10. oktobrī LZA Ķīmijas, bioloģijas un medicīnas zinātņu nodaļas sēdē tās dalībnieki noklausījās un vērtēja LZA īstenā locekļa kandidāta LZA kor.loc. Aivara Lejnieka un korespondētājlocekļu kandidātu Dr.med. Pētera Stradiņa (medicīna) un Dr.pharm. Edgara Liepiņa (farmācija) zinātniskos ziņojumus.

LZA korespondētājloceklis, RSU profesors Dr.med. A.Lejnieks referēja par tēmu “Zinātniskā, akadēmiskā un klīniskā nepārtrauktība.”.

RSU asoc. profesora, Paula Stradiņa Klīniskās universitātes Sirds ķirurģijas centra nodaļas vadītāja P. Stradiņa ziņojuma tēma bija “Jaunākie virzieni kardioķirurģijā Latvijā un teorētiskie pētījumi”.

LOSI vadošais pētnieks Dr.pharm. Edgars Liepiņš par paveikto informēja ziņojumā ” Acilkarnitīni: no taukiem līdz jaunām zālēm sirdij”.

Aizklāti balsojot, nodaļas locekļi izteica atbalstu visiem pretendentiem.

Aivars LEJNIEKS – dz. 26. 05. 1957., Dr.med.(1989), LZA korespondētājloceklis (2010). RSU profesors, Iekšķīgo slimību katedras vadītājs; Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas galvenais speciālists internajā medicīnā (skat. 2.lpp.).

Edgars LIEPIŅŠ – dz. 02.01.1978. Dr.pharm. (2005), LOSI vadošais pētnieks,

Zinātnisko pētījumu virzieni: Pētījumi diabēta un kardiovaskulārās farmakoloģijas jomā.

Publicētie darbi: >40 raksti SCI žurnālos (H–indekss – 11), 1 grāmatas nodaļa, 11 starptautiski patenti.

Zinātniskie projekti: 3 starptautisku un 4 ( 3–vadītājs) Ljas projektu dalībnieks.

Pedagoģiskā darbība: Lekciju kurss LU Farmācijas bakalaura programmā.

Organizatoriskā darbība: Ljas pārstāvis 2 COST programmās.

Atzinības: LU K.Morberga stipendija (2003), KRKA balva (Slovēnija, 2003), Eiropas sociālā fonda stipendija (2004–2007), LZA un “Grindeks” balva jaunajam zinātniekam (2004). Līdzautors 3 LZA nosauktajiem zinātnes sasniegumiem 2009., 2010. un 2013.g.

Acilkarnitīni: no taukiem līdz jaunām zālēm sirdij

Tauku jeb triglicerīdu veidā organisms glabā enerģijas rezerves tauku šūnās vai adipocītos. Lai taukskābes varētu izmantot enerģijas metabolismam un citām bioķīmiskām reakcijām, tās atšķeļ no triglicerīdiem un aktivē, piesaistot koenzīmu A (rodas acil–KoA). Šūnās enerģijas iegūšanai taukskābes jātransportē mitohondrijos, un tas iespējams, ja taukskābēm ir piesaistīts karnitīns un rodas acil–karnitīni, kuri ir uzskatāmi par aktivētām taukskābēm. Līdz šim plaši pētīti triglicerīdi un brīvās taukskābes, bet acilkarnitīnu loma gan fizioloģiskos, gan patoloģiskos procesos ir nepietiekoši novērtēta. Mēs izpētījām, ka acilkarnitīniem ir nozīmīga loma ne tikai tauku, bet arī ogļhidrātu enerģijas metabolismā, turklāt palielināts acilkarnitīnu daudzums bojā mitohondrijus un izraisa šūnu bojāeju. Mūsu pētījumos centāmies noskaidrot, vai acilkarnitīnu pārprodukcija un uzkrāšanās izraisa sirds slimības un diabētu.

