Харківський національний університет як центр зародження та розвитку біохімічної науки в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Інститут біохімії ім. О.В.Палладіна

На правах рукопису

УДК 577.1 (0.91) (477.54)

харківський національний університет як центр зародження та розвитку біохімічної науки в україні

03.00.23 - історія біології

автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Чернишенко Ганна Олександрівна

Київ - 2004

АНОТАЦІЇ

Чернишенко Г.О. Харківський національний університет як центр зародження та розвитку біохімічної науки в Україні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.23 - Історія біології. - Інститут біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України, Київ, 2004.

В дисертації представлено результати історико-наукового аналізу процесу становлення й розвитку біохімії у Харківському університеті з середини ХІХ ст. до 70-х рр. ХХ ст. Розглянуто діяльність О.Я.Данилевського, В.С.Гулевича та ін. вчених-біохіміків ІІ-ї половини ХІХ - початку ХХ ст., діяльність О.В.Нагорного та І.М.Буланкіна і розвиток досліджень з онтобіохімії та білкової хімії у ХХ ст. Розкрито провідну роль Харківського університету у становленні української біохімічної науки.

Ключові слова: біохімія, історія біохімії, Харківський університет, хімія білка, вікова біохімія.

Чернышенко А.А. Харьковский национальний университет как центр зарождения и развития биохимической науки в Украине. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.23 - История биологии. - Институт биохимии им. А.В.Палладина НАН Украины, Киев, 2004.

Представлены результаты историко-научного анализа процесса становления биохимии как предмета преподавания и научных исследований в Харьковском университете с середины ХІХ в до 70-х гг. ХХ в. от появления первых сведений о биохимическом образовании и до выделения биохимии в самостоятельную специальность.

Биохимическое образование в Харьковском университете имеет место с 40-х гг. XIX в. В 1847 г. профессором химии А.И.Ходневым был издан первый в Украине и в России биохимический учебник “Курс физиологической химии”. В 1865 г. на медицинском факультете университета была основана отдельная кафедра медицинской физики и химии (согласно Университетскому уставу 1863 г.), которая просуществовала до 1920 г. Но интенсивные научные исследования на кафедре стали проводиться только с 1885 г., с приходом крупного ученого-биохимика А.Я.Данилевского. В Харьковском университете А.Я.Данилевский впервые разработал методику адсорбционного разделения и очистки ферментов и с ее помощью доказал наличие нескольких отдельных ферментов в соке поджелудочной железы, провел серию сравнительных биохимических исследований организмов разных таксономических групп, на основании которых выдвинул положение о биохимической эволюции белков и о химической целостности структуры протоплазмы, на основании сравнительного изучения белков мышечной и нервной тканей у разных организмов показал, что химическая структура ткани (в частности, структура белков) обуславливает ее функциональную роль, впервые указал на структурные особенности нейроглобулинов, наконец, предложил собственную теорию строения белковой молекулы, в которой предугадал первостепенное значение углеазотной (пептидной) связи между атомными группами. В 1900 г. на кафедре медицинской химии Харьковского университета профессором В.С.Гулевичем был впервые выделен карнозин и описаны его свойства. На кафедре ботаники физико-математического факультета университета в 90-х гг. XIX в. известным биохимиком В.И.Палладиным проводились фундаментальные исследования процессов роста, фотосинтеза, дыхания, обмена веществ в растениях, в частности, было показано, что в основе процесса дыхания лежит распад углеводов под действием белков.

В диссертации доказывается, что именно с Харьковского университета начиналось развитие биохимии на территории Украины, были заложены основы развития химии белков, ферментов, сравнительной и эволюционной биохимии, процессов дыхания, питания, биохимии нервной и мышечной тканей и т.д.

В 1920 г. Харьковский университет был расформирован, и на его месте образовалось несколько вузов, таких как институт народного образования, медицинский институт и т.д. Новый этап развития биохимии в Украине начался с выходом постановления Укрглавпрофобра об организации специализированных научно-исследовательских кафедр, не зависимых от вузов (1921 г.). Такие кафедры организовывались на базе расформированных университетов. В Харькове среди прочих были образованы кафедра физиологии животных (вскоре - кафедра биохимии) и кафедра зоологии. Научно-исследовательскую кафедру физиологии животных возглавил А.В.Палладин - профессор кафедры биохимии Харьковского медицинского института (преемницы кафедры медицинской химии университета). Под руководством А.В.Палладина были начаты исследования по нейрохимии, биохимии витаминов, биохимии мышечной ткани, обмена веществ. В 1925 г. на базе кафедры был организован Украинский биохимический институт, теперь - Институт биохимии им. А.В.Палладина, крупнейший в Украине центр развития биохимической науки.

