Дополнительные научные формирования
 
На главную страницу
Відділ біохімії холодової адаптації
Наукові співробітники відділу:

Відділ біохімії холодової адаптації був організований в 1989 році. Керує відділом доктор біологічних наук, заслужений діяч науки і техніки України, професор Олександр Кирилович Гулевський.

Професор А.К. Гулевський - учень чудового вченого Аполлона Максимовича Білоуса (1929-1999), чл.-кореспондента АН України, лауреата премії ім. А.А. Богомольця АН УРСР, Державної премії з науки і техніки України, провідного вченого в галузі фундаментальної кріобіології. Вивчення механізмів холодового пошкодження мембран на рівні клітин дозволило А.М. Білоусу створити єдину молекулярно-клітинну концепцію кріоушкоджень. А.М. Білоус керував великим колективом вчених, з якого в 1989 році відокремився і став самостійною одиницею відділ біохімії холодової адаптації.

Руководитель отдела:
доктор
біологічних наук, професор
Олександр Кирилович Гулевський

Одним з напрямків діяльності відділу є вивчення молекулярних механізмів зимової сплячки. Дослідження особливостей функціонування біомембран, білок-синтезуючого апарату, ферментів дозволить створити теорію природної адаптації клітин різних органів і тканин зимосплячих тварин в умовах природної гіпотермії, а з практичного погляду може бути підходом для наукового обґрунтування тривалого зберігання клітинних суспензій, органів і тканин теплокровних тварин, призначених для трансплантації.

Найважливішим напрямком досліджень відділу є також вивчення біомолекул-адаптогенів клітин пойкілотермних і гетеротермних тварин до охолодження. За допомогою сучасних методів біохімії та молекулярної біології, хроматографії, гель-фільтрації, електрофорезу, ультрацентрифугування, радіоізотопного аналізу ведуться пошуки біомолекул, отриманих із з'єднувальних і нервової тканин холодостійких тварин, що модифікують фізико-хімічні властивості міжклітинного і внутрішньоклітинного середовища, антифризів, білків температурного гістерезису, білків-ініціаторів льоду.

Встановлено, що еритроцити ховрахів Citellus undulatus, що знаходяться в сплячці, мають підвищену стабільністю до стресового впливу, зокрема, до тривалого зберігання в умовах гіпотермії (місяць), що виражається в зниженні гемолізу, збереженні бар'єрних властивостей мембран, іонного гомеостазу та контрольних систем. Показано, що максимальною стійкістю володіють еритроцити Citellus undulatus на початку бауту, (січень-лютий).

Застосування білкової фракції 1-10 кДа, виділеної з тканин холодоадаптованих і зимосплячих тварин, дозволило виявити деякі фармакологічні ефекти. Фракція 1-10 кДа при концентрації 10-7 Моль має виражену жарознижувальну, протизапальну і захисну дію на міокард гомойотермних тварин (щурів) в умовах гіпотермічного зберігання, викликає вірогідне зниження холодової чутливості терморецепторів шкіри, пригнічує біосинтез білків, ДНК і РНК в клітинах асцитної карциноми Ерліха.

При аклімації личинок T. molitor змінюється склад білків, зокрема, істотно збільшується ймовірність появи білка молекулярної масою 65 кД. Встановлено, що в процесі аклімації бере участь білок-синтезуюча система клітин.

При вивченні синтезу ліпідів de novo із застосуванням радіоактивних міток було встановлено, що в процесі низькотемпературної аклімації синтезуються фракції як нейтральних, так і полярних ліпідів. Найбільш істотно збільшується синтез нейтральних ліпідів, вільних жирних кислот і ефірів стеринів. Важливий факт синтезу ліпідів при температурі 4-6°C, причому кількісно рівень включення радіоактивного попередника не нижче, ніж при 20-22°C, а в ряді випадків дещо вищий.

При вивченні синтезу ліпідів de novo із застосуванням радіоактивності було встановлено, що в процесі низькотемпературної аклімації синтезуються фракції як нейтральних, так і полярних ліпідів. Найбільш істотно збільшується синтез нейтральних ліпідів., Вільних жирних кислот і ефірів стеринів. Важливий факт синтезу ліпідів при температурі 4-6°C, причому кількісно рівень включення радіоактивного попередника не нижче, ніж при 20-22оС, а в ряді випадків дещо вищий.

Співробітниками відділу захищено 3 докторські дисертації і 12 кандидатських, трьом співробітникам присвоєно звання професора.

Сьогодні відділ біохімії холодової адаптації розвиває новий науковий напрям, пов'язаний з дослідженням біологічної активності низькомолекулярних речовин, отриманих з тканин гомойотермних і пойкілотермних тварин. Зокрема, у відділі розробляється нова наукова тематика, пов'язана з виділенням низькомолекулярної фракції (до 5 кДа) з кордової крові і подальшим вивченням її біологічної активності, для отримання нового біологічно активного ранозагоювального препарату.

В результаті досліджень показано, що низькомолекулярна фракція (до 5 кДа), отримана з кордової крові великої рогатої худоби, має виражену ранозагоювальну, виразкозагоювальною і цукрознижучою, що визначали на моделях термічного опіку III B ступеня, ерозивно-геморогіческого ураження слизової оболонки шлунка і тесті на толерантність до глюкози. Крім того, зазначена фракція має високу ефективність як компонент ростовой середовища для культур клітин, що було визначено на диплоидной культурі ембріональних фібробластів людини на 4-5 пасажі, де її додавали в ростові середу при посіві клітин.

Встановлено посилення сполученого дихання мітохондрій печінки щурів, збільшення дихального контролю для першого комплексу дихального ланцюга мітахондріяльной мембрани при введенні фракції щурам in vivo.

Виявлено, що фракція до 5 кДа, отримана з кордової крові великої рогатої худоби має імуномодулюючу дію, яке виражається в стимуляції in vivo і in vitro фагоцитарної активності лейкоцитів периферичної крові.

З метою розкриття механізмів регулювання метаболізму речовинами пептидної природи під час холодової аклімаціі, у відділі досліджуються процеси керованої гіпотермії і біологічної активності регуляторних пептидів з тканин гомойотермних тварин. Зокрема показано, що низькомолекулярна фракція (до 5 кДа), отримана з тканин холодоадаптірованного карася Carassius auratus, є відонеспеціфічной і має здатність підвищувати стійкість теплокровних тварин до гіпоксії, а також знижувати їх рухову активність, що було показано на лабораторних тваринах. Виявлено, що внутрішньоочеревинне введення даної фракції рибам, неадаптованих до холоду, запобігає їх загибель при різкому зниженні температури і покращує біоенергетичні параметри (вміст АТФ, співвідношення метаболітів, і інші).

Основні публікації відділу

на главную страницу Института

Контактна інформація:
Україна, 61016, Харків, вул. Переяславська 23,
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Тел: +38 057 373 4143,   373 8807,   373 3039;     Факс: +38 057 373 5952
Електронна пошта: cryo.ua@gmail.com