90-летию Аполлинария Николаевича Леонова посвящается

90-летию Аполлинария Николаевича Леонова посвящается

1 марта 2019 года исполняется 90 лет со дня рождения бывшего заведующего кафедрой Патологической физиологии ВГМИ-ВГМА Аполлинария Николаевича Леонова. Этот человек очень много сделал не только для института, в котором он отработал 40 лет, но и для советской и мировой науки. 

О своем учителе и наставнике рассказывает представитель воронежской школы патофизиологии и гипербарической медицины профессора А.Н. Леонова профессор Павел Николаевич Савилов, член-корреспондент РАЕН и РАЕ, доктор медицинских наук, профессор (Тамбов). Материал публикуется в авторской редакции.

О ГИПЕРБАРИЧЕСКОМ КИСЛОРОДЕ ПОЗВОЛЬТЕ ЗАМОЛВИТЬ МНЕ СЛОВО

Первого марта 2019 года исполняется 90 лет со дня рождения моего любимого учителя и наставника, выдающегося советского учёного-патофизиолога, доктора медицинских наук, профессора Аполлинария Николаевича Леонова, к сожалению, не дожившего до этой юбилейной даты. Посвящая эту статью его памяти, я сознательно отхожу от, традиционно принятого как в академических, так и вузовских периодических изданиях, поэтапной экскурсии читателя по автобиографическим вехам жизни юбиляра. Ибо, следуя данным путём, мне не удастся сказать о главном: чем обязана современная мировая медицинская наука человеку, посвятившему свою жизнь учёного, ответу на вопрос: «Что делает гипербарический кислород?».

К середине XX века было накоплено достаточное количество экспериментальных работ о влиянии сверхнасыщения организма кислородом (как в нормо-, так и гипербарических условиях) на различные физиологические системы организма. Однако полученные данные не только не проливали свет на биологические эффекты гипероксии, но вносили сумятицу в трактовку клинических эффектов оксигенобаротерапии. В результате формировались ошибочные представления о характере изменений тех или иных показателей функционально-метаболических систем организма в условиях гипероксии и в постгипероксическом периоде. Сформировавшаяся к тому времени физико-химическая теория лечебного действия гипербарической оксигенации (ГБО), объясняла лечебный эффект ГБО хорошей растворимостью кислорода в биологических жидкостях (плазма крови, клеточный сок) в условиях гипербарии, чего было достаточно для устранения дефицита кислорода в клетке. Однако она не могла объяснить сохранение лечебного эффекта гипербарического кислорода (ГБО₂) в постгипероксическом периоде, особенно в условиях «реставрации» гипоксии. Эта теория не объясняла гибель организма в барокамере на фоне отсутствия признаков токсического действия кислорода, равно как отсроченные по времени лечебные эффекты ГБО₂ в постгипероксическом периоде и многое другое. Требовалось новая теория, полностью удовлетворяющая запросам практической медицины. Для этого нужно было не только сформулировать её основные положения, но, самое главное, получить их экспериментальное подтверждение. При этом было необходимо отказаться как от традиционного методического подхода в изучении влияния гипероксии на организм, так и от догматов об исключительной токсичности кислорода в условиях повышенного давления.

Это и было сделано А.Н. Леоновым, приступившим в 1965 году к заведыванию кафедрой патологической физиологии Воронежского государственного медицинского института и организовавшем на её базе первую в мире патофизиологическую лабораторию по изучению механизмов лечебного влияния ГБО₂ на организм_. Началось, методически систематизированное, сравнительное изучение влияния конкретного лечебного режима ГБО на одни и те же физиологические системы организма в норме и патологии.   В результате такого подхода исследователь получал возможность видеть, как одна и та же клетка (орган, ткань), реагировала изменением своей функциональной активности на сверхнасыщение кислородом в зависимости от её состояния на момент гипероксигенации (норма или патология). Неслучаен был и выбор режима ГБО: 3ата (703,6 кПа), время изопрессии 50 мин. Именно при 3 ата полностью исключается поддержание рО2 в крови на венозном конце капилляра за счёт диссоциации оксигемоглобина и кислородное обеспечение клеток на всём пути прохождения крови по капиллярному руслу при данном режиме ГБО происходит исключительно за счёт растворённого в плазме кислорода.

