Нобелевская премия по биологии и медицине. Нобелевская премия по медицине

5.4. Лекарственное врачевание ("Чарака-самхита"), оперативные методы лечения ("Сушрута-самхита"). Врачебная этика.

5.7. Китайская традиционная медицина иглоукалывание, прижигание, массаж, гимнастика (цигун)

5.8. Развитие лекарственного лечения. Вариоляция. Деятельность выдающихся китайских врачей Бянь Цао, Хуа То. Санитарно технические сооружения.

Занятие 4

1. Тема и ее актуальность. Медицина Древней Греции и Древнего Рима.

5.1. Древняя Греция. Общая характеристика греческой медицины

5.2. Храмовая медицина. Асклепейоны.

5.3. Светская медицина. Медицинские школы: Сицилийская школа; Книдская и Косская Кротонская школы.

5.4. Гиппократ: его идеи и практическая деятельность.

5.5. Древнегреческая медицина после Гиппократа. Александрийская школа. Деятельность Герофила и Эразистрата.

5.7. Санитарно-технические сооружения.

5.8. Становление военно-медицинского дела.

5. 9. Асклепиад и методическая школа. Развитие энциклопедического знания (а.К.Цельс, Плиний Старший, Диоскорид).

5.10. Гален и его учение.

5.11.. Соран Эфесский и его учение о родовспоможении, гинекологии и болезнях детского возраста.

Занятие 5

1. Тема и ее актуальность. Медицина Средневековья V-хVвв. Медицина Византии, Арабских Халифатов.

3.Контрольные вопросы

5. Информационный блок

5.1. Общая характеристика состояния медицины Средневековья

5. 2. Истоки и особенности византийской медицины. Образование и медицина.

5.3. Ранневизантийские медицинские энциклопедические своды Александра Траллеского. Педиатрические идеи Орибасия и Павла Эгинского (Византия).

5.4. Характерные черты медицины Арабских Халифатов.

5.5. Создание аптек, больниц и медицинских школ.

5.6. Абу Али ибн Сина и его труд "Канон медицины".

5.7. Ар-Рази (Разес) и его вклад в медицинскую науку (Иран).

Занятие 6

5. Информационный блок.

5.2. Характерные черты средневековой науки Западной Европы. Схоластика и медицина.

5.3. Развитие образования. Университеты. Научные центры: Салерно, Монпелье и др. Арнольд из Виллановы и его труд "Салернский кодекс здоровья".

5.4. Эпидемии и борьба с ними. Больничное дело в странах Западной Европы.

5.5. Особенности медицины народов Американского континента (майя, ацтеки, инки).

Занятие 7

5. Информационный блок.

5. 1. Основные достижения медицины Возрождения

5.2. Становление анатомии как науки.

5.4. А. Везалий – основоположник научной анатомии.

5.5. Развитие хирургии. А. Паре – выдающийся хирург эпохи Возрождения

5.6. Зарождение основ эпидемиологии, представления о причинах возникновения и путях распространения инфекций (Дж. Фракасторо).

5.7. Возникновение науки о профессиональных болезнях, Парацельс.

Занятие 8

1. Тема и ее актуальность. Медицина Западной Европы хvii- хviii вв.

3. Контрольные вопросы

5. Информационный блок.

5.1. Общая характеристика медицины XVII-XVIII вв.

5.3. Обоснование опытно-экспериментального исследования (ф.Бэкон, р.Декарт).

5.4. У. Гарвей - основоположник научной физиологии и создатель теории кровообращения.

5.5. Анатомические открытия XVII века. Открытие капиллярного кровообращения (м.Мальпиги).

5.6. Ятромеханика, ятрофизика и ятрохимия.

5.7. Изобретение микроскопа и первые микроскопические наблюдения (а. Левенгук).

Занятие 9

5. Информационный блок.

5.1. Достижения естественных наук и их влияние на развитие медицины.

5.2. Возникновение и развитие эмбриологии. Вольф и Бэр.

5.3. Развитие анатомии, физиологии и патоморфологии. А. Галлер, и. Прохаска, Дж. Морганьи, м.Ф.К. Биша и др.

5.4. Развитие клинической медицины (т.Сиденгам).

5.5. Г. Бургаве - научная и врачебная деятельность.

5.6. Реформа медицинского образования. Г. Ван-Свитен и внедрение клинического преподавания. Реформаторская деятельность й.П. Франка.

5.7. Гомеопатия (с. Ганнеман).

5. 8. Развитие предупредительной медицины (б.Ромаццини).

Занятие 10

5. Информационный блок.

5.1. Основные достижения медицины Западной Европы в XVIII- XIX вв. Реорганизация образования

5. 2. Новые методы обследования больного: перкуссия (л. Ауэнбруггер).

5.3. Развитие термометрии (д.Г. Фаренгейт, а.Цельсий).

5.4.Открытие посредственной аускультации (р. Лаэннек).

5.5. Возникновение экспериментальной патологии (д. Гунтер, к. Пэрри).

5.6. Открытие э. Дженнером метода вакцинации.

5.7. Проблемы лечения: полипрагмазия, учение и. Радемахера об эмпирическом лечении.

5.8. Выделение акушерства, изучение патологии беременных (г. Девентор, о. Морисо).

5.9. Реформа психиатрической помощи и больничного дела (ф. Пинель. П. Кабанис).

5.10. Возникновение научной демографической статистики (д. Граунт, у.Петти и ф. Кенэ).

Занятие 11

5. Информационный блок.

5.1. Выдающиеся естественно-научные открытия хiх в., связанные с развитием медицины (экспериментальные исследования в области математики, физики, химии и биологии).

5.2. Развитие теоретической медицины Западной Европы хiх в. Морфологическое направление в медицине (к.Рокитанский, р.Вирхов).

5.3. Физиология и экспериментальная медицина (ю.Майер, г.Гельмгольц, к.Бернар, к.Людвиг, и.Мюллер).

5.4. Теоретические основы медицинской бактериологии и иммунологии (л.Пастер).

5.5. Р.Кох – основоположник бактериологии.

5.6. Вклад п. Эрлиха в развитие иммунологии.

Занятие 12

5. Информационный блок.

5.1. Физические, химические, биологические и психологические методы диагностики в XIX веке и начале XX вв.

Выдающиеся естественно-научные открытия.

5.2. Открытие методов обезболивания (у. Мортон, Дж. Симпсон).

5. 3. Антисептика и асептика (д. Листер, и.Ф. Земмельвейс).

5.4. Развитие полостной хирургии (б. Лангенбек, т. Бильрот, ф. Эсмарх, т. Кохер ж. Пеан, э.Купер и др.).

5.5. Организация физиологических лабораторий при клиниках. Экспериментальные работы клиницистов (л. Траубе, а. Труссо). Экспериментальная фармакология.

5.6. Изучение инфекционных заболеваний (д.Ф. Лямбль, о. Обермейер, т. Эшерих, э.Клебс, р. Пфейффер, э. Пашен и др.).

5.7. Открытие новых клинических методов исследования (экг, ээг и др.).

Занятие 13

3. Контрольные вопросы

5.Информационный блок.

5.1. Формы оказания медицинской помощи: государственная, частная, страховая, народная.

5.2. Сотрудничества врачей: общество, съезды, периодическая печать.

5.3. Общественная (социальная) гигиена: первые попытки создания законов по охране здоровья рабочих.

5.4. Развитие гигиены в связи с успехами бактериологии (дезинфекция, фильтрация воды, канализация и др.).

5. 5. М. Петтенкофер – основоположник экспериментальной гигиены.