На научно-исследовательской кафедре зоологии было открыто отделение сравнительной физиологии, где проводились исследования по старению коллоидных растворов А.В.Нагорным. Отсюда началось становление первой в Украине школы возрастной физиологии и биохимии А.В.Нагорного. Эта школа продолжает развиваться и поныне, после смерти ее основателя в 1953 г. исследования биохимических механизмов старения продолжили ученики, прежде всего, И.Н.Буланкин и В.Н.Никитин, а затем - их ученики. А.В.Нагорным в 1940 г. была выдвинута собственная теория процесса старения, основанная на постепенном снижении способности протоплазмы к самообновлению. В 50-60-х гг. И.Н.Буланкин выдвинул положение о роли надмолекулярных комплексов в процессе старения, а В.Н.Никитин показал характер возрастных изменений генетического аппарата.

И.Н.Буланкин в 1933-1960 гг. возглавлял кафедру биохимии вновь образованного Харьковского государственного университета. Под его руководством велись фундаментальные исследования по двум направлениям - структура белков и возрастная биохимия. Основные достижения школы И.Н.Буланкина по структуре белков - положение о существовании двух типов белков - глобулярных и мицеллярных (ныне - фибриллярных), положение о развертывании третичной структуры в ходе процесса денатурации, определение порядка этой реакции и выявление особенностей в ходе протекания кислотной и щелочной денатурации. Онтобиохимические исследования касались, в первую очередь, изучения возрастных изменений структуры белков и нуклеопротеинов, с 50-х гг. основное внимание было сосредоточено на изучении процессов синтеза белка. Результаты исследования позволили расширить представления о молекулярных механизмах старения, в частности, была выявлена гетерохронность возрастных изменений разных типов белкового синтеза.

В диссертации подробно освещаются основные достижения харьковских ученых, их вклад в развитие науки. Показана преемственность исследований А.Я.Данилевского в ХІХ в. и И.Н.Буланкина и А.В.Палладина в ХХ в.

Ключевые слова: биохимия, история биохимии, Харьковский университет, белковая химия, возрастная биохимия.

Chernyshenko A. Kharkiv national university as a center of the biochemical science beginning and development in Ukraine. - Manuscript.

Thesis for a Candidate's degree by speciality 03.00.23 - History of Biology. - Palladin Institute of Biochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2004.

The dissertation presents the results of historic and scientific analysis of the biochemistry formation process at the Kharkiv university from the middle of the XIX-th century up to the 70-th years of the XX-th century. In particular, the activity of scientists O.Danilevsky, V.Gulevich and another biochemists that worked in the II-nd half of the XIX-th cent. and in the beginning of the XX-th cent., the activity of O.Nagorny and I.Bulankin and the development of onthobiochemistry and protein chemistry is considered. The outstanding role of the Kharkiv university in the process of Ukrainian biochemical science development is shown.

Key words: biochemistry, history of biochemistry, the Kharkiv university, protein chemistry, age biochemistry.

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано у Харківському національному університеті ім. В.Н.Каразіна

Науковий керівник::доктор біологічних наук, професор Каліман Павло Авксентійович професор кафедри біохімії Харківського національного унніверситету ім. В.Н.Каразіна

Офіційні опоненти::доктор біологічних наук, професор Великий Микола Миколайович професор кафедри біоорганічної, біологічної та фармацевтичної хімії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця

доктор медичних наук, старший науковий співробітник Дупленко Юрій Костянтинович керівник відділу інформаційного аналізу Інституту геронтології АМН України

Провідна установа:Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, кафедра біохімії

Захист відбудеться 20.09.2004 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в інституті біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України за адресою: 01601, м. Київ-30, вул. Леонтовича, 9.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України за адресою: м. Київ, вул. Леонтовича, 9.

Автореферат розісланий 19.08.2004 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат біологічних наук Кірсенко О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зародження та розвиток вітчизняної біохімії відбувалися в Харківському національному університеті, на той час - Харківський імператорський університет, заснований у 1804 р.

Біологічна хімія як самостійна наука почала розвиватися у другій половині ХІХ ст. завдяки успіхам, досягнутим органічною хімією та фізіологією у вивченні природних сполук тканин тварин і рослин та їх хімічних перетворень, які обумовлюють життєдіяльність живих систем. Особливо бурхливий розвиток біохімії розпочався з 40-50-х рр. ХХ ст., коли почали використовуватися нові фізико-хімічні методи, які дозволили перейти на молекулярний рівень дослідження процесів життєдіяльності. В надрах біохімії зародилась молекулярна біологія, квантова біохімія і почався розвиток нових наукових напрямків - біотехнології та генної інженерії. За короткий час біологічна хімія перетворилася в галузь науки про пізнання молекулярної логіки живого стану - самої суті явищ життя.

Для пізнання закономірностей та шляхів розвитку науки і біологічної хімії, зокрема, в конкретних історичних умовах необхідно їх дослідження в окремих наукових центрах. Дослідження з історії біохімії проводяться в багатьох країнах. Опубліковані роботи, присвячені вивченню як загального розвитку біохімічної науки, так і окремих проблем, відкриттів, діяльності учених, тощо.