Ir zināms, ka skābekļa bada apstākļos (infarkts, sirds išēmiskā slimība, sirds mazspēja) ir panākams kardioprotektīvais efekts, ja iespējams tieši vai netieši palielināt glikozes izmantošanu un samazināt taukskābju oksidēšanu. Glikoze ir enerģētiski izdevīgāks substrāts sirds audiem išēmijas apstākļos, jo, oksidējot glikozes molekulu, iespējams iegūt vairāk enerģijas, izmantojot mazāku pieejamā skābekļa daudzumu. Tā kā glikozes oksidēšana ir intensīvāka postprandiālā stāvoklī, išēmijas izraisītie bojājumi sirds audos ir mazāki paēdušiem, nevis tukšā dūšā esošiem indivīdiem. Mēs izpētījām, ka tiešām išēmijas izraisītie bojājumi žurku sirds audos ir mazāki, ja išēmijas epizode tiek izsaukta apstākļos, kas raksturīgi paēduša stāvokļa metabolismam ar stimulētu glikozes uzņemšanu un oksidēšanu. Atklājām arī, ka sirds pēc ēšanas ir aizsargāta pret bojājumiem ne tikai tāpēc, ka ir paātrināts glikozes metabolisms, bet arī tāpēc, ka sirds mitohondrijos mazāk akumulējas mitohondrijiem toksiskie garķēžu acilkarnitīni.

Mūsu pētījumos noskaidrojām, ka garķēžu acilkarnitīni kavē piruvāta un laktāta oksidēšanu mitohondirojs un tādā veidā ietekmē glikozes metabolismu. Tāpēc acilkarnitīnu koncentrācijas palielināšanās asins plazmā, kā arī sirds un muskuļu šūnās varētu būt saistīta ar dažādu metabolo patoloģiju attīstību. Insulīns samazina arī acilkarnitīnu sintēzi mitohondrijos, un insulīna rezistences gadījumā novērojama garķēžu acilkarnitīnu pārprodukcija un ar to saistītie metabolisma traucējumi. Tāpēc turpmākajos pētījumos paredzēts izmantot iegūto informāciju par acilkarnitīnu bioķīmiju, lai pētītu zāļu vielu darbības molekulāros mehānismus un atklātu jaunus zāļu vielu mērķus kardiometabolo slimību ārstēšanai.

Pēteris STRADIŅŠ – dz. 24.02.1971, Dr.med. (2004). P.Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas Sirds ķirurģijas centra nodaļas vadītājs. RSU asociētais profesors.

Zinātnisko pētījumu virzieni: Jaunas ārstēšanas metodes sirds ķirurģijā, biomateriāli un to pielietojamība kardioķirurģijā, sirds ultrastruktūra un biomehānika.

Stāžējies 8 ārzemju pētn. institūtos. 1 promocijas darba vadītājs.

Publicētie darbi: 41 publikācijas , 2 patenti, 3 vadlīnijas.

Zinātniskie projekti: 1 ESF projekta un 3 Ljas projektu vadītājs, 5 projektu dalībnieks.

Pedagoģiskā darbība: RSU asociētais profesors.

Organizatoriskā darbība: 5 starptautisku profesionālo biedrību loceklis. 2 medicīnas žurnālu redkolēģiju loceklis. P.Stradiņa KUS Attīstības fonda viceprezidents. Ljas Kardiologu b–bas valdes loceklis. Bērnu un pusaudžu sirds veselības fonda dibinātājs. Medicīnas muzeja Atbalsta fonda dibinātājs, valdes pr–js..

Atzinības: LZA, AS Latvijas Gāze un Ljas Izglītības fonda balva. Viens no 2009.gada LZA nosauktajiem nozīmīgākajiem zinātnes sasniegumiem (kopā ar M.Kalēju, R.Lāci, I.Ozolantu, J.Pavāru, V.Kasjanovu).