5.6. Разработка проблем военной и морской гигиены д. Принглем и д. Линдом.

Занятие 14

3. Контрольные вопросы

5. Информационный блок.

5.1.Восточные славяне. Врачевание и гигиенические традиции. Магические приемы врачевания.

5.2. Народная медицина средневековой Руси.

5.3. Монастырская медицина и монастырские больницы. Больницы при Троице-Сергиевском монастыре и Киево-Печерской лавре.

5.5. Светская медицина: иностранные врачи и русские целители.

5.6. Древнерусская медицинская литература: "Шестодневы", "Изборник Святослава", "Лечебники", "Травники".

Занятие 15

5. Информационный блок.

5.2. Появление государственной медицины. «Судебник» Ивана Грозного, решения «Стоглавого Собора».

5.3. Аптекарский приказ и его функции.

5.4. Открытие первых аптек

5.5. Первые гражданские больницы. Подготовка российских лекарей.

5.6. Первые доктора медицины среди славян – Георгий из Дрогобыча, Франциск Скорина, Постников п.В.

Занятие 16

5. Информационный блок.

5.1.Реформы Петра I в области медицины и здравоохранения.

5.2. Открытие госпитальных школ (н. Бидлоо).

5.3. Управление медициной. Медицинская канцелярия.

5.4. Первый архиатр России р. Эрскин.

5.5. Медицинская коллегия. Реформа медицинского дела.

5.6. Организация медицинского дела на местах: городские врачи, приказы общественного призрения, врачебные управ

5.7. Открытие Санкт-Петербургской Академии наук. Исследования в области медицины

Занятие 17

5. Информационнымй блоком

5.1. Открытие Императорского Московского Университета (м.В. Ломоносов. И.И. Шувалов).

5.2. Развитие медицинской науки в России в конце XVIII века

5.3. Деятельность первых русских профессоров медицинского факультета (с.Г. Зыбелин, а.М. Шумлянский).

5.4. Создание медико-хирургической Академии.

5.5. Создание первых акушерских школ, деятельность п.З.Кондоиди.

5.6. Н.М.Максимович-Амбодик – основоположник научного акушерства и педиатрии

5.7. Мероприятия по борьбе с эпидемиями. Деятельность д.С.Самойловича и Шафонского а.Д.

6. Литература для преподавателей (в т.Ч. На электронных носителях).

Занятие 18

5. Информационный блок

5.2. Отечественная медицина в I-й половине XIX века.

5.3. Развитие анатомии. Анатомическая школа п.А. Загорского.

5.4. Развитие хирургии. Хирургические школы и.Ф. Буша, и.А. Буяльский. Е.О. Мухина.

5.5. Пирогов н.И. – крупнейший русский хирург.

5.6. Создание общин сестер милосердия (Георгиевской, Александровской, Покровской, Евгеньевской и др.).

5.7. Развитие физиологии: деятельность д.М. Велланского, и.Т. Глебова, а.М. Филомафитского, и.Е. Дядьковского.

5.8. Становление клиники внутренних болезней. Роль внедрения клинического преподавания. М.Я. Мудров–основоположник клинической медицины в России.

5.9. Вклад выдающихся врачей России в медицинскую науку (ф.П. Гааз. Ф.И. Иноземцев).

Занятие 19

5. Информационный блок.

5.1. Общая характеристика развития естественных наук в России во 2-й половине XIX - начале XX веков. Выдающиеся достижения российских ученых в области естествознания

5.2. Генетические исследования в России, возникновение крупнейшей генетической школы.

5.3.Отечественные гистологические школы: а.И. Бабухин.

5.4. Становление отечественной биохимии: а.Я. Данилевский, а.Д. Бульгинский.

5.5. Становление отечественной физиологии. И.М. Сеченов - великий русский физиолог.

5.6. Развитие патологической анатомии, а.И. Полунин, и.Ф. Клейн, м.Н. Никифоров и др.

5.7. Возникновение и развитие патологической физиологии (в.В. Пашутин и др.)

5.8. П.Ф. Лесгафт – основоположник отечественной науки о физическом воспитании.

5.10 Медицинское образование в России. Дерптский и Казанский университеты.

5.11. Женское медицинское образование в России.

Занятие 20

5. Информационный блок.

5.1. Реформы в области медицины. Земская медицина: организация медицинской помощи, деятельность земских санитарных врачей.

5.2. Городская и фабрично-заводская медицина. Больничное дело. Первые шаги страховой медицины.

5.3. Общая характеристика развития клинической медицины в России во 2-й половине XIX - начале XX веков. Ведущие русские терапевтические школы. Школа а.А. Остроумова.

5.4. С.П. Боткин – основоположник клинической медицины.

5.5. Г.А. Захарьин – выдающийся клиницист.

5.6. Общая характеристика развития хирургии в России во 2-й половине XIX - начале XX веков. Ведущие русские хирургические школы. А.А. Бобров, п.И. Дьяконов.

5.7. Врачебная, научно-педагогическая и общественная деятельность н.В. Склифосовского.

5.8. Дифференциация клинических дисциплин. Развитие акушерства, гинекологии и педиатрии.

Занятие 21

5. Информационный блок.

5.1. Российская микробиология и иммунология в конце XIX - начале XX веков: л.С. Ценковский, г.Н. Габричевский, н.Ф. Гамалея и их вклад в развитие микробиологии.

5.3. Вклад и.И. Мечникова в отечественную и мировую науку.

5.4. Общая характеристика санитарного состояния и развития предупредительной медицины в России во 2-ой половине XIX - начале XX веков. Организация вакционно-сывороточного дела.

5.5. Санитарные советы. Деятельность санитарных врачей (и.И. Моллессон).

5.6. Отечественные гигиенические школы характерные черты, достижения. Петербургская гигиеническая школа (а.П. Доброславин).

5.7. Московская гигиеническая школа (ф.Ф. Эрисмана).

5.8. Становление санитарной статистики. Общая характеристика состояния здоровья населения (е.Е.Осипов; п.И Куркин, и.В. Попов, а.М. Мерков). Организация первой переписи населения (1897 г.).

Занятие 22

5. Информационный блок.

5.1. Достижения отечественной медицины в хх-хх1в.

5.2. Международное сотрудничество.

5.3. Всемирная организация здравоохранения (воз).

5.4. Общество Красного Креста и Красного Полумесяца.

5.5. Нобелевская премия. Лауреаты Нобелевской премии в области медицины и физиологии.

5.6. Антибиотики (а. Флеминг, э. Чейн, с.Я. Ваксман).

5.7. Генетика и молекулярная биология: установление структуры днк (1953 г. Дж. Уотсон и ф. Крик).

5.8. Развитие химии и биологии и их влияние на медицину. Витаминология (н.И.Лунин).

5.9. Развитие теоретической медицины. Физиология.

5.10. И.П. Павлов – выдающийся отечественный физиолог

5.11. Борьба с инфекционными заболеваниями. Вакцинопрофилактика (а.А.Смородинцев, м.П.Чумаков).

Занятие 23

5. Информационный блок.

5.2. Органы управления здравоохранением: Наркомздрав рсфср и ссср. Министерство здравоохранения ссср, рф.

5.3. Н.А. Семашко- первый нарком здравоохранения рсфср.

5.4. Развитие медицинской науки в ссср и рф: гинз, виэм, амн и рамн. (н.И. Вавилов, з.В. Ермольева, д.И. Ивановский и др.)

5. 5. Успехи хирургии. Пересадка тканей и органов. В.П. Демихов, с.С. Брюхоненко, в.И. Шумаков, с.С. Юдин, с.И. Спасокукоцкий, а.Н. Бакулев, в.П. Филатов.