Найбільш фундаментальним дослідженням з історії світової біохімії є багатотомна праця А.М.Шаміна [1990,1993,1994], де розглянуто становлення цієї науки від найдавніших часів до формування сучасної біохімії. Деякі загальні питання розвитку природничих наук розглянуто у виданні АН СРСР “Развитие естествознания в России” [1977]. Основні події з історії біохімії подано окремим розділом у колективній монографії “История биологии с древнейших времен до наших дней” [1975]. Дослідженню історії окремих біохімічних напрямків присвячені роботи Е.М.Мірзояна [1984], А.М.Шаміна [1966], Ю.К.Дупленко [1985]. В монографії Є.Є.Гончарової та співавторів [1954] висвітлені основні дослідження з біохімії у Харківському, Киівському, Новоросійському університетах у ІІ-й половині ХІХ - на початку ХХ ст. Окремі відомості щодо витоків біохімічних напрямків на теренах України та розвитку біохімії у ХІХ ст. містяться у колективній праці “Природознавство в Україні до початку ХХ ст…” [2001], підготовленої Центром досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М.Доброва НАН України. Короткий нарис до історії біологічної хімії в Україні виконаний І.Д.Головацьким [2000].

Серед видань, присвячених діяльності окремих учених, слід назвати роботи Г.Є.Владимирова [1950], та І.М.Буланкіна [1953], про наукову та педагогічну діяльність О.Я.Данилевського, роботу Л.А.Фролової “Владимир Иванович Палладин, 1859-1922” [1986]. Наукову діяльність О.В.Палладіна та його внесок у розвиток сучасної біохімії висвітлено в роботах А.М.Утевського [1975], Н.М.Полякової, Я.В.Білика, В.Н.Власенко [1985], та збірнику “А.В.Палладин, воспоминания современников” під редакцією Я.В.Білика [1995]. Розвиток біохімії у Київському медичному університеті висвітлено у праці Ю.І.Губського та співавторів [2002].

Становлення та розвиток біологічної хімії у Харківському університеті до сьогодні не було предметом спеціального історико-наукового дослідження. Слід послатися лише на статтю І.М.Буланкіна та А.М.Утевського [1955], яка видана до 150-річчя заснування Харківського університету. Але це дослідження було виконане майже 50 років тому та без використання архівних першоджерел.

До сьогодні не висвітлено умови, що сприяли зародженню та розвитку біологічної хімії саме в Харківському університеті, не проаналізовано роль соціально-економічних та політичних умов у формуванні нових наукових напрямків та наукових шкіл, не досліджена наукова діяльність окремих вчених, які працювали у Харківському університеті та сприяли зародженню та розвитку біохімії, не визначено вплив Харківського університету на подальший розвиток біохімії в України.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалася згідно із науковою темою “Харківський національний університет як центр зародження та розвитку біохімічної науки в Україні”, затвердженою Вченою Радою біологічного факультету, протокол №7 від 20 жовтня 2000 р., в звязку з наближенням 200-річного ювілею Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було дослідження наукової діяльності окремих учених Харківського університету, які стояли у витоків і обумовили становлення біологічної хімії як самостійної науки та предмету викладання, подальший її розвиток, створення нових наукових напрямків, течій та шкіл, які потім успішно розвивалися і в інших закладах, з метою відтворення цілісної картини історії розвитку біохімії в Україні.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

Дослідити передумови зародження біохімії як самостійної науки і, зокрема, наукову діяльність О.І.Ходнєва у Харківському університеті та його роль в становленні біохімії як предмету викладання.

Дослідити наукову діяльність О.Я.Данилевського в Харківському університеті, його роль як фундатора вітчизняної біохімії та створення нових напрямків досліджень.

Дослідити наукову діяльність О.В.Палладіна в Харківському університеті та Харківському медичному інституті, зокрема, його роль в заснуванні наукових шкіл та створенні Інституту біохімії НАН України.

Дослідити впровадження основних форм організації науки після закриття Харківського університету у 1920 р. та його відродженні у 1933 р.

Дослідити наукову діяльність О.В.Нагорного у становленні та розвитку школи вікової фізіології та біохімії.

Дослідити наукову діяльність І.М.Буланкіна та створення школи з проблем біохімії білка.

Обєкт дослідження: наукова та педагогічна діяльність учених Харківського університету, які стояли у витоків біологічної хімії та в період утвердження біохімії як самостійної науки і подальшого розвитку та створення наукових біохімічних шкіл.

Предмет дослідження: історія становлення Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна як центра біохімічної науки в Україні. біохімія викладання фундатор університет

Хронологічні рамки дослідження охоплюють період від 40-х рр. ХІХ ст. - появи перших відомостей про викладання і про дослідження, що стосуються даної науки, - і до 70-х рр. ХХ ст., тобто часу виділення біохімії в самостійну спеціальність з окремим навчальним планом викладання.

Методи дослідження та джерельна база. Теоретико-методологічну основу дисертації складають принципи історизму, науковості та комплексного підходу до вивчення проблеми. У дослідженні застосовувалися такі методи, як історико-науковий, проблемно-хронологічний, порівняльно-історичний. Всебічність та обєктивність роботи забезпечують аналіз і синтез, вивчення і узагальнення архівних матеріалів та літературних джерел. Дослідження здійснено на основі вивчення широкого спектру наукової, автобіографічної літератури та архівних першоджерел. Вивчені джерела охоплюють публікації оригінальних праць вчених-біохіміків, історико-наукові та проблемні монографії, друковані матеріали звітного та нормативного характеру.

