пищеварения во всем животном мире.

Опубликованная в 1985 году монография «Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций. Элементы современного функционализма» явилась наиболее капитальным трудом А.М. Уголева, обобщившим его многолетние труды в этой области. Изложенные в ней принципы эволюции функций имеют общебиологическое значение. Им была сформулирована концепция универсальных функциональных блоков, согласно которой различные функции клеток и органов реализуются путем набора стандартных функциональных блоков – молекул и надмолекулярных структур, выполняющих элементарные функции. Начиная с определенного момента, эволюция представляет собой процесс поиска новых сочетаний сформировавшихся ранее универсальных функциональных блоков, которые сами в ходе эволюции не претерпевают существенных изменений. Эти универсальные функциональные блоки, распределяясь в разных количествах и в разных отделах клеток и органов, обеспечивают их специализацию. Существование блоковой структуры рассматривается как один из фундаментальных принципов организации биологических систем. На основе концепции универсальных функциональных блоков находят объяснение побочные эффекты лекарственных веществ и значительные трудности в создании таких препаратов, которые могли бы действовать избирательно на сорняки, на насекомых-паразитов и вредителей сельскохозяйственных растений, не оказывая токсического влияния на человека.

Заслуги А.М. Уголева в области эволюционной физиологии в 1990 году были отмечены Золотой медалью имени И.И. Мечникова АН СССР. Рассматривая процессы пищеварения у организмов, стоящих на разных уровнях эволюционной лестницы, А.М. Уголев пришел к выводу о том, что механизмы ассимиляции пищи практически универсальны. Проблемы и закономерности усвоения пищевых веществ на всех иерархических уровнях организации биологических систем: клетка – орган – организм – экосистема – биосфера были рассмотрены с позиции сформулированной им единой междисциплинарной науки – трофологии. Она включает в себя целый комплекс наук: клеточную и тканевую трофику, гастроэнтерологию, науку о питании, иммунологию, экологию, ряд технологических наук, а также определенные проблемы сельского хозяйства и такие пограничные проблемы как, например, физиология аппетита и функции депо, трофические функции нервной системы и т.д.

В последующие годы основные положения трофологии получили дальнейшее развитие, как в нашей стране, так и за ее пределами. В рамках трофологии А.М. Уголев разработал основные постулаты созданной им теории адекватного питания. Она включает как составную часть широко распространенную теорию сбалансированного питания, но одновременно учитывает сложившиеся в ходе эволюции особенности функционирования пищеварительной системы. В частности, при адекватном питании обеспечивается сохранение нормальной микрофлоры кишечника, которая играет важную роль не только в эффективности процессов пищеварения и всасывания, но и положительно влияет на состояние других систем организма. Именно теория адекватного питания служит теоретической основой широкого применения в последнее время в медицине и здравоохранении пробиотиков и пребиотиков.

Примером практического применения результатов, казалось бы, чисто теоретических исследований является работа А.М. Уголева в Институте медико-биологических проблем в качестве ведущего консультанта в разработке рекомендаций по питанию космонавтов. Его вклад в биологическое обеспечение космических полетов был отмечен в 1981 году дипломом им. Ю.А. Гагарина. В 1990 году он был избран членом Международной академии астронавтики, в 1991 году принял участие в проходившем в США международном совещании по медико-биологическому обеспечению пилотируемых полетов на Марс.

Фундаментальные работы А.М. Уголева в области пищеварения явились основой для проведения многочисленных исследований прикладного характера. Под его руководством и при участии был разработан и внедрен в практику ряд новых методов и диагностических приемов, получивших дальнейшее развитие.

В 1968 году А.М. Уголев основал и в течение более чем двух десятков лет бессменно руководил знаменитой академической школой-семинаром «Современные проблемы физиологии и патологии пищеварения», ныне носящей его имя.

Подготовив 60 кандидатов и 40 докторов наук, он фактически был неформальным научным руководителем и консультантом сотен сотрудников и многих лабораторий как в России, так и за ее пределами. А.М. Уголев оставил большое творческое наследие. Им опубликовано около 300 научных работ, включая капитальные обзоры, многие из которых были изданы за рубежом, а также 16 монографий, две из которых изданы на английском языке. Он был удостоен правительственных наград и престижных научных званий: почетный член Британского общества гастроэнтерологов, член Чехословацкого общества им. Пуркинье и Венгерского гастроэнтерологического общества. Среди его наград медаль имени Ю.А. Гагарина и медаль Гиппократа.

Академик Александр Михайлович Уголев был настоящим российским ученым, патриотом, достойным продолжателем идей и традиций И.М. Сеченова, И.П. Павлова, И.И. Мечникова.

Материал подготовила с.н.с. В.А.Цветкова