Развитие науки в Азербайджане можно, пользуясь сравнениями двадцатого века, уподобить взлету ракеты по вертикальной траектории. За небольшой исторический отрезок пройден путь, на который в других случаях тратились века. Сегодня наука нашей республики заняла прочное место в союзе национальных наук, составляющем понятие единой советской науки.
Говоря об успехах науки, достижениях технического прогресса в республике, следует прежде всего сказать о людях, о громадных социальных, и культурных сдвигах, происшедших в их сознании за годы Советской власти. Всеми нашими успехами мы обязаны этим людям - людям с новым мироощущением, творцам настоящего, и будущего.
Природа щедро одарила богатствами нашу республику. И главное из них нефть, дающая начало многим столь нужным человеку продуктам.
Промышленный, и научный облик Азербайджана традиционно определяется добычей, и переработкой нефти. Почти все отрасли науки были так или иначе связаны с нефтью. И особенно тесно - химия, центральное место в которой занимали проблемы переработки нефти, и нефтехимии. Здесь сосредоточились мощные научные силы пять институтов Академии наук Азербайджана работают в области химии, и нефтехимии. Кроме них, проблемами химии занимаются ряд отраслевых институтов министерств СССР, кафедры, и лаборатории высших учебных заведений.
Развитие химической науки в республике ведется в трех основных направлениях кинетика, катализ, химическое строение веществ, и их реакционная способность. Широко будут вестись исследования изменения свойств веществ, создаваться математические модели основных процессов химической технологии.
Можно отметить также главные тенденции развития химического производства в республике, это комплексный подход к использованию сырья, создание новых высокоэффективных технологических процессов, получение веществ высокой степени чистоты.
В развитии науки Азербайджана в последнее десятилетие наметился весьма важный качественный сдвиг. Происходит постоянное расширение круга научных интересов. Этому процессу в большой степени способствует прочная связь нашей Академии с Академией наук СССР, и академиями союзных республик, организация многочисленных совместных исследований. Помимо традиционных исследований, связанных с нефтью, в институтах Академии наук Азербайджанской ССР увеличивается объем теоретических, и практических работ по всему комплексу естественных, общественных, и технических наук.
Академические институты физики, математики, кибернетики, биологии, институты общественных наук, и другие -, а их число достигает тридцати - приняли своей программой сформулированные XXIV съездом партии задачи советской науки в области фундаментальных, и прикладных исследований.
Проблемы, которые разрабатываются в институтах, - это проблемы большой науки. Азербайджанские физики будут продолжать исследования новых видов кристаллов, и создание на их основе лазеров, управляемых диодов, эффективных преобразователей, и т. д. Продолжаются работы по спектроскопии атомов, и молекул, исследования в области низких температур, и магнитных явлений.
Математики будут вести работы в области математической логики, и теории алгоритмов, теории автоматов, теории управляющих систем. В области кибернетики происходит постепенный переход от разработки вопросов управления отдельными промышленными объектами к созданию автоматизированных систем управления целыми отраслями народного хозяйства.
Астрономам предстоит дальнейшая работа по программе космических исследований, изучению Солнца, звезд, планет, и космического пространства.
Интересные работы запланированы в области наук о Земле. Геологи, геофизики, геохимики решают проблемы эффективности методов разведки, и эксплуатации полезных ископаемых.
Ботаники, зоологи, почвоведы, агрохимики обеспечивают разработку научных основ рационального использования растительных, и земельных ресурсов, животного мира. Генетики создают новые продуктивные сорта сельскохозяйственных растений.
Серьезное внимание в Академии наук Азербайджанской ССР уделяется развитию общественных наук.
Мы стремимся шире вести работы на стыках наук, подходя к решению научных проблем комплексно, с привлечением специалистов из различных областей. Так, в частности, решаются задачи добычи нефти на больших глубинах моря.
В заключение мне хочется затронуть очень важный для прогресса науки вопрос - вопрос об эффективности научных исследований. Эта проблема также актуальна, и для нашей республики. Думается, что пути повышения эффективности научных исследований в большой степени определены. Должны произойти качественные изменения в организации исследований. Это прежде всего концентрация сил на важнейших направлениях с целью быстрейшего окончания, и внедрения исследований. Далее надо создать оптимальную структуру научного учреждения, поставить хорошо налаженную службу информации. И, наконец, передавать в практику только лишь доведенные разработки, тем самым ускоряя их внедрение, и не допуская тяжелых моральных, и материальных издержек, связанных с не доработанностью конструкции, и технологических процессов.