5.8. Достижения отечественной педиатрии. Вклад м.С.Маслова, а.Ф.Тура, г.Н. Сперанского, н.Ф. Филатова.

Занятие 24

5. Информационный блок.

5.1. Народная медицина башкир. Принципы лечения и ухода, народные врачеватели, средства и приемы лечебного воздействия.

5.2. Развитие кумысолечения в Башкортостане.

5.3. Медицина и здравоохранение в Башкортостане второй половины х1х – нач. ХХв.. Земская медицина. (н.А. Гурвич, съезды земских врачей).

5.4. Здравоохранение в Башкирии в 1917-1940 гг. Наркомздрав басср (г.Г. Куватов, с.З. Лукманов, с.А.Усманов, н.Н. Байтеряков, м.Х. Камалов).

5.5. Особенности развития медицины и здравоохранения в Башкирии в годы Великой Отечественной войны. Эвакогоспитали. Медицинская помощь городскому и сельскому населению.

5.6. Медики Башкирии, участвовавшие в вов и Герои Советского Союза.

5.7 Развитие санитарно эпидемиологической службы в Башкирии (и.И. Геллерман).

5.8. Здравоохранения Башкортостана в послевоенные годы.

Занятие 25

5. Информационный блок.

5.1. Башкирский государственный медицинский университет. Этапы становления.

5.2. Развитие и достижения медицинской науки и здравоохранения.

5.3. Развитие хирургической службы в рб (и.Г. Кадыров, л.П. Крайзельбурд, а.С. Давлетов, н.Г. Гатауллин, в.М. Тимербулатов).

5.4. Развитие анатомической службы (Лукманов с.З., Габбасов а.А., Вагапова в.Ш.)

5.5. Развитие офтальмологической службы (г.Х. Кудояров, э.Р. Мулдашев).

5.6.Терапевтические школы (г.Н. Терегулов, д.И. Татаринов, з.Ш. Загидуллин).

5.7. Вклад ученых-медиков Башкирии в развитии медицины и здравоохранения (д.Н.Лазарева, н.А Шерстенников и др.).

Методические указания для преподавателей к семинарским занятиям по истории медицины

450000 Г. Уфа, ул. Ленина, 3,

5.5. Нобелевская премия. Лауреаты Нобелевской премии в области медицины и физиологии.

Нобелевская премия была учреждена 29 июня 1900 г. в соответствии с завещанием шведского промышленника и ученого Альфреда Нобеля. По сей день она остается самой почетной в мире премией в области науки.

Альфред Бернхард Нобель (Nobel, Alfred В., 1833-1896) - изобретатель динамита, был ярым пацифистом. "Мои открытия, - писал он, - скорее прекратят все войны, чем ваши конгрессы. Когда враждующие стороны обнаружат, что они в один миг могут уничтожить друг друга, люди откажутся от этих ужасов и отведения войны".

Первоначально идея А.Нобеля заключалась в оказании помощи малоимущим талантливым исследователям, которую он щедро оказывал. Финал идеи - Нобелевский фонд, проценты с которого позволяют ежегодно выплачивать Нобелевские премии в размере 1 млн. 400 тыс. долларов. В завещании Альфреда Нобеля говорится:

"Все оставшееся после меня реализуемое имущество необходимо распределить следующим образом: капитал мои душеприказчики должны перевести в ценные бумаги, создав фонд, проценты с которого будут выдаваться в виде премии тем, кто в течение предшествующего года принес наибольшую пользу человечеству. Указанные проценты следует разделить на пять равных частей, которые предназначаются: первая часть тому, кто сделал наиболее важное открытие или изобретение в области физики, вторая - тому, кто совершил крупное открытие или усовершенствование в области химии, третья - тому, кто добился выдающихся успехов в области физиологии или медицины, четвертая - создавшему наиболее значительное литературное произведение, отражающее человеческие идеалы, пятая - тому, кто внесет весомый вклад в сплочение народов, уничтожение рабства, снижение численности существующих армий и содействие мирной договоренности. Премии в области физики и химии должны присуждаться Шведской Королевской академией наук, по физиологии и медицине - Королевским Каролинским институтом в Стокгольме, по литературе - Шведской академией в Стокгольме, премия мира - комитетом из пяти человек, избираемым норвежским стортингом. Мое особое желание заключается в том, чтобы на присуждение премий не влияла национальность кандидата, чтобы премию получали наиболее достойные, независимо от того, скандинавы они или нет".

Механизм присуждения Нобелевской премии был установлен с 1900-го года. Уже тогда члены Нобелевского комитета решили собирать документированные предложения от квалифицированных экспертов различных стран. Нобелевская премия не может быть присуждена совместно более чем трем лицам. Поэтому очень малое число претендентов, имеющих выдающиеся заслуги, может надеяться на награду.

Для присвоения награды по каждому направлению существует специальный Нобелевский комитет. Шведская королевская академия наук учредила в своем составе три комитета - по физике, химии и экономике. Каролинский институт дал свое имя комитету, присуждающему премии в области физиологии и медицины. Шведская академия выбирает также комитет по литературе. Кроме того, норвежский парламент, стортинг, выбирает комитет, присуждающий премии мира.

Нобелевские комитеты играют решающую роль в процессе выбора лауреатов. Нобелевские комитеты получают право индивидуально утверждать претендента. Среди таких лиц – лауреаты Нобелевской премии прежних лет и члены Шведской королевской академии наук, Нобелевской ассамблеи Каролинского института и Шведской академии.

Приём заявок заканчивается 1 февраля. С этого момента и до сентября члены Нобелевских комитетов и несколько тысяч консультантов оценивают квалификацию кандидатов на присуждение премии.

Для выбора лауреатов приходится проделывать громадную работу. Например, из 1000 получивших право на выдвижение кандидатов по каждой из областей науки осуществляют это право от 200 до 250 человек. Поскольку предложения часто совпадают, количество действительных кандидатов оказывается несколько меньшим. Например, Шведская академия производит выбор из общего числа от 100 до 150 кандидатов. Редкий случай, когда предлагаемая кандидатура получает премию с первого представления, многие претенденты выдвигаются по несколько раз.

Впоследствии Нобелевский фонд приглашает лауреатов и членов их семей в Стокгольм и Осло 10 декабря. В Стокгольме церемония чествования проходит в Концертном зале в присутствии около 1200 человек.

Премии в области физики, химии, физиологии и медицины, литературы и экономики вручаются королем Швеции. В Осло церемония вручения Нобелевской премии мира проводится в университете, в зале ассамблей, в присутствии короля Норвегии и членов королевской семьи.

Ниже приводится список лауреатов Нобелевских премий в области физиологии и медицины и точные формулировки решений Нобелевских комитетов.

1901. Эмиль Адольф фон Беринг (Германия) - за работы по серотерапии, и прежде всего за ее использование в борьбе против дифтерии.

1902. Роналд Росс (Великобритания) - за работы по малярии, показавшие, как она поражает организм, благодаря чему была заложена основа важных исследований этого заболевания и методов борьбы с ним.

1903. Нильс Рюберг Финзен (Дания) - за метод лечения заболеваний, особенно волчанки, с помощью концентрированных световых лучей.

1904. Иван Петрович Павлов (Россия) - в знак признания его работ по физиологии пищеварения, которые позволили изменить и расширить наши знания в этой области.

1905. Роберт Кох (Германия) - за исследования и открытия в области туберкулеза.

