Лаборатория физиологии почки и водно-солевого обмена

Сотрудники лаборатории физиологии почки и водно-солевого обмена.
Верхний ряд: Балботкина Е.В., Боголепова А.Е., Селивёрстова Е.В., Наточин Ю.В., Каравашкина Т.А., Чернявская Н.А., Кутина А.В.
Нижний ряд: Пруцкова Н.П., Чернявский В.И., Зайцева К.В., Шахматова Е.И., Дзуцева И.В.


История создания

Лаборатория основана в 1956 г. чл.-корр. АМН СССР проф. А.Г. Гинецинским, с 1962 по 1964 гг. ее возглавлял проф. М.Г. Закс, с 1964 по 2013 гг. – акад. Ю.В. Наточин, с 2014 г. – А.В. Кутина


Основные направления научной деятельности:

Основное направление работ лаборатории — изучение функций почки, механизмов водно-солевого гомеостаза. Сформулированы принципы эволюции осмо- и ионорегулирующей функций почки, изучены клеточные и мембранные механизмы транспорта ионов и воды, способы регуляции водно-солевого баланса, роль гормонов нейрогипофиза, аутакоидов, инкретинов в регуляции функций почки. Объектами исследований являлись представители всех классов позвоночных, некоторых беспозвоночных, ряд работ выполнен на эмбрионах рыб, амфибий, птиц, млекопитающих, в раннем постнатальном онтогенезе крыс. Исследования проводились в клиниках нефрологии, нейрохирургии, эндокринологии, педиатрии, при обследовании космонавтов.

В лаборатории применяют классические методы изучения функций почки: клиренсовые методики, методы микропункции канальцев, микродиссекции почек, электрофизиологии эпителиальных клеток, рентгеновского микроанализа, световой, конфокальной и электронной микроскопии, атомной абсорбционной и пламенной спектрофотометрии, иммуноферментного анализа, математического моделирования и др.

В лаборатории подготовлено более 45 кандидатов и 16 докторов наук, опубликовано более 600 статей в отечественных и международных журналах, в т.ч. Nature, Kidney International, J. Endocrinology, Eur. J. Physiology, Am. J. Physiol. и др. Сотрудники лаборатории являются авторами учебников по физиологии для вузов, руководств по физиологии почки и водно-солевого обмена, патентов. Результаты работ лаборатории используются в нефрологической и педиатрической клиниках, космической медицине, рыбном хозяйстве.

1. Теоретические проблемы эволюционной физиологии

В лаборатории развиваются основные положения эволюционной физиологии, предложен оригинальный подход к решению проблем эволюции функций и функциональной эволюции. На примере изучения водно-солевого обмена, функции почек у представителей различных групп животного мира, в процессе индивидуального развития, при деградации функций в условиях патологического процесса были сформулированы закономерности эволюции функций почки. Обоснована необходимость оценки закономерностей эволюции функций на уровне клетки, функциональных единиц органа (нефрон), органа (почка), функциональных систем организма (осморегулирующая система).

Обосновано положение о функциональной эволюции почки, отвечая на вопрос Л.А. Орбели «почему функция развивалась «так, а не иначе». На примере эволюции почки предполагается, что молекулярные ограничения транспорта воды и натрия предопределили конструкцию почек, обеспечивающую сочетание процессов фильтрации и реабсорбции: транспорт натрия является активным процессом, воды – только пассивным, по осмотическому градиенту.

Л.А. Орбели поставил две задачи перед эволюционной физиологией – изучение эволюции функций и функциональной эволюции. Вне рассмотрения оставалось происхождение жизни и первых физиологических функций протоклеток. Возникла необходимость отнести эту проблему к еще одной задаче – происхождению физиологических функций.

2. Проблемы происхождения клетки и жизни

Считается, что жизнь возникла в океане, в котором доминируют ионы натрия. В лаборатории обоснована оригинальная гипотеза, согласно которой жизнь возникла в водоемах с преобладанием ионов К, появились протоклетки, сформировались плазматические мембраны. Позднее эти первичные клетки приспособились к среде с доминированием ионов Na, сохранив К+ как доминирующий катион внутри клетки.