Наша Академия направляет свои усилия на дальнейший прогресс науки, и повышение ее эффективности. В братской семье советских народов, отмечая 50-летие образования Союза Советских Социалистических Республик, ученые Азербайджана вносят достойный вклад в развитие советской науки, экономический, и социальный прогресс нашей Родины.
СЕЛЕН-УСИЛИТЕЛЬ ЗРЕНИЯ
Многие актуальные проблемы познания лежат в наше время в пограничных сферах науки. Их успешное решение требует кооперации усилий ученых разных специальностей. К таким проблемам, в частности, относится изучение влияния химического элемента селена на зрение. В Академии наук Азербайджанской ССР исследованием этого вопроса занимаются институты физики, и физиологии. О совместных работах, в результате которых были открыты новые, неизвестные науке факты, рассказывает Президент АН Азербайджанской ССР, директор Института физики член-корреспондент АН СССР Г. Абдуллаев.
Фотоэлектрические свойства селена были открыты в 1879 году, однако практическое использование этих свойств в различных областях техники началось значительно позже. Фотоэлементы, непосредственно преобразующие световую энергию в электрическую, покрытые люминофорами экраны, способные воспроизводить мелкие детали изображения, поляризаторы света, электрофотографические пластины - в этих, и многих других приборах находят свое применение полупроводниковые свойства селена.
Как биологически активный микроэлемент, селен стал известен сравнительно недавно. Интерес к нему возник главным образом из-за его токсического действия на животных.
В 1956 году Г. Медисон впервые описал «щелочную болезнь», обнаруженную у лошадей на территории штата Небраски в США. Заболевание животных было обусловлено избытком селена в кормах.
А годом позже были открыты полезные биологические свойства селена, входящего в состав органического соединения «фактор 3», и показано решающее значение этого вещества в профилактике, и лечении некроза печени у крыс, вызванного специальной диетой с большим количеством ненасыщенных жирных кислот.' К настоящему времени открыто много других функций селена в обеспечении нормальной жизнедеятельности организма. Недаром он относится к группе так называемых «незаменимых микроэлементов» наряду с железом, йодом, медью, цинком, марганцем, и кобальтом.
Отсутствие селена в кормах сельскохозяйственных животных столь же пагубно, как, и его избыток.
По своему физиологическому действию селен близко стоит к витамину Е (альфа-то коферолу). Молекула «фактора 3» с одним-единственным атомом селена в ней при некоторых заболеваниях способна заменить до 1 000 молекул витамина Е. Селен в 250 тысяч раз активнее L-цистина. При некоторых патологических состояниях организма, когда происходит инактивация биологически важных серосодержащих аминокислот, достаточно присутствие одного атома селена, чтобы 350 тысяч атомов серы, входящих в состав определенных аминокислот, стали биологически активными.
В настоящее время полагают, что биохимические функции селена в организме связаны с его каталитической ролью, и заключаются в регуляции скорости окислительно-восстановительных процессов, а также реакций, идущих с участием ферментов, витаминов, и гормонов.
Дальнейшими исследованиями ученых были установлены защитные протекторные свойства соединений селена при лучевых поражениях. Селен в этом случае угнетающе влияет на самоускоряющееся, идущее по цепному механизму образование свободных радикалов, которые снижают функциональную активность клеточных, и субклеточных элементов, и разрушают их.
Как уже отмечалось выше, дефицит селена в рационе - причина широко распространенных во многих странах болезней сельскохозяйственных животных, и птиц. Естественно, встал вопрос о значении селена для жизнедеятельности человека. Однако данных на этот счет имелось весьма мало. Сведений о потребности человека в селене почти не было, болезни человека, в основе которых лежит дефицит селена, изучены слабо.