Jaunākie virzieni kardioķirurģijā Latvijā un teorētiskie pētījumi

Mūsdienu medicīnas tehnoloģiju attīstība piedāvā aizvien jaunas kardioloģisko slimnieku ārstēšanas iespējas. Pēdējās desmitgadēs strauji attīstījusies klasiskā kardioķirurģija, kas spēj ķirurģiski ārstēt gandrīz visu sirds saslimšanu spektru, tomēr tās nepilnība ir operācijas trauma un augsts risks, īpaši gados veciem pacientiem un būtisku blakussaslimšanu gadījumos. Pašreizējie ideālas ārstēšanas principi ir mazāka invāzija, efektīvāka un pilnīgāka patoloģijas korekcija, ātrāka darba spēju atgūšana. Viena no modernākajām pieejām ir hibrīdmetode. Tās būtība ir savienot dažādas ārstēšanas metodes, piemēram, perkutānu koronāru angioplastiju ar aortokoronāru šuntēšanu vai vārstuļu protezēšanu, no katras metodes paņemot labāko, ko tā pacientam var dot. Izvirzītie pamatnosacījumi ir drošība, efektivitāte, ilgstoši rezultāti un minimāla ķirurģiskās operācijas trauma. Īpaši būtiski tas ir augsta riska pacientiem un akūtos gadījumos.

Pēdējos gados pieaudzis pacientu skaits ar deģeneratīvu aortas vārstuļa stenozi. Parādoties simptomiem, šīs slimības vienīgais efektīvais ārstēšanas veids ir konvencionāla aortas vārstuļa protezēšana. Tomēr daļu pacientu nevar virzīt uz operāciju, galvenokārt smagu blakusslimību un vecuma dēļ. Tāpēc svarīgi ir attīstīt mazāk invazīvas aortas stenozes ārstēšanas metodes. Pasaulē kopš 2002. gada klīniskajā praksē ir ieviesta aortas vārstuļa mazinvazīva (transapikāla – caur sirds galotni, transfemorāla – caur cirkšņa artēriju) implantācija, ko izmanto augsta riska pacientiem. Latvijā pirmā transapikālā aortas vārstuļa stentprotēzes implantācija tika veikta 2009. gada 30. septembrī Paula Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcā. Šobrīd Latvijā ar labiem rezultātiem ir implantētas 156 transapikālās un transfemorālās aortas vārstuļa protēzes. Lai ieviestu šīs jaunās tehnoloģijas praksē, ir svarīgi izveidot kopīgu kardiologu un sirds ķirurgu komandu.

Pasaulē sirds vārstuļu kaites ir otra izplatītākā sirds slimību grupa uzreiz pēc koronārās sirds slimības. Attīstītajās valstīs ar tām slimo līdz pat 2,5 % no vispārējās populācijas. Šo sirdskaišu biežums ievērojami pieaug reizē ar novecošanos, piemēram, pēc 75 gadu vecuma sirds vārstuļu kaites sastop pat 11,7% gadījumu. Katru gadu pasaulē tiek implantēti ap 275 000 sirds vārstuļu protēžu, no kurām aptuveni puse ir bioprotēzes un puse mehāniskas protēzes. Bioprotēžu pielietojumam ir tendence pieaugt to neapstrīdamo priekšrocību dēļ, jo tās ievērojami samazina trombembolisko komplikāciju risku un pēc to implantācijas nav nepieciešama pastāvīga antikoagulantu terapija pretēji mehāniskajām protēzēm, kad tā tiek izmantota, lai samazinātu ar asiņošanu saistītu komplikāciju risku. Visbiežāk bioprotēzes ir izgatavotas no liellopu perikarda vai no ķīmiski apstrādātām cūkas aortas vārstuļa lapiņām, kas iestiprinātas sintētiska materiāla karkasā. Visu bioprotēžu galvenais trūkums ir to ierobežotā ilgmūžība – 10 gadu laikā pēc implantācijas aptuveni 50–60% vārstuļu iegūst defektus, kas prasa atkārtotu ķirurģisku iejaukšanos. Tā iemesls ir nedzīvo, svešo bioloģisko audu pakāpeniska strukturāla degradācija, kam pamatā ir kalcificējoša un nekalcificējoša audu deģenerācija.

