Биотехнолог Владимир Володин: «Наука должна приносить конкретную пользу для северян»

Экстремальные экспедиции Федора Конюхова хорошо известны практически всем россиянам. Но мало кто знает, что в некоторых своих путешествиях он использовал укрепляющий препарат «Адастен», разработанный в лаборатории биохимии и биотехнологии Института биологии Коми научного центра. Впервые он протестировал его в 2013 году, совершая вместе с Виктором Симоновым переход на собачьих упряжках по маршруту Северный полюс – Гренландия. «Адастен» помог путешественникам преодолеть большие расстояния, сопротивляться холоду и ветру. Заведующий лабораторией, а сейчас также исполняющий обязанности председателя Коми научного центра УрО РАН профессор Владимир Володин рассказал «Республике» об этой и других научных разработках местных биотехнологов.

– Как Федор Конюхов узнал о ваших разработках?

– В начале 2013 года я получил из штаба экспедиции Конюхова письмо, в котором было написано, что путешественник готов испытать на себе разработанный нами препарат «Адастен». Это не лекарственный препарат, а пищевая добавка, содержащая в своем составе активную субстанцию, которую мы выделили из сибирского растения серпухи венценосной. Эта субстанция повышает физическую силу и выносливость людей. Она специально разрабатывалась для укрепления здоровья, улучшения обмена веществ и повышения иммунитета людей, живущих и работающих на севере. Название препарату было дано от слова «адаптация».

– Расскажите о вашем пути в науку.

– Сам я северянин – родился и практически всю жизнь живу в Сыктывкаре. Учился в школе №12, затем окончил химбил СГУ. В армии служил в Воркуте в Арктическом пограничном отряде. После армии начал работать в университете, а затем поступил в очную аспирантуру химического факультета МГУ. После аспирантуры передо мной стоял выбор: оставаться в Москве и работать в Институте нефтехимического синтеза АН СССР, что предложил мне мой научный руководитель академик Виктор Кабанов, или вернуться в Коми научный центр, где мне было предложено организовать исследования по биотехнологии. Это была середина восьмидесятых годов, и биотехнология сформировалась к тому времени как одно из самых перспективных мировых научных направлений. Но вопрос о возможности развития биотехнологии в Коми АССР в те годы воспринимался скорее как шутка или недоразумение. И все же я принял это предложение и вернулся в Сыктывкар.

В этом году нашей лаборатории биохимии и биотехнологии уже четверть века. Много воды утекло с тех пор. Были и победы, и разочарования, ушли из жизни некоторые наши талантливые коллеги. Я всегда был настроен заниматься серьезной фундаментальной наукой, но одновременно хотелось получать от научных результатов и конкретную пользу для северян. Могу сказать, все эти годы мы работали не зря, наши результаты не только остались в отчетах, статьях и патентах, но и оказались востребованы в жизни. В лаборатории сейчас пятнадцать человек – это три научные группы, которые ведут разноплановые биотехнологические исследования.

– Наверное, самое известное из них – это поиск новых биологически активных веществ?

– В области разработки БАДов было и остается много халтурщиков, которые дискредитировали само это слово. Но мы уверены в своих препаратах и считаем, что их разработка – это важное научное направление, поскольку оно нацелено на улучшение качества жизни людей, предупреждение заболеваний, повышение устойчивости организма к стрессу, вредным природным и производственным факторам, замедление старения. Наши ученые из Института физиологии Коми научного центра уже не первый год изучают вопросы адаптации на севере коренных народов, живущих здесь много поколений русских, а также краткосрочников – вахтовиков. Дают рекомендации по витаминизации населения.

А мы задались целью выяснить, возможна ли коррекция адаптивных возможностей человека в условиях севера с помощью природных биологически активных веществ? Для этого мы начали искать растения и содержащиеся в них вещества, которые могут помочь адаптации и повысить сопротивляемость организма в осложненных условиях. Такие препараты называются адаптогенами, они необходимы для людей, осваивающих север с его сильными морозами, недостатком кислорода, коротким световым днем. Адаптогены очень полезны и для пожилых, и для больных людей, проживающих на севере и страдающих заболеваниями сахарного диабета и ишемической болезнью сердца, ожирением, и для всех, кто на работе испытывает экстремальные физические и психические нагрузки.