Наукова новизна дисертації - на основі узагальнення результатів вивчення джерел створено концепцію та виявлено основні закономірності зародження і розвитку біохімічної науки в Україні, зокрема:

підтверджено провідну роль Харківського університету у становленні біологічної хімії в Україні;

показано, що у Харківському імператорському університеті у другій половині ХІХ - на початку ХХ ст. проводилися дослідження, які обумовили зародження біохімії як самостійної науки та предмету викладання і заснування нових біохімічних напрямків, що згодом розроблялися українськими ученими: білкової хімії, біохімії ферментів, порівняльної біохімії, нейрохімії, біохімії протоплазми, біохімії дихання, харчування та мґязової діяльності;

показано, що після реорганізації Харківського університету у 1920 р. заснування науково-дослідних кафедр відіграло провідну роль у впровадженні нових напрямків досліджень та формуванні наукових шкіл під керівництвом О.В.Палладіна та О.В.Нагорного;

висвітлено становлення та розвиток біохімічних досліджень у Харківському державному університеті під керівництвом І.М.Буланкіна визначено внесок І.М.Буланкіна у розвиток хімії та біохімії білка і вікової біохімії, встановлено його пріоритети у віковій біохімії;

вперше виявлено послідовність розвитку наукових досліджень між видатним біохіміком ХІХ ст. - О.Я.Данилевським та провідними українськими біохіміками ХХ ст. - О.В.Палладіним та І.М.Буланкіним.

Теоретичне значення дослідження зумовлюється тим, що його результати заповнюють прогалини в загальній картині розвитку біохімії і науки взагалі як в Україні, так і в світі. Подібні роботи допомагають зрозуміти, якими шляхами розвивається наука, які саме чинники задають напрям її розвитку і чим визначаються темпи наукового прогресу в конкретних історичних умовах. Це дає підстави для прогнозування подальшого розвитку науки і визначення її пріоритетних напрямків.

Практичне значення одержаних результатів. Матеріали даної дисертаційної роботи можуть використовуватися як фахівцями-біологами, так і науковцями гуманітарного профілю (соціологами, філософами, істориками науки) при розробці навчальних курсів з біологічних та історичних дисциплін, при підготовці оглядів, що стосуються розвитку певних біохімічних напрямків, передусім, - хімії білка та вікової біохімії, в дослідженнях краєзнавчого характеру, а також при плануванні науково-дослідних робіт.

Особистий внесок здобувача полятає у проведенні основного обсягу пошукової роботи, обробці відповідної наукової літератури і архівних матеріалів. Аналіз отриманого матеріалу і виявлення загальних та конкретних закономірностей розвитку науки, апробація отриманих результатів дослідження та підготовка до друку робіт, які відображають основний зміст дисертації, зроблено разом із науковим керівником професором П.А.Каліманом.

Апробація результатів дисертації. Матеріали роботи доповідалися на Міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-річчю з дня народження акад. І.М.Буланкіна (Харків, 16-17 січня 2001 р.), на ХІХ-му Міжнародному Київському симпозіумі з наукознавства та історії науки (Київ, 13-15 листопада 2002 р.), на Восьмій конференції молодих істориків освіти, науки і техніки (Київ, 23 травня 2003 р.), на засіданнях кафедри біохімії Харківського національного університету.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 робіт, серед них 4 - у біологічних фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 181 сторінках (з яких на основний зміст припадає - 138) і складається із вступу, 4 розділів, у яких викладається зміст роботи, висновків, додатку (3 таблиць), списку використаних літературних та архівних джерел (усього 434 джерела).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ І - “Розвиток біохімії в Харківському університеті у період її формування як науки (ХІХ - початок ХХ ст.)”

Становлення біохімії як науки у ХІХ ст.

Становлення біохімії у Харківському імператорському університеті відбувалося на фоні її загальносвітового розвитку у другій половині ХІХ - початку ХХ ст. Для історії біології дослідження цього періоду є особливо цінними, оскільки саме у цей час біохімія відокремлюється від суміжних наукових галузей та формується як окрема наука зі своїми цілями, обєктом і методами дослідження. Біохімія ХІХ ст. значно відрізнялася від свого сучасного стану. В той час ця наука існувала у вигляді незалежних інституціонально розділених напрямків, таких як фізіологічна хімія, медична хімія, фітохімія, які відносилися до різних наукових галузей. Основною серед них у другій половині ХІХ ст. була фізіологічна хімія, яка вважається безпосередньою попередницею біохімії. Розвиток біохімічних напрямків на протязі ХІХ ст. відрізнявся неоднорідністю. Виділяються два етапи - органо-хімічний (І половина ХІХ ст.) і фізіолого-хімічний (ІІ половина ХІХ ст.). На першому етапі основні відкриття в даній галузі були зроблені вченими-хіміками, а з середини ХІХ ст. пріоритет у дослідженнях перейшов до медицини та біології. Це призвело до бурхливого зростання досліджень в галузі хімії живих організмів, а згодом і до формування єдиної біохімічної науки, та мало вирішальне значення для становлення біохімічної освіти.