3. Ионорегулирующая функция почек

Со второй половины 60-гг ХХ в. основным направлением работ лаборатории стало изучение эволюции функции почек по регуляции ионного баланса. Были выяснены особенности транспорта в канальцах почек позвоночных ионов Na, K, Ca, Mg, SO4, Cl. Установлено, что в эволюции почечной функции ведущую роль играет возрастание клубочковой фильтрации и реабсорбции веществ вследствие интенсификации транспорта электролитов и неэлектролитов в почечной клетке, изменения состояния межклеточной проницаемости. Показано участие натрий-калиевого насоса в формировании системы секреции ионов клеткой нефрона. Впервые в нашей стране налажены методы микропункции, микродиссекции почки. Е.И. Шахматова, В.Т. Бахтеева, О.А. Гончаревская, Е.А. Лаврова, Г.П. Гусев, Ю.Г. Монин, В.В. Леванович, В.Г. Покровский, Б.Р. Рахметов, а также научные сотрудники из Туркмении, Таджикистана, Болгарии, Чехословакии, Венгрии, Германии, Польши и др. обучались в аспирантуре и участвовали в совместных исследованиях. Крупнейшие исследователи физиологии почек ведущих стран мира стали гостями лаборатории, среди них K. Ullrich и К. Thurau (Германия), F. Morel (Франция), H. Valtin и С. Leach (США).

4. Нонапептиды нейрогипофиза

Еще в начале 1960-х годов были выполнены исследования, посвященные роли цАМФ в механизме действия антидиуретического гормона (Ю.В. Наточин). Установлены новые звенья в механизме действия вазопрессина и выявлен ряд локусов модуляции эффекта этого гормона в клетке. Выявлено взаимодействие рецепторов вазопрессина различного типа в регуляции осмотического тока воды и установлена молекулярная основа этого взаимодействия (Ю.В. Наточин, Е.И. Шахматова). Показана возможность селективной регуляции выведения не только воды, но и ионов натрия и калия почкой при участии гормонов нейрогипофиза. Получены новые аналоги нонапептидов нейрогипофиза с избирательным влиянием на выведение воды или ионов почкой (Т.А. Каравашкина, Е.И. Шахматова, А.В. Кутина), что открывает новые грани регуляции функции почек и может быть основой создания нового класса лекарственных веществ.

5. Инкретины, аутакоиды

Установлено, что клетки осморегулирующих органов синтезируют фактор, уменьшающий проницаемость для воды, он служит локальным антагонистом вазопрессина (аутакоид) (Р.Г. Парнова, Е.И. Шахматова). Он выявлен у амфибий, крыс и человека. Удалось найти решение ряда проблем в клинике, вызванных измененной продукцией аутакоидов (А.А. Кузнецова), обосновать новое направление в физиологии — квантовая физиология (спонтанное образование квантов регуляции), выяснить роль одного из инкретинов в регуляции водно-солевого обмена (Кутина А.В., Марина А.С.).

6. Водно-солевой обмен в космическом полете

С 1963 г. в лаборатории стали проводиться исследования совместно с воинской частью 64688, а затем с ИМБП по изучению влияния факторов космического полета на состояние водно-солевого обмена. В 1964 г. было проведено обследование космонавтов, и год спустя вышла в свет статья, которая стала первой публикацией в этой области, предложен способ реабилитации космонавтов. В лаборатории выполнен большой объем исследований не только при обследовании космонавтов, но и на биоспутниках. В 1997 г. работа была отмечена премией Правительства в области науки.

7. Проблемы клинической физиологии почки

В лаборатории было найдено решение эффективного применения фуросемида для лечения отеков при ХПН (Е.А. Жуковская), установлено значение аутакоидов в патогенезе ночного энуреза у детей и разработан алгоритм эффективного лечения детей (А.А. Кузнецова). При обследовании пациентов в неврологической клинике выявлена роль гиперосмии в патогенезе осложнений ишемического инсульта и разработана схема лечения, позволившая снизить летальность почти вдвое (Б.С. Виленский, В.В. Сулимо).


Научно-организационная деятельность:

Сотрудники лаборатории активно участвуют в научно-организационной работе, которая включала руководство Научным советом по физиологическим наукам РАН, Национальным комитетом физиологов России, редакционным советом «Науки о жизни», участие в работе редакционных коллегий научных журналов (Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, Вестник молодых ученых, Kidney International, Renal Failure, Comparative Physiology and Biochemistry, The World Health & Medical Policy Journal).