Для поиска этих особенных веществ и растений мне пришлось разработать специальные подходы, как искать среди множества окружающих нас растений эти вещества. Вначале мы обратили внимание на растение, которое с 1960-х годов культивировалось в ботаническом саду нашего института, а некоторые хозяйства применяли его в животноводстве для откорма молодняка и повышения удоев коров. Это растение называется маралий корень. В природе оно растет в горах Алтая. И когда мы начали изучать его химический состав, поняли, что уникальные свойства растению придают фитоэкдистероиды. Занимаясь изучением маральего корня, мы одновременно искали и другие растения, где содержание фитоэкдистероидов могло оказаться еще выше. Для этого нам пришлось объездить Северный Кавказ, Западную Сибирь, Приполярный и Южный Урал. Оттуда мешками привозили растения для анализа. Одновременно вместе с этнографами изучали сведения народной медицины коми. Большую помощь в этом оказала сотрудница Института истории, языка и литературы Ирина Ильина.

Коми люди издавна лечились с помощью растений. Среди них известные всем шиповник, морошка, черемуха, березовый сок и другие. В традиционной медицине коми используется более ста видов растений. Особыми целительными силами народ коми наделял венерин башмачок (коми название — адам глава турун) и сон-траву (чаром петам турун), называя их травами от «ста болезней». От Ирины Ильиной мы узнали, что в коми деревнях для поддержания сил тяжелым больным после инфаркта и инсульта давали вместе с хлебом и молоком отвар травы «шлачкан турун», или «хлопающей травы». Так коми называют некоторые виды смолевок. Научный прогноз указывал на наличие в них экдистероидов. Так и оказалось.

Но самое высокое содержание фитоэкдистероидов мы обнаружили в сибирском растении серпухе венценосной. У нас это растение в дикой природе не растет. Много лет совместно с Розалией Беляевой из научно-исследовательского института сельского хозяйства мы проводили селекционные работы, в результате которых был создан и официально зарегистрирован новый сорт серпухи венценосной, который назвали в честь талантливого ученого, пионера освоения севера – «Памяти А.В.Журавского». Этот сорт адаптирован для нашего климата, у него много листьев, в которых и содержатся нужные вещества. С одного гектара плантации серпухи венценосной в загородном радиобиологическом комплексе Института биологии мы ежегодно можем собирать несколько тонн листьев. По нашим стопам серпухой стали заниматься и в других местах. Есть научные группы в Уфе, Владивостоке, в других городах и регионах. Мы относимся к этому спокойно, так как конкуренция – это двигатель прогресса.

– Два года назад вы продолжили поиски адаптогенов в тропических джунглях?

– Первый визит во Вьетнам состоялся в 2010 году. Я тогда в составе делегации России участвовал в Международной конференции стран АСЕАН по пищевой биотехнологии. Нашими исследованиями заинтересовались, и сейчас мы уже плотно работаем с вьетнамскими коллегами. В конце 2015 года у нас прошла первая экспедиция в Северный Вьетнам, в тропические леса национального парка «Кук Фыонг». Она была организована Российско-Вьетнамским тропическим научно-исследовательским и технологическим центром в рамках двустороннего соглашения с Коми научным центром. В Тропическом центре я утвержден научным руководителем темы по биологически активным веществам тропических растений вместе с нашим коллегой – талантливой вьетнамской ученой по имени Лоан.