У Російській імперії (саме у межах цієї держави знаходилася на той час більша частина території України) формування біологічної хімії мало певні особливості. По-перше, виключно важливий внесок у розвиток біохімії був зроблений фізіологічною хімією рослин. По-друге, у Росії мало місце раннє, порівняно з європейськими країнами, формування відповідних інституційних структур, які забезпечували розвиток цієї науки. Набагато раніше, ніж в багатьох європейських університетах, засновано кафедри медичної хімії, вийшов один з перших біохімічних журналів, було засноване перше біохімічне наукове товариство. Росія була однією з перших країн, де закріпився і набув широкого поширення більш фундаментальний термін “фізіологічна хімія”.

Заснування Харківського імператорського університету та становлення його як наукового центра.

Головними установами, де проводилися наукові дослідження, у ХІХ ст. і в європейських країнах, і в Російській імперії були університети. Серед них почесне місце зайняв і Харківський університет, який був заснований у 1804 р. і почав функціонувати з 1805 р. В першій половині ХІХ ст. відбувалося становлення цього наукового закладу, поступове формування його матеріальної та лабораторної бази, утворення кафедр, дисциплін, спеціальностей. Тобто для інтенсивних наукових досліджень ще не було створено необхідних умов.

Біохімічні дослідження у Харківському імператорському університеті.

У першій половині ХІХ ст. біохімічних досліджень в університеті ще не проводилося. Щодо біохімічної освіти, то деякі відомості про хімічний склад живих організмів викладалися у курсах хімії, порівняльної фізіології тварин і фізіології рослин. Біохімічний матеріал містився у курсах, що читав відомий хімік Ф.І.Гізе, який працював у Харківському університеті у 1805-1814 рр.

Харківський університет з середини ХІХ ст. став одним із головних центрів хімічної думки в Росії. Тут працювали такі видатні вчені, як О.І.Ходнєв (1818-1883), М.М.Бекетов (1826-1911), О.П.Ельтеков (1846-1894).

О.І.Ходнєв закінчив Головний педагогічний інститут у Санкт-Петербурзі, у 1846-1854 рр. працював у Харківському університеті, з 1848 р. - професор. Читав курс хімії для студентів медичного факультету. Особливу увагу і у науковій роботі, і у викладанні приділяв вивченню хімічного складу тканин тварин і рослин. Вперше почав викладання фізіологічної хімії для студентів медичного факультету. У 1847 р. ним було видано перший російський підручник з біохімії - “Курс фізіологічної хімії”. У ньому О.І.Ходнєв чітко визначив предмет та завдання фізіологічної хімії, як науки, що вивчає не лише склад і властивості речовин, але й їх перетворення та функціональну роль у живому організмі. Автор підкреслював провідну роль білків у процесах життєдіяльності, вказував на спільність хімічного складу рослин і тварин, на важливість збереження сталості навколишнього середовища для існування організмів. Одним із перших учених в світі він критично віднісся до пануючої тоді теорії будови білків - теорії протеїна Г.Я.Мульдера. За своїм змістом, деякими ідеями, структурою та особливостями подачі матеріалу посібник О.І.Ходнєва на декілька десятиріч випередив свій час. Видання підручника з біохімії стало першим вагомим внеском Харківського університету у розвиток біохімії, а також у розвиток української біохімічної науки та освіти в цілому.

Новий етап розвитку біохімії у Харківському університеті розпочався із виходом Університетського статуту 1863 р., згідно з яким на медичних факультетах російських університетів створювалися кафедри медичної фізики і хімії, де читався курс фізіологічної хімії. У звітах Харківського університету про введення курсу фізіологічної хімії вперше повідомляється у 1865 р. Кафедра медичної хімії проіснувала до розформування університету в 1920 р. Очолювали кафедру Ф.В.Тіхонович (1864-1885), О.Я.Данилевський (1885-1892), Т.І.Богомолов (1893-1897), Н.І.Васильєв (1897-1899), В.С.Гулевич (1899-1901), Д.І.Кураєв (1902-1908), Р.П.Крімберг (1909-1919). Усі вони крім викладацької роботи займалися науковими дослідженнями.

Особливе значення для розвитку біохімії у Харківському університеті мали дослідження О.Я.Данилевського (1838-1923), на той час одного з провідних світових фахівців у галузі фізіологічної хімії. Цього вченого недаремно відносять до засновників вітчизняної біохімії. Для нього була характерною універсальність наукових інтересів, він співробітничав з такими відомими ученими, як В.Кюне, Е.Дюбуа-Реймон, Ф.Гоппе-Зейлер, О.М.Бутлеров. У своїй першій лекції, прочитаній у Харківському університеті, - “Нарис органопластичних сил організмів” - О.Я.Данилевський чітко визначив предмет та завдання фізіологічної хімії, медичної (патологічної) хімії та висвітлив контури нової науки, що тоді тільки зароджувалася, - біологічної хімії, передбачивши її велике майбутнє та вказавши на одну з головних її задач - вивчення хімії білкових речовин.

