Latest revision as of 19:08, 25 September 2025

Відділ Гіпоксії

• Головна
• Історія
• Команда
• Методи
• Наукове співробітництво
• Вибрані публікації та захищені дисертації
• Контакти

Що таке гіпоксія і чому цей стан має таке важливе значення? Гіпоксія — це патологічний стан, що характеризується недостатнім постачанням кисню до тканин організму або порушенням його утилізації клітинами.

Виділяють кілька типів гіпоксії:

⦁ гіпоксична (зниження парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі або в артеріальній крові);

⦁ гемічна (зменшення здатності крові переносити кисень, наприклад при анемії, карбоксигемоглобінемії);

⦁ циркуляторна (порушення кровообігу та транспорту кисню до тканин);

⦁ тканинна (зниження здатності клітин утилізувати кисень, зокрема при отруєнні ціанідами, мітохондріальних дисфункціях);

⦁ змішана (поєднання кількох механізмів).

Саме гіпоксія супроводжує величезну кількість хвороб: серцево-судинні захворювання (ішемічна хвороба серця, інфаркт міокарда, серцева недостатність), респіраторні патології (хронічне обструктивне захворювання легень, пневмонія, набряк легень), анемії, інсульт, шокові стани, отруєння токсинами та метгемоглобінутворювачами.

Але, не зважаючи на роки досліджень, присвячених вивченню цієї патології, недостатньо вивченими залишаються молекулярні механізми адаптації клітин до хронічної гіпоксії, роль генетичних факторів у чутливості до кисневого дефіциту, взаємозв’язок між гіпоксією та канцерогенезом, а також оптимальні терапевтичні стратегії для корекції тканинної гіпоксії без побічних ефектів.

Тому фокусом наукових інтересів і досліджень нашого відділу є з’ясування механізмів розвитку гіпоксії та адаптації клітин до кисневого дефіциту, а також визначення ролі гіпоксії у перебігу патологічних процесів, зокрема таких як рак, серцево-судинні та нейродегенеративні захворювання, метаболічні порушення та інші.

Ми прагнемо зрозуміти, як зміни в клітинних сигнальних шляхах і метаболізмі під впливом гіпоксії позначаються на функціонуванні різних тканин та органів, формуючи характерні ознаки захворювань, і на основі цього виробити практично значимі рекомендації щодо можливого запобігання гіпоксії, зменшення її негативних наслідків, а також можливостей використання інтервальних гіпоксичних тренувань як терапевтичного впливу. Наші зусилля останніх років спрямовані на те, щоб на тваринних та клітинних моделях вивчати вплив гіпоксії за допомогою методів електрофізіології, флуоресцентної мікроскопії, молекулярної біології та імунохімії, роблячи вагомий внесок у розуміння її патофізіологічної ролі. Основні напрями досліджень

Вивчення механізмів транспорту та утилізації кисню при гіпоксії різного генезу, моделюванні патологічних процесів та екстремальних станів в експерименті на тваринах; визначення патогенетичних та компенсаторно-пристосувальних механізмів, особливостей функції фізіологічних систем та молекулярних чинників при гіпоксії різного генезу у здорової та хворої людини та при дії екстремальних умов; встановлення ролі гіпоксії в патогенезі найпоширеніших захворювань; розробка патогенетичної терапії гіпоксичних та оксидативних тканинних пошкоджень, гіпокситерапевтичних методів лікування найпоширеніших захворювань.

Напрями досліджень у 2018-2027 рр. дослідження молекулярно-генетичних та мітохондріальних механізмів участі гіпоксії у коморбідному перебігу запалення та метаболічних розладів; вивчення механізмів розвитку та компенсації гіпоксичних та оксидативних тканинних пошкоджень при нейродегенеративних і метаболічних розладах; вивчення клітинних та молекулярних механізмів впливу гіпоксії при патологічних процесах, асоційованих з бойовою травмою та її наслідками; розробка патогенетичної терапії гіпоксичних та оксидативних тканинних пошкоджень при судинних та нейродегенеративних захворюваннях головного мозку, гіпокситерапевтичних методів лікування при цукровому діабеті 2 типу. розробка гіпокситерапевтичних і фармакологічних підходів для корекції регенерації тканин, метаболічних та нейродегенеративних порушень, спричинених бойовою травмою.

Експериментальні дослідження проводяться in vivo та in vitro на лабораторних тваринах, органах і тканинах (головний мозок, міокард, легені, печінка, судини, скелетний м’яз, шкіра), клітинах (кардіоміоцити, клітини крові, сітківки, пухлинні лінії), органелах (мітохондрії), молекулах (транскрипційні фактори, білки, ліпіди, ДНК, мРНК, мікроРНК).

Галузі дослідження: І2 – медицина, Е1 – біологія та біохімія; фізіологія людини і тварин, патологічна фізіологія, молекулярна біологія, клітинна біологія.