Вначале было решено посмотреть, как реагируют на гипероксическую нагрузку временем (количество часов, проведённых в условиях повышенного давления кислорода) при 3ата свободно-радикальные процессы в филогенетически неоднородных тканях млекопитающих. В результате в 1968 году Леонов и его первый аспирант В.А. Барсуков открывают гетерогенную чувствительность свободно-радикальных процессов в тканях млекопитающих к гипероксической нагрузке, нанеся первый удар по устоявшемуся на тот момент мнению о высокой чувствительности нейронов головного мозга к повреждающему действию гипероксии. В следующем году они же впервые в мировой науке описывают способность ГБО режиме 3 ата, 50 мин тормозить свободно-радикальные процессы в анемизированном мозге. Это был второй удар по теории токсического влияния кислорода на организм, признающей только стимулирующее влияние гипероксии на образование свободных радикалов в клетках. В этом же году сотрудники А.Н. Леонова, (а также члены студенческого научного кружка кафедры патофизиологии) В.А. Ворновский, В.Н. Яковлев, В.М. Крюков, К.М. Резников, Г.И. Бикметов, З.М. Бурцева, М.Н. Ефимова, Г.А. Цыганкова публикуют результаты своих приоритетных исследований о влиянии ГБО на различные физиологические системы и биохимические процессы в норме и при различной экспериментальной патологии. Их анализ позволил А.Н. Леонову сформулировать первое, поистине революционное для того времени, положение своей будущей адаптационно-метаболической теории гипербарической кислородной терапии «Эффект ГБО при патологических процессах находится в прямой зависимости от интенсивности обмена веществ в клетке и в организме в целом». Из этого становилось понятным, почему, например, клиническая эффективность одного и того же режима ГБО у больных ИБС со стенокардией напряжения оказывалась различной, а улучшение одних показателей, могло сопровождаться ухудшением других или отсутствием в изменении у третьих. В свою очередь, созданная А.Н. Леоновым патофизиологическая классификация механизмов лечебного действия гипероксии, способствовала формированию у практических врачей патофизиологического мышления при назначении ГБО, оценки его результатов и выборе режимов ГБО-терапии у конкретного пациента.

Что касается другого теоретического положения А.Н. Леонова, основанного на экспериментальных работах его научной школы «Раннее применение ГБО, когда механизмы метаболической адаптации не истощены, приносят наибольший положительный результат в лечении угрожающих состояний организма», то его правильность была доказана в ходе активного использования ГБО₂ советской военной медициной во время афганской компании 1980-1989 г.г..

Вместе со своим учеником К.М. Резниковым А.Н. Леонов закладывает основы нового научного направления в медицине- гипербарической фармакологии. В результате были получены приоритетные данные по способности ГБО₂ не только снижать токсичность лекарственных веществ, устранять их побочное действие, но и выступать синергистом их лечебного эффекта. Ещё в 80-х годах прошлого века А.Н. Леонов провидчески писал: «Гипербарический кислород и фармакологические средства могут иметь общую точку приложения в метаболических системах. Отношения гипербарического кислорода и лекарственных веществ могут быть конкурирующими (антогонистическими), содружественными (синергическими) и аккумулирующими эффекты друг друга». Можно только сожалеть, что это приоритетное направление в 90-е годы в России было свёрнуто, чего нельзя сказать о наших зарубежных коллегах.

Выдвинув положение о ГБО₂, как регуляторе метаболических систем, обеспечивающих адаптацию организма к действию чрезвычайного раздражителя, А.Н. Леонов подошёл вплотную к изучению ГБО₂ как «эволюционного адаптогена». В результате адаптационно-метаболическая теория гипербарической кислородной терапии превратилась со временем в стройное учение о гипероксическом саногенезе, «которое жиздется на фундаментальной закономерности- эволюционной роли кислорода, как естественного универсального адаптогена, обеспечивающего построение биологических и систем потребления кислорода, его транспорта и самозащиты организма от окислительного саморазрушения»

