Почему земля вкусная: ученые ТПУ ищут "рецепт" от загадочных болезней

ТОМСК, 11 дек – РИА Томск, Елена Тайлашева. Ученые Томского политеха (ТПУ) отправились в экспедицию на Алтай, где будут методами биогеохимии изучать причины геофагии (поедания почвы) животных. Такие исследования прошли в Приморье и предстоят в Забайкалье, в комплексе они расскажут, как окружающая среда и геология местности влияют на живые организмы. И, главное, как это знание может "спасти человечество".

Где предел?

Геофагия широко распространена в животном мире. В определенное время года животные приходят в определенное место и начинают есть землю, глину. Очевидно, что дело в составе "лакомства" – оно добавляет в рацион что-то, чего катастрофически не хватает организму. Более точных ответов у ученых пока нет, а они важны.

Профессор отделения геологии ТПУ, руководитель научной группы ТПУ Наталья Барановская поясняет:

"Проводя исследование конкретной территории, мы можем получить данные об особенностях миграции химических элементов из наиболее распространенных типов коренных горных пород в природные воды, почвы, почвенные микроорганизмы, кормовые виды растительности, а также внутрь организма млекопитающих.

Наша задача – нащупать механизмы адаптации к изменяющимся условиям, понять, насколько велики возможности организма, где предел перехода в болезнь", – говорит она.

Для того, чтобы это понять, нужно исследовать не просто состав почвы с помощью геологических методов, но и сам организм с точки зрения биологии и химии. Много лет назад, когда такие исследования в Политехе только начинались (с подачи профессора Леонида Рихванова, организовавшего кафедру геоэкологии), ученые изучали состав волос животных и человека, проживающих в конкретной местности. Сейчас они перешли на биопсийный материал:

"Мы берем образцы всех органов и тканей, из кишечника – прямо по отделам. Используем домашнюю свинью как модельное животное, чтобы увидеть распределение химических элементов. Когда свинья заглатывает почву и почва проходит по кишечнику, мы можем точно увидеть, где какие элементы адсорбируются, где и почему выстраиваются биогеохимические барьеры.

На примере крупных млекопитающих мы можем предполагать сходные механизмы, происходящие в организме человека", – добавляет член научной группы, инженер-исследователь Александра Беляновская.

"Продукт" экосистемы

"Сейчас мир приходит к пониманию значимости исследований регуляции не просто органических компонентов внутри организма, а металлорганических комплексов, так как эти важные компоненты в большей степени определяют жизнь живого организма. Решение такого фундаментального вопроса поможет в проблеме профилактики заболеваемости людей и животных. У нас мечта – спасти человечество", – улыбается Наталья Барановская.

Например, в Забайкалье есть эндемическая болезнь (то есть встречающаяся в России только в этой местности) – уровская (Кашина – Бека). Она известна более 160 лет, однако причины ее развития до сих пор – загадка. Одна из ведущих гипотез связана с геоэкологическими аномалиями окружающей среды. Именно поэтому Забайкальский край стал одной из точек исследования по гранту РНФ.

Политехники уже изучали гидрогеохимический, элементный состав подземных и поверхностных вод в местах проявления уровской болезни. Проанализировав содержание 71 химического элемента, в том числе ранее не рассматриваемых для данной территории, они выяснили: в воде низкое содержание кальция, селена и йода.

В следующем году в рамках гранта РНФ в Забайкалье будут проводиться более расширенные исследования – почвы, воздуха, биопсийного материала. Потому что наше здоровье во многом – это "продукт" химического состава экосистемы, в которой мы обитаем… 

Оценка рисков

В ближайшем будущем в Политехе планируют открыть англоязычную магистерскую программу, которая будет готовить инженеров, комплексно исследующих экосистемы. Она реализуется в плотном сотрудничестве с пятью французскими университетами, включая легендарные Сорбонну и Паритек (Arts et Metiers ParisTech, Парижский технологический институт).

Несколько лет ТПУ участвовал в программе двойного диплома с этими университетами, Александра Беляновская – одна из студентов кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ, защитившая двойной PhD с университетом Arts et Metiers ParisTech. Исследования геофагии животных – это часть направления, которое активно раскручивается их коллективом, а именно: новый подход к оценке жизненного цикла продукта и состояния окружающей среды.

"Мы используем международный метод USEtox, чтобы оценить токсическое воздействие на экосистемы и здоровье человека. Мы учитываем комплекс факторов, таких как объем территории, количество людей, которые там живут, и даже состав пищевого продукта, который они употребляют.

Плюс к этим данным мы добавили биогеохимические данные, до нас так никто не делал, это наше ноу-хау", – говорит Беляновская.

Наталья Барановская на простом примере поясняет, как важно оценивать влияние факторов в комплексе:

"Вот, например, пластиковый колпачок от ручки. Его где-то произвели, сколько-то ресурсов затратили, оказав некое влияние на экологию, а в конце срока службы его нужно будет утилизировать. Если разложить этот жизненный цикл продукта на химические элементы, то получится их миграция в глобальном масштабе. И нам необходимо понять, как эта миграция влияет на организм человека на локальных уровнях.

Обычно переизбыток того или иного элемента рассматривают на глобальных территориях (например, всей Европы), но исследования Александры, которая год работала во Франции, показали: если добавить в модель (оценки воздействия на человека) локальные особенности территории – такие, как состав почвы, воды, воздуха, скажем, в месте утилизации колпачка – то результат может сильно поменяться".

Целью, разумеется, не стоит закрытие производств (тех же колпачков). Но поняв, на каком этапе жизненного цикла продукта оно наносит наибольший вред, можно менять их в сторону более "зеленых".

"У наших французских партнеров уже обычная практика, когда в рамках хоздоговоров они рассчитывают наиболее экологичный способ производства, чтобы минимизировать потенциальную токсичность для организма человека. Экологичность более выгодна предприятию, в том числе с точки зрения позиционирования продукта. Надеюсь, в России до этого тоже вскоре дойдут", – подытоживает Барановская.