Наукові досягнення останніх років

Тема НДР «Молекулярно-генетичні механізми впливу гіпоксії на перебіг запалення та метаболічних розладів» – НАН України – 2020-2023, № держ. реєстрації 0119U103909 – д. мед. н. Портниченко А.Г. Встановлено мітохондріальні, мікроРНК-залежні і молекулярні механізми розвитку запалення та метаболічних розладів, зокрема, інсулінорезистентності і цукрового діабету 2 типу, а також їх коморбідного перебігу, розроблено гіпокситерапевтичні та фармакологічні підходи до їх корекції в експерименті і клініці. Висунуто і обґрунтовано наукову гіпотезу, що коморбідний перебіг запальних процесів та метаболічних розладів потенціює порушення енергетичного метаболізму, що обумовлює обтяження патологічного процесу і летальність у хворих, зокрема, з пневмонією на тлі цукрового діабету. Виявлено та науково описано нове явище, що коморбідний перебіг запалення та інсулінорезистентності у тварин супроводжується значною втратою експресії лептинових рецепторів у легенях та печінці та порушенням окисного фосфорилювання у мітохондріях. Охарактеризовано прояви мітохондріальної та ендотеліальної дисфункції, оксидативного стресу, експресію метаболічних регуляторів лептину, PGC-1 та їх роль у патогенезі цитокініндукованого запалення, інсулінорезистентності, цукрового діабету 2 типу та їх коморбідного перебігу в експерименті. Встановлено ефективну активацію компенсаторних механізмів у мітохондріях при ліпідному навантаженні і гіпоксичному впливі, однак нестачу їх при коморбідному перебігу з запальним процесом. Вперше встановлено роль лептинових рецепторів мітохондрій у порушенні регуляції енергетичного метаболізму та мітохондріальній дисфункції при коморбідному перебігу запалення і метаболічних розладів. Виявлено новий механізм протективного впливу періодичної гіпоксії через часткову нормалізацію експресії лептину та лептинових рецепторів у щурів з коморбідною патологією. Вперше визначено участь мікроРНК-34а та -320 в реалізації ефектів гіпоксичних впливів на метаболічні порушення при експериментальній інсулінорезистентності і діабеті 2 типу. Систематизовано підходи щодо використання одержаних результатів у практиці шляхом розробки режимів застосування методів гіпоксичної корекції при запальних процесах і проявах метаболічного синдрому, зокрема, інсулінорезистентності і діабету 2 типу. У хворих на цукровий діабет 2 типу з кардіоваскулярною автономною нейропатією встановлено збільшення експресії гена HIF-1α і зменшення експресії гена mTOR під впливом Актовегіну, що свідчить про участь гіпоксіязалежних молекулярних механізмів у протективних ефектах при діабеті. Систематизовано підходи щодо використання одержаних результатів у практиці шляхом патогенетичного впливу фармакологічних препаратів антиоксидантної та антигіпоксичної дії на оксидативні розлади у пацієнтів. Охарактеризовано зміни церебральної біоритміки антарктичних зимівників внаслідок тривалого впливу екстремальних факторів, центральної гемодинаміки при гіпоксії навантаження у адаптованих і неадаптованих здорових добровольців та механізми їх корекції. Опубліковано 1 розділ у зарубіжній монографії, 1 навчальний посібник, 1 методичні рекомендації, 15 статей у зарубіжних і 44 статті у вітчизняних наукових виданнях, одержано 5 ОІВ. За результатами досліджень одержано премії НАН України ім. Ф.Г. Яновського (2022), Д.Ф. Чеботарьова (2024), міжнародну нагороду за доповідь на Конгресі з проблем серцево-судинної системи, нирок і метаболізму (2023, Мюнхен, Німеччина), стипендію НАН України для молодих вчених (2023-2025), одержано Early Career Scientist Grant від фірми HelloBio (мол. н. співр. М.Г. Козловська).

Тема НДР «Механізми розвитку та компенсації гіпоксичних та оксидативних тканинних пошкоджень при нейродегенеративних і метаболічних розладах» – НАН України – 2017-2019, № держ. реєстрації 0120U101227, керівники – д. мед. н., проф. Маньковська І.М., д. мед. н. Портниченко А.Г. При нейродегенеративних і метаболічних розладах в експерименті та клініці встановлено механізми розвитку та компенсації гіпоксичних та оксидативних порушень, механізми профілактичного і лікувального впливу фармакологічних препаратів антиоксидантної та антигіпоксичної дії та нефармакологічних засобів (інтервальні гіпоксичні та гіпоксично-гіпероксичні тренування). Висунуто і обґрунтовано наукову гіпотезу про метабопротекторний вплив окремих режимів гіпоксії при цукровому діабеті 2 типу і метаболічному синдромі, а також нейродегенеративних захворюваннях. Сформовано новий напрям досліджень гіпокситерапевтичної профілактики і корекції метаболічних і психоневрологічних порушень. Виявлено та науково описано виняткові нові явища покращення вуглеводного, ліпідного та енергетичного метаболізму у тварин з експериментальним діабетом 2 типу і у пацієнтів похилого віку з предіабетом при впливі розроблених режимів гіпокситерапевтичної корекції, встановлено їх молекулярні механізми. Описано нове явище покращення когнітивної функції у хворих з хворобою Альцгеймера при впливі розроблених режимів гіпокситерапевтичної корекції. Систематизовано підходи щодо використання одержаних результатів у практиці шляхом розробки і застосування метаботропних і нейротропних режимів інтервальних гіпоксичних та гіпоксично-гіпероксичних тренувань. Встановлено профілактичну і лікувальну ефективність біорегуляційного методу поліхромної біорегуляції як нефармакологічного засобу при впливі екстремальних факторів Антарктики на людину. Виявлено нові важливі властивості фармакологічних препаратів і субстанцій (корвітин, омега-3 кислоти, капікор, мексидол, альфа-ліпоєва кислота, урідин) при експериментальному цукровому діабеті і паркінсонічному синдромі у шурів, що надає нові підходи щодо їх використання у практиці. Опубліковано 1 одноосібну і 1 колективну монографії, розділ у зарубіжній монографії, 1 навчальний посібник, 2 методичних рекомендацій, 18 статей у зарубіжних і 27 статей у вітчизняних наукових виданнях, одержано 4 ОІВ.