Но, возможно, селен играет, и другую роль в жизнедеятельности организма. Весьма выраженные фотоактивные свойства селена, его характерная спектральная чувствительность, удивительно полно совпадающая со спектральной чувствительностью глаза человека, - все это побудило нас еще в 1952 году высказать предположение о возможном участии селена в функции зрения, а именно в механизме преобразования световой энергии в энергию электрического потенциала сетчатки, с чего, собственно, и начинается зрительный акт. Это предположение стало вполне реальным после того, как в мировой литературе появились данные о присутствии в сетчатке глаза весьма значительных количеств селена.
Глаз в силу важности, и сложности его функций, устройства, и происходящих в нем процессов часто называют «частью мозга, выдвинутой на периферию». До 70 - 80% всей информации из внешнего мира поступает в мозг благодаря зрению. Глаз удивительно чувствительный трансформатор, преобразующий световую энергию в электрическую. О феноменальной его чувствительности, и эффективности свидетельствует такой факт отдельный рецептор - воспринимающий элемент глаза - способен вырабатывать электрический сигнал при поглощении всего лишь одного-двух квантов света. Глаз способен работать буквально на физическом пределе, допускаемом квантовой теорией. В настоящее время такая чувствительность недоступна даже самым совершенным физическим приборам.
Существующие представления о первичном молекулярном механизме трансформации световой энергии в электрическую (за разработку которых американский ученый Г. Уолд был удостоен Нобелевской премии) связаны с фотохимической реакцией, в ходе которой изменяется пространственная конфигурация части молекул зрительного пигмента родопсина, находящегося в фоторецепторах сетчатки. Однако этого предположения еще недостаточно, чтобы убедительно объяснить конкретные пути перехода световой энергии в энергию электрического потенциала, то есть нервного возбуждения. Для численного совпадения с данными опыта фотохимическая реакция, лежащая в основе модели, должна быть усилена в энергетическом отношении по меньшей мере в 104 - 105 раз.
все изложенное выше послужило основанием для проведения совместной работы двух институтов - физики, и физиологии Академии наук Азербайджанской ССР, - которая позволила бы выявить место, и роль селена в деятельности фоторецепторного аппарата.
Высокая биологическая активность соединений селена позволила наметить ряд возможных вариантов его участия в механизмах зрения.
Прежде всего было решено изучить влияние селена на формирование электрического потенциала сетчатки в ответ на освещение (так называемой электроретинограммы). Изменение электрического потенциала глаза, возникающее при попадании света на сетчатку, происходит строго закономерным образом. Амплитуда волн в определенных пределах пропорциональна интенсивности освещения, а параметры отдельных компонентов электроретинограммы свидетельствуют о функциональном состоянии сетчатки. Следовательно, по электроретинограмме можно объективно судить не только о том, воспринимает ли животное ту или иную яркость света, но, и делать заключения об эффективности работы рецепторных, и нервных элементов сетчатки. На рисунке 1 представлена типичная электроретинограмма на яркую вспышку света.
Казалось естественным такое предположение если селен включается в нормальный цикл либо фотохимических, либо фо-тофизическпх превращений, либо в усилительный механизм, приводящий к возникновению электрического потенциала сетчатки в ответ на ее освещение, то можно ожидать, что его добавочное введение в организм должно отразиться на закономерностях формирования электроретинограммы.
В результате исследования был обнаружен новый, неизвестный ранее науке факт световая чувствительность глаз весьма значительно повышалась после того, как животному подкожно вводилось определенное селеносодержащее вещество. Очень слабая вспышка света, которую кролик раньше не различал (и, следовательно, на которую не развивалась электроретинограмма), после введения селеносодержащего вещества становилась видимой - на сетчатке формировался потенциал значительной амплитуды. Одновременно возрастал потенциал, рожденный более яркими световыми вспышками. Однако наиболее впечатляюще этот эффект проявлялся, именно, когда глазу предъявлялись слабые вспышки (см. рис. 2). Последнее, по-видимому, может свидетельствовать об участии селена в усилительных механизмах, развивающихся в процессе фоторецепторного акта.
Вызывало интерес то обстоятельство, что наблюдаемый эффект прослеживался на протяжении полутора-двух месяцев после единственной инъекции селеносодержащего вещества в дозе, не вызывающей, каких-либо заметных токсических последствий. Не менее важным было, и то, что усиливающее действие этого вещества было наиболее эффективно выражено у животных с пониженной исходной световой чувствительностью глаз.