Сотрудникам лаборатории присуждены две премии им. Л.А. Орбели (АН CCCP), Золотая медаль им. И.П. Павлова (РАН), Золотая медаль им. Я. Пуркинье (АН Чехословакии), медали им. С. Рач (Венгерское физиологическое общество), им. С.П. Королева (Федерации космонавтики СССР), две медали Российской академии наук с премиями для молодых ученых РАН, премия Триумф и др., две премии Правительства РФ, ордена «За заслуги перед Отечеством» III и IV степеней и др., звания почетного доктора ВМА, ИЭМ и др., почетного профессора СПбГУ и др.


Педагогическая деятельность:

Кандидатские диссертации, выполненные в лаборатории и под руководством сотрудников лаборатории
  • Голосова Д.В. — Исследование участия подтипов рецепторов вазопрессина в ионорегулирующей функции почек крыс. 2017
  • Марина Анна Сергеевна — Исследование механизмов модуляции действия пептидов нейрогипофиза в почке. 2012
  • Николаева Светлана Дмитриевна — Молекулярные механизмы регуляции продукции оксида азота в эпителиальных клетках мочевого пузыря лягушки. 2011
  • Кутина Анна Вячеславовна — Сравнительное исследование экскреции белка почкой. 2009
  • Бурмакин М.В. — Всасывание белка в тонком кишечнике в постнатальном онтогенезе у крыс. 2007
  • Осипова Н.А. — Особенности участия почки в обеспечении осмотического и ионного гомеостаза при физиологически протекающей и осложненной гестозом беременности. 2007
  • Канашкина Т.А. — Исследование влияния синтезированных аналогов аргинин-вазотоцина на функции почки крыс. 2007
  • Фетисова Н.В. — Исследование особенностей реабсорбции натрия в почке при изменении скорости клубочковой фильтрации и уровня артериального давления. 2005
  • Гао Цзе — Исследование влияния всасывания антидиуретического гормона в кишечнике у крыс на функции почки. 2004
  • Боголепова Анастасия Евгеньевна — Исследование роли простагландинов в регуляции мочеобразования. 2004
  • Родионова Е.А. — Исследование роли простагландинов в регуляции транспорта воды и ионов в толстой кишке. 2002
  • Кузнецова Алла Александровна — Исследование функционального состояния почек и эффективности десмопрессина при лечении ночного энуреза у детей. 1997
  • Гетманова Е.В. — Клонирование и функциональная характеристика нового рецептора окситоцин/вазопрессинового семейства (мезотоцинового) из мочевого пузыря жабы Bufo marinus. 1996
  • Еремьянц Г.А. — Функциональное состояние почек и их роль в экскреции меди, цинка, железа при введении избытка солей этих металлов. 1994
  • Фирсов Д.Л. — Исследование роли вторичных мессенджеров в механизме увеличения осмотической проницаемости при действии вазопрессина. 1991
  • Тихонов В.В. — Водно-электролитный обмен при конституционально-экзогенном ожирении у детей. 1989
  • Мязина Е.М. — Сравнительно-физиологическое изучение нефротоксического действия тяжелых металлов у позвоночных животных. 1988
  • Султанова Н.Ф. — Сезонные особенности функций почек и влияния фуросемида у больных ишемической болезнью сердца (с отечным синдромом) и гипертонической болезнью в условиях аридной зоны. 1986
  • Подсекаева Г.В. — Осмо-, волюмо- и ионорегулирующая функция почки большой песчанки. 1985
  • Гырчев Р.А. — Ионорегулирующая функция денервированной почки у собаки 1985
  • Архипов В.В. — Нагрузочные пробы в оценке функции почек по регуляции кислотно-основного состояния при гломерулонефрите у детей. 1985
  • Кошелева Л.Н. — Особенности действия диуретиков при гломерулонефрите и пиелонефрите у детей. 1983
  • Жуковская Е.А. — Особенности действия фуросемида у детей различного возраста при нефропатиях. 1983
  • Тибекина Л.М. — Особенности действия диуретиков при гипоталамических синдромах. 1982
  • Покровский В.Г. — Сравнительное изучение транспорта натрия и калия в канальцах нефрона. 1981
  • Монин Ю.Г. — Сравнительное исследование влияния изменения осмотического и ионного состава крови на осмо- и ионорегулирующую функцию почки. 1981
  • Кузьмина О.Ю. — Роль внутриклеточных неорганических ионов в адаптации некоторых пойкилоосмотических животных к изменению солености воды. 1981
  • Гамбарян Степан Петрович — Сравнительно-морфологическое исследование почек рептилий. 1981