1906. Камилло Гольджи (Италия) и Сантьяго Рамон-и-Кахаль (Испания) - за их работы по исследованию строения нервной системы.

1907. Шарль Луи Альфонс Лаверан (Франция) - за работы по изучению роли простейших как возбудителей заболеваний.

1908. Илья Ильич Мечников (Россия) и Пауль Эрлих (Германия) - за работы по иммунизации (теория иммунитета).

1909. Теодор Кохер (Швейцария) - за работы по физиологии, патологии и хирургии щитовидной железы.

1910. Альбрехт Коссель (Германия) - за работы по белковым веществам, включая нуклеины, которые внесли вклад в изучение химии клеток.

1911. Альвар Гулльстранд (Швеция) - за работы по диоптрике глаза.

1912. Алексис Каррель (Франция) - в знак признания его работ по сшиванию сосудов и трансплантации сосудов и органов.

1913. Шарль Рише (Франция) - за работы по анафилаксии.

1914. Роберт Барани (Австрия) - за работы по физиологии и патологии вестибулярного аппарата.

1919. Жюль Борде (Бельгия) - за открытия в области иммунитета.

1922. Арчибалд Вивиен Хилл (Великобритания) - за открытие явления скрытого теплообразования в мышцах и Отто Мейергоф (Германия) - за открытие законов регуляции поглощения кислорода мышцей и образования в ней молочной кислоты.

1923. Фредерик Грант Бантинг (Канада) и Джек Джеймс Рикард Маклеод (Великобритания) - за открытие инсулина.

1924. Виллем Эйнтховен (Нидерланды) - за открытие метода электрокардиографии.

1926. Йоханнес Фибигер (Дания) - за открытие спироптерального рака.

1927. Юлиус Вагнер-Яурегг (Австрия) - за открытие терапевтического эффекта инокуляции малярии в случае прогрессивного паралича.

1928. Шарль Николь (Франция) - за работы по сыпному тифу.

1929. Христиан Эйкман (Нидерланды) - за открытие антиневритического витамина и Фредерик Гоуленд Хопкинс (Великобритания) - за открытие витамина роста.

1930. Карл Ландштейнер (Австрия) - за открытие групп крови человека.

1931. Отто Генрих Варбург (Германия) - за открытие природы и функции дыхательного фермента.

1932. Чарлз Скотт Шеррингтон (Великобритания) и Эдгар Дуглас Эдриан (Великобритания) - за открытие функций нейронов.

1933. Томас Хант Морган (CШA) - за открытие функции хромосом как носителей наследственности.

1934. Джордж Xойт Уиппл (США), Джордж Ричардс Майнот (США) и Уильям Парри Мерфи (США) - за открытие методов лечения анемии введением печеночных экстрактов.

1935. Ханс Шпеманн (Германия) - за открытие "организационного эффекта" в процессе эмбрионального развития.

1936. Отто Лёви (Австрия) и Генри Холлетт Дейл (Великобритания) - за открытие химической природы нервной реакции.

1937. Альберт Сент-Дьёрди Нагирапольт (США) - за открытия, связанные с биологическим окислением, прежде всего за исследование витамина С и катализ фумаровой кислоты.

1938. Корней Хейманс (Бельгия) - за открытие роли синусового и аортального механизмов в регуляции дыхания.

1939. Герхард Дамагк (Германия) - за открытие терапевтического действия пронтозила при некоторых инфекциях.

1943. Хенрик Дам (Дания) - за открытие витамина К и Эдуард Аделберг Дойзи (США) - за открытие химической природы витамина К.

1944. Джозеф Эрлангер (США) и Герберт Спенсер Гассер (США) - за открытия, касающиеся многочисленных функциональных различии между отдельными нервными волокнами.

1945. Александер Флеминг (Великобритания), Эрнст Борис Чейн (Великобритания) и Хауард Уолтер Флори (Великобритания) - за открытие пенициллина и его терапевтического эффекта при лечении различных инфекционных заболеваний.

1946. Герман Джозеф Мюллер (США) - за открытие возникновения мутаций под воздействием рентгеновских лучей.

1947. Карл Фердинанд Кори (США) и Герти Тереза Кори (США) - за открытие процессов каталитического обмена гликогена, а также Бернардо Альберто Усай (Аргентина) - за открытие действия гормона, вырабатываемого передний долен гипофиза, на обмен сахара.

1948. Пауль Мюллер (Швейцария) - за открытие действия ДДТ как сильного яда для большинства членистоногих.

1949. Вальтер Рудольф Хесс (Швейцария) - за открытие функциональной организации промежуточного мозга и его связи с деятельностью внутренних органов, а также Антонид Эгаш Мониш (Португалия) - за открытие терапевтического действия префронтальной лейкотомии при некоторых психических заболеваниях.

1950. Филипп Шоуолтер Хенч (США), Эдуард Кендалл (США) и Тадеуш Рейхштейн (Швейцария) - за исследования гормонов коры надпочечников, их структуры и биологического действия.

1951. Макс Тейлер (США) - за открытия, связанные с желтой лихорадкой и борьбой против этой болезни.

1952. 3ельман Ваксман (США) - за открытие стрептомицина - первого антибиотика, эффективно действующего против туберкулеза.

1953. Ханс Адольф Kpeбc (Великобритания) - за открытие цикла трикарбоновой кислоты и Фриц Альберт Липманн (США) - за открытие кофермента А и его роли в промежуточном обмене веществ.

1954. Джон Эндерс (США), Фредерик Чапмен Роббинс (США) и Томас Хакл Уэллер (США) - за открытие способности вируса полиомиелита размножаться в культурах различных тканей.

1955. Аксель Хуго Теодор Теорелль (Швеция) - за исследование природы и способов действия окислительных ферментов.

1956. Андре Фредерик Курнан (США), Вернер Форссманн (Германия) и Дикинсон Ричардс (США) - за открытия, связанные с катетеризацией сердца и патологическими изменениями в системе кровообращения.

1957. Диниеле Бове (Италия) - за открытия синтетических веществ, способных блокировать действие некоторых образующихся в организме соединений, в особенности влияющих на кровеносные сосуды и поперечнополосатые мышцы.

1958. Джордж Уэлс Бидл (США) и Эдуард Тейтем (США) - за открытие способности генов регулировать определенные химические процессы ("один ген - один фермент"), а также Джошуа Ледерберг (США) - за открытия, касающиеся генетической рекомбинации у бактерии и структуры генетического аппарата.

1959. Северо Очоа (США) и Артур Корнберг (США) - за исследование механизма биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот.

1960. Фрэнк Бернет (Австралия) и Питер Брайан Медавар (Великобритания) - за исследования приобретенной иммунологической толерантности.

1961. Дьёрдь Бекеши (Венгрия, США) - за открытие физического механизма возбуждения в улитке внутреннего уха.

1962. Френсис Харри Крик (Великобритания), Джеймс Дьюи Уотсон (США) и Морис Уилкинс (Великобритания) - за установление молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее роли в передаче информации в живой материи.

1963. Джон Кэрью Эклс (Австралия), Алан Ллойд Ходжкин (Великобритания) и Эндрю Филдинг Хаксли (Великобритания) - за исследования ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных частях оболочек нервных клеток.

1964. Конрад Эмиль Блох (США) и Феодор Линен (Германия) - за исследования механизма регуляции обмена холестерина и жирных кислот.

1965. Андре Мишель Львов (Франция), Франсуа Жакоб (Франция) и Жак Люсьен Moнo (Франция) - за открытие генетической регуляции синтеза ферментов и вирусов.