Насамперед його увагу привертали питання білкової хімії. Ще у докторській дисертації, захищеній у 1863 р., О.Я.Данилевський запропонував методику адсорбційного розділення та очищення ферментів і на основі застосування цієї методики до вивчення соку підшлункової залози вперше довів наявність у ньому трьох окремих ферментов: протеолітичного, амілолітичного та ліполітичного. Адсорбційний метод виділення ферментів знаменував початок розвитку сучасної ензимології. У другій половині 80-х рр. у Харківському університеті О.Я.Данилевський провів серію досліджень структури білків та їх обміну на різних організмах: бактеріях, дріжджах, губках, комахах, морських і прісноводних рибах та безхребетних, ссавцях, запровадивши, таким чином, новий напрямок - порівняльна біохімія. Досліджуючи структуру білкових молекул, учений запропонував власну теорію будови білків, в основу якої поклав поняття про елементарні ряди, що складаються із амінокислоти, біуретової групи та вуглеводного залишка. У цій теорії він особливу увагу приділяв вуглеазотному, біуретоподібному звязку в елементарних рядах, припустив, що самі ряди повязані між собою карбоксильними та амідними групами. Тобто, майже впритул підійшов до відкриття пептидного зв'язку в молекулі білка. Порівняльний аналіз білків організмів різних таксономічних груп дозволив ученому висунути ідею щодо еволюції білкових форм від нижчих до вищих організмів. Слід відзначити, що ці роботи були першими в Україні дослідженнями білків та ферментів

У Харкові О.Я.Данилевський зробив певний внесок у розвиток уявлень про структуру протоплазми клітин. Він намагався дослідити, які особливості хімічної структури протоплазми обумовлюють стійкість до певних умов зовнішнього середовища. Для цього вивчав вимивання речовин з протоплазми морських і прісноводних тварин розчинами солей різної концентрації. Проводячи ці дослідження, висунув положення, що усі компоненти протоплазми хімічно повязані між собою та утворюють єдиний цілісний комплекс.

Особливу увагу О.Я.Данилевський приділяв вивченню білків мязевої та нервової тканин. Він виділяв три окремі фракції тканинних білків - альбумінову, глобулінову та стромінову. Довів, що глобуліни нервової системи у хребетних тварин відрізняються від глобулінів інших тканин підвищенним вмістом фосфору і припустив, що ця структурна особливість має значення для функціональної ролі нервової системи. Вивчення білків мязевої тканини у комах та хребетних дозволило ученому дійти висновку, що білковий склад тканини визначає особливості її функціонування і навпаки. Так, здатність мязу до скорочень визначається вмістом у ньому міостромінової фракції. По переїзді до Санкт-Петербургу у 1893 р. О.Я.Данилевський працював у Військово-медичній академії, де сформував найбільшу в дореволюційній Росії біохімічну школу. Але найзначніші відкриття цей вчений зробив, працюючи у Харківському університеті.

У Харківському університеті починав свою наукову карєру інший відомий біохімік - В.С.Гулевич (1867-1933). Він проводив порівняльні біохімічні дослідження азотистих сполук, виділених з різних органів: спиного мозку, селезінки, мясного екстракту. Працюючи з мясним екстрактом, уперше виділив нову речовину - карнозин. Також вчений розробив власний метод синтезу амінокислот дією ціаністого амонію на кетони, вдосконаливши метод М.М.Любавіна. Основна діяльність цього ученого пройшла у Московському університеті і медичному інституті, де він заснував свою наукову школу. У Москві В.С.Гулевич займався дослідженнями з порівняльної біохімії, зокрема, продовжував вивчати карнозин та інші екстрактивні сполуки.

Крім кафедри медичної хімії, біохімічні дослідження проводилися і на інших кафедрах медичного факультету Харківського університету. Зокрема, фізіологічною хімією ще з 60-х рр. займалися професори-фізіологи - І.П.Щолков (1833-1909) і В.Я.Данилевський (1852-1939). І.П.Щолков започаткував у Харківському університеті дослідження з біохімії мязів. Під керівництвом професора кафедри загальної патології О.В.Репрьова (1853-1930) проводилися міжкафедральні дослідження функцій щитовидної та паращитовидної залоз.

На фізіко-математичному факультеті Харківського університету на фізіологічному відділенні кафедри ботаніки у 1892-1897 рр. працював всесвітньо відомий учений, один з творців теорії тканинного дихання, професор В.І.Палладін (1859-1922). У Харківському університеті він розпочав свої фундаментальні дослідження процесу проростання насіння, фотосинтезу і дихання, вуглеводного та білкового обміну, показав залежність інтенсивності дихання рослин від кількості вуглеводів і активних конституційних білків (В.І.Палладін поділяв рослинні білки на два типи - запасні та конституційні, білки першого типу розщеплювалися під дією шлункового соку, а другого типу - ні; саме останні і приймали участь у процесі дихання). Тобто, вчений показав, що процес дихання являє собою розпад вуглеводів під дією білків.