  • Гозалишвили Т.В. — Особенности водовыделительной и ионорегулирующей функции почек и действие фуросемида при нефритах у детей. 1978
  • Леванович В.В. — Сравнительно-физиологические исследования активности катионов в жидкостях внутренней среды. 1977
  • Металлов Г.Ф. — Концентрация осмотически активных веществ и ионов в сыворотке крови осетровых в морской и речной периоды жизни. 1976
  • Гончаревская О.А. — Проксимальная реабсорбция и формирование структуры нефрона в почке позвоночных. 1976
  • Перешеина Л.П. — Особенности функции почек и действие диуретиков у детей первого года жизни. 1975
  • Бахтеева Вера Талгатовна — Особенности выделения калия почкой позвоночных и клеточные механизмы его секреции. 1975
  • Шахматова Елена Ильинична — Натрийуретическая функция почки позвоночных. 1974
  • Лаврова Елена Алексеевна — Экологические особенности катионного состава крови и ионорегулирующей функции почек рыб и амфибий. 1974
  • Ермакова И.П. — Особенности деятельности почек при хронической почечной недостаточности. 1973
  • Церингер Т.Б. — Особенности функции почки в восстановительном периоде острой почечной недостаточности. 1972
  • Бессонов Б.И. — Электрофизиологическое исследование проксимального и дистального сегментов нефрона некоторых позвоночных. 1972
  • Рахметов Б.Р. — Соотношение между выделением натрия и хлоридов почкой некоторых позвоночных. 1970
  • Пинегин Л.Е. — Функция почек и эффект дегидратации у больных с опухолями головного мозга, воздействующими на гипоталамус. 1969
  • Гусев Г.П. — Выделение кальция и магния почкой позвоночных животных. 1969
  • Леонтьев В.Г. — Сравнительное исследование распределения натрия в тканях животных. 1968
  • Винниченко Л.Н. — Сравнительное электронно-микроскопическое исследование нефронов миноги, лягушки и крысы. 1968
  • Танасийчук О.Ф. — Секреция лактозы молочной железой. 1965
  • Наточин Юрий Викторович — Сравнительно-физиологические особенности системы гиалуронидаза-гиалуроновая кислота в почках различных классов позвоночных. 1960
  • Норина О.А. — Действие мочегонных средств в раннем постнатальном периоде. 1957
Докторские диссертации, выполненные в лаборатории или при участии научным консультантом сотрудников лаборатории
  • Шуцкая Ж.В. — Диабетическая нефропатия у детей и подростков (ранняя диагностика, профилактика, лечение). 2011
  • Кузнецова Алла Александровна — Сочетание онтогенетического и клинического методов эволюционной физиологии в анализе механизма регуляции функции почек. 2006
  • Пруцкова Наталья Павловна — Антидиуретический гормон: центральная регуляция секреции и механизм гидроосмотического эффекта. 2006
  • Металлов Г.Ф. — Физиолого-биохимические механизмы эколого-адаптационной пластичности осморегулирующей системы осетровых рыб. 2002
  • Зайцев В.Б. — Строение цитоскелета клеток нефрона позвоночных животных и человека. 1997
  • Парнова Римма Германовна — Молекулярные механизмы модуляции эффекта антидиуретического гормона в осморегулирующем эпителии. 1996
  • Резник Л.В. — Физиологический анализ нефротоксического действия противоопухолевых комплексных соединений платины и его предупреждения. 1991
  • Гамбарян Степан Петрович — Сравнительное морфофункциональное исследование почек позвоночных. 1990
  • Барашкова Г.М. — Роль нейропептидов мозга в механизмах регуляции секреции желудка. 1990
  • Григорьев А.И. — Регуляция водно-электролитного обмена и функции почек у человека при космических полетах. 1980
  • Соколова М.М. — Сравнительно-физиологическое исследование механизмов осмотического и ионного гомеостаза. 1977
  • Иванова Л.Н. — Анализ механизма действия антидиуретического гормона на почку млекопитающих. 1972
  • Яременко М.С. — Роль гормонов нейрогипофиза в регуляции обмена электролитов и воды в железах внешней секреции. 1971
  • Бабаева А.Х. — Роль митохондрий почек в регулировании водно-солевого обмена. 1971
  • Данскер В.Л. — Дегидратационная терапия в хирургии головного мозга. 1969
  • Наточин Юрий Викторович — Транспорт воды и натрия в осморегулирующих органах. 1967