1966. Фрэнсис Роус (США) - за открытие опухолеродных вирусов и Чарлз Брентон Хаггинс (США) - за разработку методов лечения рака предстательной железы с помощью гормонов.

1967. Рагнар Гранит (Швеция), Холден Хартлайн (США) и Джордж Уолд (США) - за исследование зрительного процесса.

1968. Роберт Уильям Холли (США), Хар Гобинд Корана (США) и Маршалл Уоррен Ниренберг (США) - за расшифровку генетического кода и его функции в синтезе белков.

1969. Макс Дельбрюк (США), Альфред Дей Херши (США) и Сальвадор Эдуард Лурия (США) - за открытие цикла репродукции вирусов и развитие генетики бактерий и вирусов.

1970. Ульф фон Эйлер (Швеция), Джулиус Аксельрод (США) и Бернард Кац, (Великобритания) - за открытие сигнальных веществ в контактных органах нервных клеток и механизмов их накопления, освобождения и дезактивации.

1971. Эрл Уилбур Сасерленд (CШA) - за исследования, касающиеся механизма действия гормонов.

1972. Джералд Морис Эдельман (США) и Родни Роберт Портер (Великобритания) - за установление химического строения антител.

1973. Карл фон Фриш (Германия), Конрад Лоренц (Австрия) и Николас Танберген (Нидерланды, Великобритания) - за создание и использование на практике моделей индивидуального и группового поведения.

1974. Альбер Клод (Бельгия), Кристиан Рене де Дюв (Бельгия) и Джордж Эмиль Паладе (США) - за исследования структурной и функциональной организации клетки.

1975. Ренато Дульбекко (США) - за исследование механизма действия онкогенных вирусов, а также Хауард Мартин Темин (США) и Дейвид Балтимор (США) - за открытие обратной транскриптазы.

1976. Барух Бламберг (США) и Даниел Карлтон Гайдузек (США) - за открытие новых механизмов возникновения и распространения инфекционных заболеваний.

1978. Даниел Натанс (США), Хамильтон Смит (США) и Вернер Арбер (Швейцария) - за открытие ферментов рестрикции и работы по использованию этих ферментов в молекулярной генетике.

1979. Аллан Маклеод Кармак (США) и Годфри Ньюболд Хаунсфилд (Великобритания) - за разработку метода осевой томографии.

1980. Барух Бенасерраф (США), Жан Доссе (Франция) и Джордж Дейвис Снелл (США) - за их открытия генетически детерминированных структур поверхностей клеток, регулирующих иммунологические реакции.

1981. Роджер Уолкотт Cперри (США) - за открытие функциональной специализации полушарии мозга и Дэвид Хантер Хьюбел (США) и Торстен Нильс Визел (CШA) - за открытия, касающиеся обработки информации в зрительной системе.

1982. Суне Бергстрем (Швеция), Бенгт Самуэльсон (Швеция) и Джон Роберт Вейн (Великобритания) - за работу по выделению и изучению простагландинов и родственных биологически активных веществ.

1983. Барбара Мак-Клинток (США) - за открытие мигрирующих элементов (мобильных генов) генома.

1984. Нильс Кай Ерне (Великобритания) - за разработку теории идиотипической сети и Сесар Милстайн (Аргентина) и Георг Келер (Германия) - за разработку техники получения гибридом.

1985. Майкл Стюарт Браун (США) и Джозеф Леонард Голдстайн (США) - за раскрытие механизма регуляции холестеринового обмена в организме животных и человека.

1986. Стенли Коэн (США) и Рита Леви-Монтальчини (Италия) - за исследования факторов и механизмов регуляции роста клеток и организмов животных.

1987. Сузуму Тонегава (Япония) - за открытие генетической основы для образования вариационного богатства антител.

1988. Гертруда Элайон (США) и Джордж Герберт Хитчингс (США) - за разработку новых принципов создания и применения ряда лекарственных средств (противовирусных и противоопухолевых).

1989. Джон Майкл Бишоп (США) и Гарольд Элиот Вармус (США) - за фундаментальные исследование канцерогенных генов опухоли.

1990. Эдвард Томас Донналл (США) и Джозеф Эдвард Мюррей (США) - за вклад в развитие трансплантационной хирургии как метода лечения заболеваний (трансплантация костного мозга и подавление иммунитета реципиента для предотвращения отторжения трансплантата).

1991. Эрвин Нейер (Германия) и Берт Закман (Германия) - за работы в области цитологии, открывающие новые возможности для изучения функции клетки, познания механизмов ряда заболеваний и разработки специальных лекарственных препаратов.

1992. Эдвин Кребс (США) и Эдмонд Фишер (США) - за открытие обратимого фосфорилирования белков как регулирующего механизма клеточного метаболизма.

1993. Робертс Р., Шарп Ф. (США) - за открытие прерывистой структуры гена

1994. Гилман А., Родбелл М. (США) - за открытие белков-посредников (G-белков), участвующих в передаче сигналов между клетками и внутри клеток, и выяснение их роли в молекулярных механизмах возникновения ряда инфекционных болезней (холера, коклюш и др.)

1995. Вишаус Ф., Льюис Э. Б. (США), Нюслайн-Фолард Х. (Германия) - за исследование генетической регуляции ранних стадий эмбрионального развития.

1996. Доэрти П. (Австралия), Цинкернагель Р. (Швейцария) - за открытие механизма распознавания клетками иммуной системы организма (Т -лимфоцитами), клеток инфицированных вирусом.

1997. Стенли Прузинер (США) - за вклад в изучение болезнетворного агента, вызывающего губчатую энцефалопатию, или "коровье бешенство", у крупного рогатого скота.

1998. Роберта Фёрчготт (США), Луис Игнарро (США) и Ферид Мюрад (США - за открытие "окиси азота как сигнальной молекулы в кардиоваскулярной системе".

2000. Арвид Карлссон (Шведция), Пол Грингард (США) и Эрик Кэндел (США) - за исследования нервной системы человека, позволившие понять механизм возникновения неврологических и психических заболеваний и создать новые эффективные лекарственные средства.

2001 – Леланд Хартвелл, Тимоти Хант, Пол Нерс – «Открытие ключевых регуляторов клеточного цикла».

2002 – Сидней Бреннер, Роберт Хорвиц, Джон Салстон – «За открытия в области генетического регулирования развития человеческих органов».

2003 – Пол Лотербур, Питер Мэнсфилд – «За изобретение метода магнитно-резонансной томографии».

2004 – Ричард Эксел, Линда Бак – «За исследования обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния».

2005 – Барри Маршалл, Робин Уоррен – «За работы по изучению влияния бактерии Helicobacter pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки».

2006 – Эндрю Файер, Крейг Мелло – «За открытие РНК-интерференции – эффекта гашения активности определенных генов».

2007 – Марио Капеччи, Мартин Эванс, Оливер Смитис – «За их открытие принципов введения специфических генных модификаций у мышей с использованием эмбриональных стволовых клеток».

2008 – Харальд цур Хаузен, За открытие вируса папилломы человека , вызывающего рак шейки матки».Франсуаз Барре-Синусси и Люк Монтанье. За открытие ВИЧ».

2009 году лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины стали американские ученые Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак за открытие механизма защиты хромосом теломерами. Их научная работа имеет большое значение для понимания процесса старения и поиска новых путей лечения рака.

2010 года по физиологии и медицине удостоен 85-летний ученый из Великобритании Роберт Джеффри Эдвардс (Robert G. Edwards), разработавший в 1978 году технологию искусственного оплодотворения in vitro (экстракорпоральное оплодотворение – ЭКО). За последние двадцать лет благодаря этой технологии родилось более четырёх миллионов людей.