З 1903 р. відділення очолив учень В.І.Палладіна, професор В.К.Залесський (1871-1936), який основну увагу зосередив на вивченні обміну білків та фосфорних сполук у рослинах, ферментів дихання та окислювально-відновних процесів.

Досліджень з біохімії тварин на фізико-математичному факультеті майже не проводилося. Відомі лише декілька робіт, що вийшли з кафедри зоології (на відділенні порівняльної фізіології) під керівництвом професора М.Ф.Бєлоусова (1863-1942). Проте саме на цій кафедрі почали працювати в університеті О.В.Нагорний та О.В.Палладін - учені, з якими повязано відродження української біохімії у радянський період на базі розформованого Харківського університету.

Розділ ІІ - “Розвиток біохімії на теренах Харківського університету після його реорганізації у 1920 р.”.

Пошук нових форм організації науки у першій половині ХХ ст.

У першій чверті ХХ ст. відбуваються кардинальні зміни у формах організації науки. З'являються науково-дослідні інститути - спеціалізовані установи, основним завданням яких є проведення наукових досліджень. З 20-х рр. ХХ ст. значна частина усіх наукових досліджень проводиться в науково-дослідних установах, робота будується на принципах колективності праці, планування напрямку досліджень. Для дослідницької тематики стає характерною вузька спеціалізація.

У нашій державі ці загальносвітові тенденції змін організації наукової роботи були значно прискорені впливом соціально-політичних чинників. Події 1917 р. призвели до корінних змін усіх сфер життя суспільства, у т.ч. й науки та освіти. Старі бастіони наукового знання - університети - у 1920 р. було розформовано. На протязі 20-х рр. у Радянській Україні мав місце активний пошук нових прогресивніших форм організації науки та вищої освіти. Кроком, що значно сприяв подальшому розвитку вітчизняної науки та науково-технічному прогресу, стало заснування спеціалізованих дослідницьких кафедр. У 1921 р. вийшла Постанова Головпрофосу УРСР про створення науково-дослідних кафедр - спеціальних установ, відокремлених від вищих навчальних закладів та підпорядкованих безпосередньо Укрголовпрофосу, призначених для проведення науково-дослідної роботи. Після громадянської війни та розрухи в країнї досить швидко було відновлено структуру як освітних, так і наукових закладів та поновлено наукові дослідження з найрізноманітніших галузей. У нових умовах основним суб'єктом науково-дослідної роботи стає колектив наукових співробітників під керівництвом провідного фахівця, який на протязі багатьох років займається розробкою певної проблеми. Тобто, набуває розквіту такий тип обєднання учених як наукова школа. Як правило, видатні учені працювали у рамках одного обраного ними наукового напрямку. Їх учні продовжували розробляти ту ж або споріднену тематику. Також розвиток науки в СРСР завжди супроводжувався активним втручанням держави у тематику досліджень; значного ступеню набула ідеологізація науки, що суттєво гальмувало розвиток багатьох напрямків.

Відродження біохімічної науки у Харкові після реорганізації Харківського імператорського університету. Зародження та розвиток нового напрямку - вікова фізіологія та біохімія

Після розформування Харківського університету у 1920 р. медичний факультет було реорганізовано у медичний інститут, де створено кафедру біохімії на чолі з О.В.Палладіним. Після відїзду О.В.Палладіна його учні завідували кафедрами біохімії як у Харківському медичному інституті, так і в інших вузах міста (стоматологічному, фармацевтичному, ветеринарному інститутах, тощо).

Фізико-математичний факультет разом із філософським факультетом було реорганізовано в Харківський інститут народної освіти (ХІНО). Подальший розвиток біохімії у цьому закладі повязаний з імям О.В.Нагорного (з 1922 р. - доцента, а з 1924 р. - професора).

Початком відродження біохімічної науки у Харкові слід вважати 1921 р., коли було створено науково-дослідні кафедри, серед них - кафедру фізіології тварин, згодом кафедру біохімії Харківського медичного інституту. Керівником став приват-доцент кафедри зоології та порівняльної фізіології фізико-математичного факультету розформованого університету - О.В.Палладін (1885-1972). У 1921-1931 рр. дослідницький колектив під керівництвом О.В.Палладіна працював за такими напрямами: біохімія харчування (роль вітамінів та порушення обміну речовин при їх нестачі та за різними умовами харчування), біохімія нервової системи (порівняльне вивчення біохімічного складу різних відділів та функціональних центрів головного мозку), біохімія роботи мязів. Вивчаючи життєдіяльність тварин в умовах авітамінозу (цинга, поліневріт), було показано, що нестача вітамінів призводить до порушення вуглеводного та креатинового обміну, дії окремих ферментів (О.С.Савронь, С.І.Вінокуров). Вивчення біохімії мязів стосувалося, передусім, дослідження вмісту фосфорних сполук (креатину, креатин-фосфату) у мязовій тканині та їх змін під впливом тренування, гормонів, тощо (Д.Л.Фердман, О.І.Файншмідт). Було показано, зокрема, що тренування призводить до підвищення концентрації креатину. А.М.Утевським було досліджено особливості гліколізу у мязовій тканині та залозах внутрішньої секреції. Цінним внеском у становлення нейрохімії стало положення про те, що функціонально різні центри головного мозку розрізняються за хімічним складом та за характером та інтенсивністю біохімічних процесів, що в них видбуваються (Г.Я.Городиська, С.В.Фомін). У 1925 р. О.В.Палладін створив Український біохімічний інститут Наркомосу УРСР, переведений до Києва у 1931 р. в систему Академії наук, тепер Інститут біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України. З часом інститут біохімії став всесвітньо відомим науковим центром, а О.В.Палладін отримав світове визнання, в першу чергу, роботами у галузі нейрохімії.