Нами был собран уникальный материал, в том числе образцы очень редких лекарственных растений, которые используются народностью мынг, населявшей прежде территорию этого национального парка. Флора тропиков очень богата. В этом году вместе с супругой Светланой Володиной мы едем в очередную экспедицию. Теперь это будет Центральный Вьетнам, пожалуй, самая загадочная часть этой страны. Мы нашли фитоэкдистероиды в коре некоторых вьетнамских деревьев. Есть идея создавать искусственные посадки этих деревьев во Вьетнаме, а из выделяемых веществ делать препараты для лечения сахарного диабета. Заболеть сахарным диабетом во Вьетнаме очень страшно, так как там пока еще не создана государственная программа поддержки больных диабетом. Хотя в России мы не сможем выращивать тропические виды растений, но в нашей лаборатории мы владеем методами культивирования растительных клеток и тканей, так что в обозримом будущем мы планируем создать самые современные биотехнологии получения этих ценных адаптогенов с помощью клеточных технологий. Поэтому получаемые совместно с нашими вьетнамскими коллегами результаты одинаково важны для обеих стран.

– На основе серпухи венценосной вы начали выпуск нескольких растительных препаратов, в основе которых лежит вещество серпистен. В чем заключается их действие?

– Мы разработали целую линейку БАДов на основе активной субстанции, выделенной из серпухи. Один из них – «Кардистен», рекомендован для профилактики и реабилитации после инфаркта миокарда. Специалисты клиники Института питания и биотехнологии в Москве показали эффективность применения «Кардистена» для снижения веса людям, страдающим хронической сердечной недостаточностью. «Диастен» помогает людям при сахарном диабете второго типа, а при диабете первого типа его применение позволяет снизить дозу инсулина. «Адастен», как уже говорилось, рекомендован в качестве средства повышения физической и умственной работоспособности, профессионального и активного долголетия для людей многих профессий, работающих и живущих на севере, да и не только.

По известным причинам мы замахнулись перейти от БАДов к лекарственным средствам. Но дело это очень сложное, такое же сложное, как и вывести препараты на лекарственный рынок. Отрадно то, что мы нашли инвестора, с которым намерены организовать доклинические и клинические исследования экдистероидной субстанции из серпухи как противодиабетического средства. Наполеоновских планов у нас нет, и бороться мы ни с кем не собираемся. Однако уверен, что пройдет еще несколько лет, и мы будем отчитываться перед людьми уже не линейкой биодобавок, а лекарственными средствами, которые выдержат конкуренцию с международными аналогами.

– Кстати, как отозвался Федор Конюхов о вашем препарате?

– Взять анализ крови после применения «Адастена» Конюхов не позволил, да нам и не надо было этого делать, ведь все исследования уже были сделаны задолго до этого. Нам было важнее узнать субъективные ощущения этого бывалого человека от приема нашего препарата вместе с витаминами, состав которых был подобран профессором Евгением Бойко. Конюхов использовал «Адастен» уже в трех своих путешествиях и сказал, что этот препарат дает ему спокойствие и силу, особенно в те моменты, когда человека может охватить чувство одиночества в безбрежных пространствах льдов Арктики, вод Тихого океана или бескрайнего неба. Это мнение находит свое научное объяснение: адаптогены реализуют свое благоприятное действие, регулируя стресс на клеточном и организменном уровне.

Особенность «Адастена» в том, что он придает человеку силу в экстремальных условиях, но не приводит затем к истощению организма. В мире существуют препараты, которые дают резкий кратковременный прилив сил, но за подъемом неизбежно происходит спад. Это очень опасные препараты, которые в спорте называют допингом и категорически запрещены для применения. Впрочем, о допингах я могу говорить долго, поскольку много лет читал курс спортивной биохимии для студентов нашего университета по специальности «Физиология спорта».

– Биодобавки – это не единственное направление научных исследований, которым занимается ваша лаборатория?

– Конечно, нет. Не менее важной проблемой занимается группа экологической биотехнологии, которой руководит старший научный сотрудник Татьяна Щемелинина. Ее направление исследований – разработка биологических методов ликвидации последствий аварийных нефтеразливов. Эти технологии основываются на использовании микроорганизмов, которые способны питаться нефтью и тем самым разрушать ее. Хотя мы не пионеры в этих исследованиях, определенная новизна подходов у нас есть.