2011. Ралф Стейнман, «За открытиедендритных клетоки изучение их значения для приобретённого иммунитета».

Жюль Хоффман,Брюс Бётлер«За работы по изучению активации врожденногоиммунитета»

2012. Джон Гёрдон, Синъя Яманака «За работы в области биологии развития и получения индуцированных стволовых клеток».

Нобелевский комитет сегодня определился с лауреатами премии по физиологии и медицине 2017 года. В этом году премия снова отправится в США: награду разделили Майкл Янг из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, Майкл Росбаш из Университета Брэндейса и Джеффри Холл из Университета штата Мэн. Согласно решению Нобелевского комитета, эти исследователи награждены «за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы»..

Нужно сказать, что за всю 117-летнюю историю Нобелевской премии это, пожалуй, первая премия за изучение цикла «сон-бодрствование», как и вообще за что-либо связанное с сном. Не получил премию знаменитый сомнолог Натаниэль Клейтман, а совершивший самое выдающееся открытие в этой области Юджин Азеринский, открывший REM-сон (REM - rapid eye movement, фаза быстрого сна), вообще получил за свое достижение лишь степень PhD. Неудивительно, что в многочисленных прогнозах (о них мы в своей заметке) звучали какие угодно фамилии и какие угодно темы исследований, но не те, которые привлекли внимание Нобелевского комитета.

За что дали премию?

Итак, что же такое циркадные ритмы и что конкретно открыли лауреаты, которые, по словам секретаря Нобелевского комитета, встретили известие о награде словами «Are you kidding me?».

Джеффри Холл, Майкл Росбаш, Майкл Янг

Circa diem с латинского переводится как «вокруг дня». Так уж сложилось, что мы живем на планете Земля, на которой день сменяется ночью. И в ходе приспособления к разным условиям дня и ночи у организмов и появились внутренние биологические часы - ритмы биохимической и физиологической активности организма. Показать, что у этих ритмов исключительно внутренняя природа, удалось только в 1980-х, отправив на орбиту грибы Neurospora crassa . Тогда стало ясно, что циркадные ритмы не зависят от внешних световых или других геофизических сигналов.

Генетический механизм циркадных ритмов обнаружили в 1960–1970-х годах Сеймур Бензер и Рональд Конопка, которые изучали мутантные линии дрозофил с отличающимися циркадными ритмами: у мушек дикого типа колебания циркадного ритма имели период 24 часа, у одних мутантов - 19 часов, у других - 29 часов, а у третьих ритм вообще отсутствовал. Оказалось, что ритмы регулируются геном PER - period . Следующий шаг, который помог понять, как появляются и поддерживаются такие колебания циркадного ритма, сделали нынешние лауреаты.

Саморегулирующийся часовой механизм

Джеффри Холл и Майкл Росбаш предположили, что кодируемый геном period белок PER блокирует работу собственного гена, и такая петля обратной связи позволяет белку предотвращать собственный синтез и циклически, непрерывно регулировать свой уровень в клетках.

Картинка показывает последовательность событий за 24 часа колебаний. Когда ген активен, производится м-РНК PER. Она выходит из ядра в цитоплазму, становясь матрицей для производства белка PER. Белок PER накапливается в ядре клетки, когда активность гена period заблокирована. Это и замыкает петлю обратной связи.

Модель была очень привлекательной, но для полной картины не хватало нескольких деталей паззла. Чтобы заблокировать активность гена, белку нужно пробраться в ядро клетки, где хранится генетический материал. Джеффри Холл и Майкл Росбаш показали, что белок PER накапливается в ядре за ночь, но не понимали, как ему удается попадать туда. В 1994 году Майкл Янг открыл второй ген циркадного ритма, timeless (англ. «безвременный»). Он кодирует белок TIM, который нужен для нормальной работы наших внутренних часов. В своем изящном эксперименте Янг продемонстрировал, что, только связавшись друг с другом, TIM и PER в паре могут проникнуть в ядро клетки, где они и блокируют ген period .

Упрощенная иллюстрация молекулярных компонентов циркадных ритмов

Такой механизм обратной связи объяснил причину появления колебаний, но было непонятно, что же контролирует их частоту. Майкл Янг нашел другой ген, doubletime . В нем «записан» белок DBT, который может задержать накапливание белка PER. Так и происходит «отладка» колебаний, чтобы они совпадали с суточным циклом. Эти открытия совершили переворот в нашем понимании ключевых механизмов биологических часов человека. В течение последующих лет были найдены и другие белки, которые влияют на этот механизм и поддерживают его стабильную работу.

Например, лауреаты этого года обнаружили дополнительные белки, которые заставляют ген period работать, и белки, с помощью которых свет синхронизирует биологические часы (или при резкой смене часовых поясов вызывает джетлаг).

О премии

Напомним, что Нобелевская премия по физиологии и медицине (стоит заметить, что в оригинальном названии на месте «и» звучит предлог «или») - одна из пяти премий, определенных завещанием Альфреда Нобеля 1895 года и, если следовать букве документа, должна ежегодно вручаться «за открытие или изобретение в области физиологии и медицины», сделанное в предыдущий год и принесшее максимальную пользу человечеству. Впрочем, «принцип прошлого года» не соблюдался, кажется, почти никогда.

Сейчас премия по физиологии и медицине традиционно присуждается в самом начале нобелевской недели, в первый понедельник октября. Впервые ее вручили в 1901 году за создание сывороточной терапии дифтерии. Всего за всю историю премия была вручена 108 раз, в девяти случаях: в 1915, 1916, 1917, 1918, 1921, 1925, 1940, 1941 и 1942 годах - премия не присуждалась.

За 1901–2017 годы премия присуждена 214 ученым, дюжина из которых - женщины. Пока что не было случая, чтобы кто-то получил премию по медицине дважды, хотя случаи, когда номинировали уже действующего лауреата, были (например, наш ). Если не учитывать премию 2017 года, то средний возраст лауреата составил 58 лет. Самым молодым нобелиатом в области физиологии и медицины стал лауреат 1923 года Фредерик Бантинг (премия за открытие инсулина, возраст - 32 года), самым пожилым - лауреат 1966 года Пейтон Роус (премия за открытие онкогенных вирусов, возраст - 87 лет).

В 2017 году Нобелевской премии по медицине удостоились три американских учёных, открывших молекулярные механизмы, отвечающие за циркадный ритм - биологические часы человека. Эти механизмы регулируют сон и бодрствование, работу гормональной системы, температуру тела и другие параметры человеческого организма, которые изменяются в зависимости от времени суток. Подробнее об открытии учёных - в материале RT.

Победители Нобелевской премии по физиологии и медицине Reuters Jonas Ekstromer

Нобелевский комитет Каролинского института Стокгольма в понедельник, 2 октября, сообщил, что Нобелевская премия 2017 года в области физиологии и медицины присуждена американским учёным Майклу Янгу, Джеффри Холлу и Майклу Росбашу за открытия молекулярных механизмов, контролирующих циркадный ритм.

«Они смогли проникнуть внутрь биологических часов организма и объяснить их работу», — отметили в комитете.

Циркадными ритмами называются циклические колебания различных физиологических и биохимических процессов в организме, связанных со сменой дня и ночи. Почти в каждом органе человеческого организма есть клетки, обладающие индивидуальным молекулярным часовым механизмом, а следовательно, циркадные ритмы представляют собой биологический хронометр.

Согласно релизу Каролинского института, Янгу, Холлу и Росбашу удалось изолировать у мух-дрозофилах ген, контролирующий выделение особого белка в зависимости от времени суток.