Должен заметить, что леоновский термин «гипероксический саногенез» вначале вызвал многочисленные споры в научной среде. Однако со временем он прижился, как и многие другие термины, введённые в научные оборот А.Н Леоновым. Например, термин «кислородные рецепторы ", или выражение «гипербарический кислород, как адаптогенный регулятор метаболических процессов в клетке». Особое внимание заслуживает классификация уровней адаптации организма к гипероксии, созданная на основе анализа результатов экспериментальных исследований, проведённых его учениками и последователями на различных уровнях организации живой материи при изучении влияния ГБО на организм. Они подробно изложены в монографии «Гипероксия, Адапация. Саногенез», написанной А.Н. Леоновым в конце жизни. С позиций леоновского учения о гипероксическом саногенезе стало понятным и сохранение лечебного эффекта ГБО в условиях постгипероксической гипоксии и неэффективность ГБО у недоношенных новорожденных, равно как роль предгипероксического периода в повышении эффективности лечебного применения ГБО₂, не говоря уже о гипероксическом прекондиционировании, как способе повышения саногенного потенциала организма. Именно изучение адаптогенных свойств ГБО₂ позволили ученикам леоновской школы патофизиологии В.А. Барсукову и В.И. Серову открыть в популяции млекопитающих наличие определённых групп особей, которые не способны воспринимать ГБО как лечебный фактор при патологии. Это позволило понять одну из причин неэффективности ГБО терапии при объективно ожидаемом проявлении лечебного действия гипероксии.

Подобной учению И.П. Павлова «О высшей нервной деятельности» и учению И.И. Мечникова «О фагоцитозе», давших дорогу новым теоретическим изысканиям, леоновское учение о гипероксическом саногенезе, раскрыло широкие возможности в изучении и описании биологических эффектов гиперкосии, как новых, так и обнаруженных ранее, но не замеченных в силу объективных и субъективных причин их открывателями. Например, исследуя в 1969 г влияние нормобарической гипероксии на диурез Б.Я. Варшавский оставил без внимания существование у млекопитающих индивидуальной чувствительности механизмов осморегуляции, запускаемых водной нагрузкой, к сверхнасышению кислородом, а также феномен ослабления в гипероксических условиях ингибирующего влияния принудительной вентиляции лёгких на секрецию натрийуретического гормона.

Леоновский подход к эволюционной роли кислорода как преобразователю биосферы позволил по-иному взглянуть на превращение древней прокариотической клетки в эукариотическую, уточнить симбиотическую теорию происхождения митохондрий. Основываясь на леоновском положении, что реактивность нормальной и патологической клетки на гипероксическое и/или гипоксическое воздействие различается качеством биологической целесообразности его последователями сформулировано представление о рефрактерности к гипероксии, как одном из биологических эффектов ГБО и определены её типы. Это имеет важное значение для клиники, равно как гипероксическая дилатация лёгочных сосудов и вазоконстрикторный эффект ГБО, представляющие собой защитно-приспособительные реакции, сформировавшиеся и закрепившиеся в процессе эволюции. Благодаря эволюционному подходу к познанию роли ГБО₂, заложенного в учении А.Н. Леонова, в последнее время, например, удалось проследить отдельные звенья генетических механизмов гипероксического саногенеза, доказать, что снижение репликативной активности клеток здорового организма при ГБО есть проявление эволюционно детерминированной защитной реакции их генетического аппарата к сверхнасыщению клетки кислородом, но никак результат повреждающего действия на клетку. Ждут своего продолжения изучение иммунобиологических механизмов гипероксического саногенеза, познание которых позволит понять отсутствие бластомогенеза после ГБО у больных с лейкозом, перенёсших химиотерапию или причину стойкой ремиссии при ГБО терапии больных рассеянным склерозом. Всё больше вопросов ставят эффекты гипероксического прекондиционирования, равно как возможность сочетания ГБО с различными методами эфферентной терапии.

Как видно из вышеизложенного, научное направление, разработанное А.Н. Леоновым, продолжается, ещё остались те, кому не даёт покоя вопрос «Что делает гипербарический кислород?». Однако, хочется верить, что интерес гипербарическому кислороду снова возродится в стенах теперь уже Воронежского медицинского университета, в Россия вернёт себе славу лидера в познании механизмов лечебного действия ГБО.