Tādēļ ir vajadzīgas sirds vārstuļu protēzes, kurām būtu visas bioprotēžu pozitīvās īpašības un kuras vienlaicīgi būtu pietiekami izturīgas un ilgmūžīgas, un vislabāk, ja tās spētu kaut daļēji savu struktūru atjaunot līdzīgi kā dabīgais cilvēka sirds vārstulis. Daudzas pētnieku grupas visā pasaulē mēģina atrisināt šo problēmu, cenšoties radīt tādu sirds vārstuļu aizvietotāju audu inženierijas ceļā. Tā kā izveidot visus sirds vārstuļa struktūrelementus “in vitro” ir ļoti sarežģīts uzdevums, tad visbiežāk pielietotā stratēģija ir izmantot sintētiski radītu karkasu – matrici –, kuru populēt ar šūnām. Galvenie sarežģījumi, ar ko nākas saskarties, ir atbilstošas matrices – strukturālās pamatvielas – trūkums, kura vienlaicīgi pēc savām mehāniskajām īpašībām atbilstu dabīgajiem cilvēka vārstuļu audiem un būtu piemērota “apaudzēšanai” ar šūnu materiālu. Ir nepieciešama šī materiāla pielāgošana nanostrukturālā līmenī. Arī pēc mehāniskajām īpašībām tai jāatbilst natīvajam sirds aortas vārstulim un jābūt biosaderīgai, kā arī ideālā gadījumā biodegradablai noteiktā laikā, kas nav īsāks par šūnu spēju radīt jaunu saistaudu šķiedru karkasu.

Mūsu pētniecības grupa, balstoties uz natīva cūkas aortas vārstuļa un bioprotēžu biomehānisko īpašību pētījumiem, ir noteikusi optimālus aortas vārstuļa protēzes lapiņu un to fiksējošo karkasu mehāniskos parametrus jaunu bioprotēžu izgatavošanai. Esam veikuši virkni biomehānikas un struktūras pētījumu natīviem cilvēka sirds, cūku vārstuļiem un komerciāli pieejamām bioprotēzēm. Tāpat esam piemeklējuši optimālu polimēru nanošķiedru materiālu, kuru izmantot kā matrici sirds aortas vārstuļa protēžu lapiņu iegūšanai audu inženierijas ceļā un kura mehāniskās īpašības visvairāk atbilst natīvajām aortas vārstuļa lapiņām. Lai iegūtu šādus datus, veicām salīdzinošu biomehānisko parametru analīzi natīviem cilvēka sirds vārstuļiem un dažādiem polimēru nanošķiedru materiālu paraugiem. Ar elektrovērpšanas metodi tika radīti nanošķiedru materiāli no poliuretāna, polikaprolaktona, polilaktāta un želatīna dažādos laukuma blīvuma variantos. Šo materiālu mehāniskās īpašības pirms un pēc kultivācijas in vitro ar COS–7 šūnām tika salīdzinātas ar natīvajiem vārstuļu audiem un bioprotēžu materiāliem. No nanošķiedru materiāliem pēc mehāniskajām īpašībām vislabāk radiālajam aortas vārstuļa lapiņu virzienam atbilst želatīns un garenvirzienam poliuretāns. Lai visprecīzāk modelētu natīvo vārstuļu lapiņu mehāniskās īpašības, ieteicams kombinēts materiāls ar savstarpēji perpendikulāri izvietotām želatīna un poliuretāna šķiedrām. Mūsu pētījuma rezultāti parādīja arī, ka jaunais nanošķiedru materiāla dizains nākotnē potenciāli pielietojams sirds aortas vārstuļa lapiņu audu inženierijā kā matrice šūnu kultivēšanai, pateicoties tās biosaderībai un pietiekami lēnajai biodegradācijai, kā arī cilvēka natīvajam aortas vārstulim atbilstošajām biomehāniskajām īpašībām.

Informāciju apkopoja ĶBMZN zin.sekr. Baiba Ādamsone