«Таким образом, учёным удалось опознать белковые соединения, которые участвуют в работе этого механизма, и понять работу самостоятельной механики этого явления внутри каждой отдельной клетки. Теперь мы знаем, что биологические часы работают по такому же принципу в клетках других многоклеточных организмов, включая людей», — говорится в релизе комитета, присудившего премию.

• Муха-дрозофила
• globallookpress.com
• imagebroker/Alfred Schauhuber

Наличие биологических часов у живых организмов было установлено в конце прошлого века. Они расположены в так называемом супрахиазматическом ядре гипоталамуса головного мозга. Ядро получает информацию об уровне освещения от рецепторов на сетчатке глаза и посылает сигнал другим органам с помощью нервных импульсов и гормональных изменений.

Кроме того, некоторые клетки ядра, как и клетки других органов, обладают собственными биологическими часами, работу которых обеспечивают белки, активность которых меняется в зависимости от времени суток. От активности этих белков зависит синтез других белковых связей, которые порождают циркадные ритмы жизнедеятельности отдельных клеток и целых органов. Так, например, пребывание в помещении с ярким освещением в ночное время может сдвинуть циркадный ритм, активируя белковый синтез генов PER, обычно начинающийся утром.

Также на циркадные ритмы в организме млекопитающих значительную роль оказывает печень. Например, грызуны вроде мышей или крыс являются ночными животными и едят в тёмное время суток. Но если пища становится доступна только днём, их циркадный цикл печени смещается на 12 часов.

Ритм жизни

Циркадные ритмы — это суточные изменения деятельности организма. Они включают регуляцию сна и бодрствования, выделения гормонов, температуры тела и других параметров, которые изменяются в соответствии с суточным ритмом, поясняет врач-сомнолог Александр Мельников. Он отметил, что исследователи вели разработки в этом направлении несколько десятков лет.

«Прежде всего, нужно отметить, что это открытие не вчерашнего и не сегодняшнего дня. Эти исследования велись многие десятилетия — с 80-х годов прошлого века до настоящего времени — и позволили открыть один из глубинных механизмов, регулирующих природу организма человека и других живых существ. Механизм, которые открыли учёные, очень важен для влияния на суточный ритм организма», — рассказал Мельников.

• pixabay.com

По словам эксперта, эти процессы происходят не только из-за смены дня и ночи. Даже в условиях полярной ночи суточные ритмы будут продолжать действовать.

«Эти факторы очень важны, но очень часто у людей они нарушены. Эти процессы регулируются на генном уровне, что подтвердили лауреаты премии. В наше время люди очень часто меняют часовые пояса и подвергаются разным стрессам, связанным с резкими изменениями циркадного ритма. Напряжённый ритм современной жизни может влиять на правильность регулировки и возможности для отдыха организма», — заключил Мельников. Он уверен, что исследование Янга, Холла и Росбаша даёт возможность для разработки новых механизмов воздействия на ритмы человеческого организма.

История премии

Учредитель премии Альфред Нобель в своём завещании поручил выбор лауреата по физиологии и медицине Каролинскому институту в Стокгольме, основанному в 1810 году и являющемуся одним из ведущих образовательных и научных медицинских центров мира. Нобелевский комитет университета состоит из пяти постоянных членов, которые, в свою очередь, имеют право приглашать экспертов для консультаций. В списке номинантов на премию в этом году было 361 имя.

Нобелевская премия в области медицины присуждалась 107 раз 211 ученым. Её первым лауреатом стал в 1901 году немецкий врач Эмиль Адольф фон Беринг, разработавший способ иммунизации против дифтерии. Комитет Каролинского института считает самой значимой премию 1945 года, присуждённую британским учёным Флемингу, Чейну и Флори за открытие пенициллина. Некоторые премии со временем стали неактуальными, как, например, награда, присуждённая в 1949 году за разработку метода лоботомии.

В 2017 году размер премии был увеличен с 8 млн до 9 млн шведских крон (около $1,12 млн).

Церемония награждения лауреатов по традиции состоится 10 декабря — в день кончины Альфреда Нобеля. Премии в области физиологии и медицины, физики, химии и литературы будут вручены в Стокгольме. Премия мира, согласно завещанию Нобеля, вручается в тот же день в Осло.

Подпишитесь на нас

Объявлением лауреатов премии по физиологии и медицине началась в понедельник в Стокгольме ежегодная Нобелевская неделя. Нобелевский комитет заявил, что в этой номинации премии за 2017 год удостоены исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг за

открытие молекулярных механизмов, контролирующих циркадные ритмы — циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи.

Жизнь на Земле адаптирована к вращению планеты. Уже давно было установлено, что все живые организмы, от растений до людей, обладают биологическими часами, которые позволяют организму приспосабливаться к изменениям, происходящим в течение суток в окружающей среде. Первые наблюдения в этой области были сделаны еще в начале нашей эры, с XVIII века начались более тщательные исследования.

К XX веку циркадные ритмы растений и животных были изучены достаточно полно, но оставалось секретом, как именно работают «внутренние часы». Этот секрет удалось раскрыть американским генетикам и хронобиологам Холлу, Росбашу и Янгу.

Модельным организмом для исследований стали плодовые мушки. Команде исследователей удалось обнаружить у них ген, контролирующий биологические ритмы.

Ученые выяснили, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетках на протяжении ночи и разрушается в течение дня.

Впоследствии они выделили и другие элементы, отвечающие за саморегуляцию «клеточных часов» и доказали, что биологические часы аналогичным образом работают и у других многоклеточных организмов, включая людей.

Внутренние часы адаптируют нашу физиологию к совершенно разному времени суток. От них зависит наше поведение, сон, метаболизм, температура тела, уровни гормонов. Наше самочувствие ухудшается, когда появляется несоответствие между работой внутренних часов и окружающей средой. Так, на резкую смену часового пояса организм реагирует бессонницей, усталостью, головной болью. Синдром смены часового пояса, джетлаг, уже несколько десятков лет входит в Международную классификацию болезней. Несовпадение образа жизни с ритмами, диктуемыми организмом, приводит к повышению риска развития множества заболеваний.

Первые задокументированные эксперименты с внутренними часами провел в XVIII веке французский астроном Жан-Жак де Меран. Он обнаружил, что листья мимозы опускаются с приходом темноты и вновь расправляются утром. Когда де Меран решил проверить, как растение будет вести себя без доступа света, оказалось, что листья мимозы опускались и поднимались независимо от освещения - эти явления были связаны с изменением времени суток.

В дальнейшем ученые выяснили, что подобные явления, подстраивающие организм под изменения условий в течение суток, есть и у других живых организмов.

Они были названы циркадными ритмами, от слов circa - «вокруг» и dies - «день». В 1970-х годах физик и молекулярный биолог Сеймур Бензер задался вопросом, можно ли идентифицировать ген, контролирующий циркадные ритмы. Ему удалось это сделать, ген получил название period, но механизм контроля оставался неизвестен.

В 1984 году узнать его удалось Холлу, Ройбашу и Янгу.

Они изолировали необходимый ген и выяснили, что он отвечает за процесс накопления и разрушения в клетках ассоциированного с ним белка (PER) в зависимости от времени суток.

Следующей задачей исследователей стало разобраться, как возникают и поддерживаются циркадные колебания. Холл и Росбаш предположили, что накопление белка блокирует работу гена, тем самым регулируя содержание белка в клетках.