Когда в 1990-х годах случилась авария на Усинском месторождении нефти, приехало несколько научных групп разработчиков микробиологических препаратов, «съедающих» нефть. Но оказалось, что в условиях холодного климата эти препараты не захотели работать. Заслуга наших исследователей, прежде всего Марии Маркаровой, которая одной из первых включилась в решение этой проблемы, в том, что в основу наших биопрепаратов были взяты местные штаммы микроорганизмов, которых искали и выделяли в культуру вокруг старых бензоколонок и нефтеразливов у нас на севере. Таким образом, созданные биопрепараты не только были способны усваивать нефть, но и эффективно работали в условиях низких температур. В 2009 году эта разработка совместно с Пермским институтом экологии и генетики микроорганизмов была отмечена премией правительства России в области научных исследований. Мы уже выпускаем опытные партии препарата. Но как обычно и бывает в науке – сложно перейти от пилотных партий к созданию крупного производства.

Есть и третье направление наших исследований. С него, собственно, все и началось. Когда я только начал работать в Коми научном центре, в нашей стране вспыхнуло сильнейшее экологическое движение против строительства заводов по получению микробиологического белка. С выбросом белковой пыли этих комбинатов связывали рост числа заболеваний бронхиальной астмой. Сам белок не вредный, но белковая пыль вызывала у людей сильнейшую аллергию. В восьмидесятых годах в Коми рассматривался проект завода по производству микробиологического белка на природном газе. Мы, ученые-биотехнологи, тогда поддержали общественность и высказали свое мнение, что нужно воздержаться от строительства столь экологически опасного завода. Проектирование завода было приостановлено, а нам, ученым, было предложено найти перспективные для республики альтернативные пути развития биотехнологии.

После этих событий мы стали активно развивать направление по биоконверсии целлюлозы, то есть по биотехнологической переработке многочисленных отходов лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Нами были разработаны обогащенные белком и легкоусвояемыми углеводами кормовые добавки для животных и регламент по получению глюкозы ферментативным гидролизом целлюлозы. Большой вклад в развитие этого направления внесла Татьяна Ширшова, а сейчас ее дело продолжает Андрей Донцов. И вот в этом году, практически спустя четверть века после организации этих исследований, в правительство республики было внесено предложение о строительстве в Троицко-Печорском районе завода ферментативного гидролиза целлюлозы. На этом заводе будет производиться глюкоза, а на ее основе биотопливо – этанол.

– А насколько у нас востребовано биотопливо?

– Биотопливо – это прежде всего этиловый спирт и биодизель. Хотя наша страна еще не готова перейти на биотопливо, но, как показали маркетинговые исследования, биоэтанол можно экспортировать в Германию. Завод будет построен в ближайшей перспективе, и это будет достаточно крупное предприятие. Наша задача как ученых – обеспечить научное сопровождение этого производства. К тому же глюкоза – это не только биотопливо. У нее может быть медицинское, пищевое и техническое применение. А значит, понадобятся и другие научные разработки в этой области. Это будет современный завод, построенный по итальянской лицензии, в производстве будут использоваться датские ферменты.

Задача импортозамещения, которую перед нами поставили, – это создать биотехнологию получения отечественных ферментов для производства глюкозы из целлюлозы. Мы даже не ожидали, что через такой большой промежуток времени наши исследования окажутся востребованными, благо мы сохранили кадровый потенциал. Я убежден, что за биотехнологией будущее. Об этом говорит и принятие в 2015 году постановлением правительства Коми концепции развития биотехнологии в республике на период до 2020 года. О востребованности этого направления для социально-экономического развития нашего региона говорилось и на заседании научно-консультативного совета при главе региона под председательством Сергея Гапликова летом 2016 года.

Беседовал Артур АРТЕЕВ

Фото автора и из архива Владимира Володина