Сразу же возникли вопросы вызван ли этот эффект воздействием селенового препарата на организм за счет, каких-либо косвенных процессов, способных оказать влияние на световую чувствительность глаза? Насколько важен для наблюдаемого эффекта сам селен, а не другие компоненты, входящие в состав исследуемого вещества? И, наконец, важно было выяснить проникает ли вводимое нами соединение в ткани глаза, и где, в, каких структурах оно накапливается?
Ответ на первый вопрос был получен при введении селена непосредственно в глаз (ретробульбарная инъекция), причем в концентрации на три порядка меньшей, чем при подкожном введении. Оказалось, что в этом случае эффект воспроизводится в полной мере, хотя, и является несколько менее длительным. Следовательно, усиливающее влияние этого вещества в значительной мере связано с его непосредственным воздействием на светочувствительные процессы, протекающие в глазу.
Ответ на второй вопрос был получен в оригинальных экспериментах в один глаз животному тем же способом вводилось исследуемое нами вещество, а в другой - в том же объеме, и той же концентрации серный аналог этого вещества, в молекулах которого атомы селена были замещены атомами серы - соседнего элемента по менделеевской таблице, сходного с ним по многим химическим свойствам. Серосодержащий аналог не вызвал никаких изменений в формировании электроретинограммы. Этот факт с несомненностью свидетельствовал, что активным началом исследуемого вещества является именно сам селен.
Наконец, ответ на третий вопрос был получен следующим образом животному вводилось соединение, содержащее радиоактивный селен - «метку», по которой можно было следить за передвижением интересующего нас элемента, и его включением, можно было определять места его локализации - как в отдельных системах организма, так, и непосредственно в различных структурах глаза.
К каким же выводам привели опыты?
Было доказано, что селен проходит через барьеры глаза, и накапливается в нем, и притом наиболее активно в тех частях глаза, которые несут значительную ответственность за осуществление зрительного акта, в частности в клетках пигментного эпителия (образующего наружный слой сетчатки), и в прилегающих к ним рецепторах.
Результаты электроретинографических исследований, и характер распределения радиоактивного изотопа Se75 позволили высказать предположение об участии клеток пигментного эпителия в усилении электрических ответов сетчатки на свет.
Об этом же свидетельствовали, по-видимому, и другие данные мы изучали влияние селеносодержащего вещества на сигналы электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) сетчатки. По этим сигналам можно судить о наличии, и концентрации свободных радикалов. Последние, как полагают, могут иметь определенное значение в механизме фоторецепторного акта. Сигналы ЭПР изучались, как в пигментном эпителии, так, и в остальных слоях сетчатки. При этом было обнаружено, что наибольшие изменения сигнала ЭПР после введения селеносодержащего вещества обнаруживаются именно в слое пигментного эпителия.
Однако наличие определенного количества радиоактивного селена в сетчатке без пигментного эпителия не исключает возможности его включения в цикл фотохимических превращений содержащегося в палочках сетчатки пигмента родопсина.
Механизм влияния селена на световую чувствительность глаза изучен еще не полностью, и его дальнейшая расшифровка требует совместной работы специалистов биологического, физического, и химического профилей. Изучение этого влияния позволит не только установить конкретную роль селена в осуществлении зрительной функции, но, и поможет еще глубже изучить интимные процессы, лежащие в основе трансформации световой энергии в электрическую. В живых системах эффективность такого преобразования гораздо выше, чем в аналогичных самых совершенных технических устройствах.
Вместе с офтальмологами Азербайджана, изучая на животных искусственно вызванные патологические состояния глаза, мы пытаемся выяснить, можно ли использовать исследуемые нами селеносодержащие вещества для лечения, и профилактики ряда заболеваний глаз. Будущее покажет, при, каких именно заболеваниях, и насколько эффективными окажутся эти препараты. Одновременно ведется строгая проверка возможного побочного токсического влияния этих веществ на другие, незрительные функции организма. Ведутся работы по созданию пищевых концентратов, и экстрактов из растений, содержащих селен в значительной, но в то же время нетоксической концентрации. Самые большие, и трудные исследования еще впереди.