Монографии и главы в книгах

Наточин Ю. В. / Физиология почек. В кн.: Фундаментальная и медицинская физиология: Учебник для студентов высших учебных заведений. Т. 3 / Под ред. А.Г. Камкина / Москва / Де'Либри / 2020 / с. 324-411
Марина А. С., Наточин Ю. В. / Анализ крови и мочи в клинической диагностике: справочник педиатра / Санкт-Петербург / СпецЛит. / 2016 / 159 с.

Статьи

Seliviorstova V, Romanova I, Prutskova N / Molecular determinants of protein reabsorption in the amphibian kidneys / Acta Histochemica 2021 Sep;123(6) : 151760
DOIPubMed
Natochin Yu, Chernigovskaya T / From archebiosis to evolution of organisms and informational systems / Biological Communications 2020 65(3) : 215-227
DOIeLibrarywww
Kutina A, Makashov A, Balbotkina E, Karavashkina T, Natochin Yu / Subtypes of neurohypophyseal nonapeptide receptors and their functions in rat kidneys. / Acta Naturae 2020 12(1) : 73-83
DOIPubMed
Natochin Yu, Golosova D / Vasopressin receptor subtypes and renal sodium transport. / Vitamins and Hormones 2020 113 : 239-258
DOIPubMed
Natochin Yu, Kusnetsova A, Prokopenko A, Milani G.P., Lava S.A.G., Marina A / Osmoregulation in children with cystic fibrosis. / Eur. J. Pediatr. 2020 May;179(5) : 835-838
DOIPubMed
Natochin Yu / Integrity / Neuroscience and Behavioral Physiology 2020 50(1) : 92-96
DOI
Kutina A, Golosova D, Marina A, Shakhmatova E, Natochin Yu / Role of Vasopressin in the Regulation of Renal Sodium Excretion: Interaction with Glucagon-Like Peptide-1 / J. Neuroendocrinology 2016 Apr;28(4) : 1-8
DOIPubMed
Seliviorstova V, Prutskova N / Receptor-mediated endocytosis of lysozyme in renal proximal tubules of the frog Rana temporaria / Eur. J. Histochem. 2015 Apr 13;59(2) : 79-86
DOIPubMed

Руководитель


Сотрудники

Наточин Ю. В.
Наточин
Юрий Викторович
д.б.н., проф., академик РАН
главный научный сотрудник
Кузнецова А. А.
Кузнецова
Алла Александровна
д.м.н.
ведущий научный сотрудник
Пруцкова Н. П.
Пруцкова
Наталья Павловна
д.б.н.
ведущий научный сотрудник
Шахматова Е. И.
Шахматова
Елена Ильинична
к.б.н.
ведущий научный сотрудник
Боголепова А. Е.
Боголепова
Анастасия Евгеньевна
к.м.н.
старший научный сотрудник
Каравашкина Т. А.
Каравашкина
Татьяна Анатольевна
к.м.н.
старший научный сотрудник
Марина А. С.
Марина
Анна Сергеевна
к.м.н.
старший научный сотрудник
Селивёрстова Е. В.
Селивёрстова
Елена Валентиновна
к.б.н.
старший научный сотрудник
Балботкина Е. В.
Балботкина
Евгения Владимировна

 

младший научный сотрудник
Нистарова А. В.
Нистарова
Анастасия Витальевна

 

младший научный сотрудник
Зайцева К. В.
Зайцева
Ксения Владимировна

 

старший лаборант-исследователь
Ковалева Т. В.
Ковалева
Таисия Владиславовна

 

старший лаборант-исследователь
Макашов А. А.
Макашов
Андрей Андреевич

 

старший лаборант-исследователь
Чернявская Н. А.
Чернявская
Нина Александровна

 

старший лаборант-исследователь
Дзуцева И. В.
Дзуцева
Ирина Васильевна

 

ведущий специалист по делопроизводству
Чернявский В. И.
Чернявский
Владимир Ильич

 

ведущий инженер-электроник