Однако, чтобы заблокировать работу гена, белок, образующийся в цитоплазме, должен добраться до ядра клетки, где находится генетический материал. Оказалось, что PER действительно ночью встраивается в ядро, но как он туда попадает?

В 1994 году Янг открыл еще один ген, timeless, кодирующий белок TIM, необходимый для нормальных циркадных ритмов.

Он выяснил, что когда TIM связывается с PER, они оказываются способны проникнуть в ядро клетки, где и блокируют работу гена period благодаря ингибированию по принципу обратной связи.

Но некоторые вопросы все еще оставались без ответа. Например, что контролировало частоту циркадных колебаний? Янг в дальнейшем обнаружил еще один ген, doubletime, отвечающий за образование белка DBT, который задерживал накопление белка PER. Все эти открытия помогли понять, как колебания приспособлены к 24-часовому суточному циклу.

Впоследствии Холл, Ройбаш и Янг сделали еще несколько открытий, дополняющих и уточняющих предыдущие.

Например, они выявили ряд белков, необходимых для активации гена period, а также раскрыли механизм, с помощью которого внутренние часы синхронизируются со светом.

Наиболее вероятными претендентами на Нобелевскую премию в этой области были названы вирусолог Юань Чанг и ее муж, онколог Патрик Мур, открывшие ассоциированный с саркомой Капоши вирус герпеса восьмого типа; профессор Льюис Кантли, обнаруживший сигнальные пути ферментов фосфоинозитид-3-киназ и изучивший их роль в росте опухолей и профессор Карл Фристон, внесший серьезный вклад в анализ данных, полученных методами визуализации мозга.

В 2016 году лауреатом премии японец Есинори Осуми за открытие механизма аутофагии — процесса деградации и переработки внутриклеточного мусора.

Нобелевская премия в области физиологии и медицины в 2017 г. присуждена за открытие генов, определяющих работу биологических часов – внутриклеточного механизма, который управляет циклическими колебаниями биологических процессов, связанных со сменой дня и ночи. Суточные или присущи всем живым организмам, от цианобактерий до высших животных.

Безусловно, любой научный результат, получивший такое мировое признание, опирается на достижения предшественников. Впервые представление о биологических часах возникло еще в XVII в., когда французский астроном Жан Жак де Меран обнаружил, что суточный ритм движения листьев растений не исчезает даже в темноте: он жестко «запрограммирован», а не обусловлен действием окружающей среды.

С этого момента и началось изучение феномена биологических часов. Оказалось, что почти во всех живых организмах протекают циклические процессы с суточным или околосуточным периодом. И даже при отсутствии главного внешнего фактора синхронизации – смены дня и ночи, организмы продолжают жить по суточному ритму, хотя период этого ритма может быть больше/меньше продолжительности суток в зависимости от индивидуальных особенностей.

Генетическая основа биологических часов была впервые установлена в 1970-х гг., когда у плодовой мушки был открыт ген Per (от period). Авторы этого открытия, Сеймур Бензер и его ученик Рональд Конопка из Калифорнийского технологического института, провели масштабный эксперимент, работая с сотнями лабораторных линий мух, полученных с помощью химического мутагенеза. Ученые заметили, что при одинаковом периоде освещения у некоторых мух период суточного ритма сна и бодрствования становился либо существенно меньше обычных суток (19 ч), либо больше (28 ч); кроме того, была обнаружена «аритмиков» с полностью асинхронным циклом. Пытаясь идентифицировать гены, контролирующие циркадный ритм у дрозофил, ученые продемонстрировали, что нарушения этого ритма связаны с мутациями неизвестного гена или группы генов.

Таким образом будущие лауреаты Нобелевской премии Холл, Росбаш и Янг уже имели в своем распоряжении линии мух с генетически обусловленными изменениями периода сна и бодрствования. В 1984 г. эти ученые выделили и секвенировали искомый ген Per и выяснили, что уровень кодируемого им белка меняется с суточной периодичностью, достигая пика в ночное время и снижаясь днем.

Это открытие дало новый толчок к исследованиям, цель которых – понять, почему механизмы циркадных ритмов работают именно так, а не иначе, почему у разных индивидуумов суточный период может различаться, но при этом оказывается устойчив к действию внешних факторов, таких как температура (Pittendrich, 1960). Так, работы, выполненные на цианобактериях (сине-зеленых водорослях), показали, что с повышением температуры на 10 ºС суточный период их циклических метаболических процессов меняется всего на 10–15%, тогда как по законам химической кинетики это изменение должно быть больше почти на порядок! Этот факт стал настоящим вызовом, так как все биохимические реакции должны подчиняться правилам химической кинетики.

Сейчас ученые сошлись во мнении, что ритм циклических процессов остается достаточно стабильным потому, что суточный цикл определяется не одним геном. В 1994 г. Янг открыл у дрозофилы ген Tim, кодирующий белок, участвующий в регуляции уровня белка PER по принципу обратной связи. При повышении температуры возрастает наработка не только белков, участвующих в формировании циркадного цикла, но и других белков, которые его тормозят, в результате работа биологических часов не сбивается.

У млекопитающих открыто целое семейство генов циркадных генов – Bmal1, Clock, Cry1-2, Per1-3, механизм работы которых подчиняется принципу обратной связи. Белки BMAL1 и CLOCK активируют гены Per и Cry, в результате чего синтезируются белки PER и CRY. Когда этих белков становится много, они начинают подавлять активность BMAL1 и CLOCK, тем самым снижая свой синтез. Когда количество белков PER и CRY снижается до определенного уровня, вновь активируются BMAL1 и CLOCK. Цикл продолжается

Базовые механизмы циркадных ритмов на сегодня достаточно изучены, хотя многие детали так и остались необъясненными. Так, непонятно, каким образом в одном организме могут одновременно сосуществовать несколько «часов»: как реализуются процессы, идущие с разным периодом? Например, в экспериментах, когда люди жили в помещениях или в пещере, не получая информации о смене дня и ночи, их температура тела, секреция стероидных гормонов и другие физиологические параметры циклировали с периодом около 25 ч. При этом периоды сна и бодрствования могли варьировать от 15 до 60 ч. (Wever, 1975).

Изучение циркадных ритмов важно и для понимания функционирования организма в экстремальных условиях, например, в Арктике, где в условиях полярного дня и ночи не действуют естественные факторы синхронизации суточных ритмов. Существуют убедительные данные, что при долгом пребывании в таких условиях у человека существенно изменяются суточные ритмы целого ряда функций (Мошкин, 1984). Сейчас мы осознаем, что этот фактор может заметно влиять на здоровье человека, и знания о молекулярной основе циркадных ритмов должны помочь при определении вариантов генов, которые будут «полезны» при работе в полярных условиях.

Но знания о биоритмах важны не только для полярников. Циркадные ритмы влияют на наши обменные процессы, работу иммунной системы и процесс воспаления, на кровяное давление, температуру тела, функции мозга и многое другое. От времени суток зависит эффективность некоторых лекарств и их побочные эффекты. При вынужденном несоответствии внутренних и внешних «часов» (например, из-за широтного перелета или работы в ночную смену) могут наблюдаться разнообразные дисфункции организма, от расстройства желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы до депрессии, при этом также повышается риск развития онкологических заболеваний.

Литература

PITTENDRIGH C.S. Circadian rhythms and the circadian organization of living systems.Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1960;25:159-84.

Wever, R. (1975). "The circadian multi-oscillator system of man". Int J Chronobiol. 3 (1): 19–55.

Мошкин М.П. Влияние естественного светового режима на биоритмы полярников // Физиология человека. 1984, 10(1): 126-129.

Подготовила Татьяна Морозова