На науково-дослідній кафедрі зоології у секції порівняльної фізіології біохімічні дослідження проводив О.В.Нагорний (1887-1953), який працював у Харківському імператорському університеті лаборантом кафедри зоології та порівняльної фізіології. З 1918 р. О.В.Нагорний досліджував фізико-хімічні властивості розчинів біоколоїдів, а з кінця 20-х рр. зайнявся вивченням вікових змін організму. Займаючись дослідженнями з питань коллоїдної хімії, він особливу увагу приділяв часовим змінам або “старінню” колоїдів, також вивчав теоретичний матеріал з даного питання. З другої половини 20-х рр. у нього працюють аспіранти, зокрема, І.М.Буланкін, В.М.Нікітін, що згодом стали відомими вченими. У 1929 р. О.В.Нагорний зі своїми учнями розробив багаторічний план роботи та розпочав комплексні дослідження за проблемою старіння організмів. У 1933 р. науково-дослідну кафедру зоології було перейменовано у зоолого-біологічний інститут, згодом НДІ біології, який увійшов до структури Харківського університету.

Таким чином, створення науково-дослідних кафедр було на той час прогресивним явищем, тому що надало можливість залучати до наукової роботи висококваліфіковані кадри дореволюційного університету, які передавали свій досвід молодим дослідникам. Так, на науково-дослідну кафедру О.В.Палладіна було прийнято в аспірантуру молодих фахівців, які згодом стали відомими ученими, а саме, Д.Л.Фердмана, А.М.Утевського та ін., на кафедру зоології поступив І.М.Буланкін.

О.В.Нагорний вважається засновником школи вікової фізіології та біохімії - першої в Україні наукової школи, що займалася питаннями фізіології онтогенезу, вивчала причини та механізми процесу старіння. Вона зробила величезний внесок у розвиток молекулярного підходу до механізмів старіння і отримала широке визнання.

У 30-ті рр. було проаналізовано теоретичний матеріал щодо існуючих гіпотез старіння, проведено дослідження вікових змін вмісту певних речовин і фізичних констант, а також деяких змін метаболічних процесів в організмі.

У 1940 р. було видано монографію “Проблема старения и долголетия”, де О.В.Нагорний запропонував власну теорію старіння, згодом значно доповнену ним самим та його учнями. Ця книга містила також план досліджень з даної проблеми на декілька десятиріч наперед. Причина старіння за О.В.Нагорним полягає у поступовому зменшенні здатності тканин до самооновлення. Це зменшення повязано з тим, що з віком відбувається постійне ускладнення будови тканин та клітин для забезпечення вдосконалення функцій. Такі диференційовані структури менш інтенсивно залучаються до метаболізму, отже все менше самооновлюються, що призводить до поступових змін макромолекулярної організації білків та нуклеїнових кислот. Тому у подальших дослідженнях основну увагу передбачалося приділити вивченню процесів синтезу в організмі.

З 1940 р., а остаточно, - після війни школа вікової фізіології і біохімії вступила до нового етапу свого розвитку. Діапазон досліджень значно розширився та охоплював вивчення метаболічних процесів в організмі, передусім, процесів синтезу, і регуляторних механізмів, насамперед, гормональної регуляції. Розпочалися дослідження процесів онтогенезу за різних умов зовнішнього середовища, можливості впливу на тривалість життя за допомогою створення певних умов або введення деяких речовин. Отримала розвиток порівняльна онтофізіологія і біохімія, було розширено обсяг об'єктів дослідження. У рамках школи відокремилися самостійні напрямки досліджень під керівництвом учнів О.В.Нагорного: з кінця 30-х рр. - І.М.Буланкіна, а з кінця 40-х - В.Н.Нікітіна і В.І.Махінько.

Після смерті О.В.Нагорного у 1953 р. керівництво дослідженнями переходить до І.М.Буланкіна і В.М.Нікітіна. На цьому етапі ведеться цілеспрямований пошук механізмів старіння на рівні регуляторних систем організму. Вивчаються вікові зміни синтезу білка та нуклеїнових кислот, індивідуальних властивостей макромолекул, гормональної регуляції. Дослідження онтогенезу на рівні процесів трансляції, транскрипції, структури геному інтенсивно продовжувалися і у 60-70-ті рр.

За результатами робіт В.М.Нікітіним у 60-ті рр. було висунене положення щодо поступової песимізації геному з віком. А І.М.Буланкін довів, що старіння клітин відбувається значною мірою на рівні надмолекулярних комплексів та показав, що старіння організмів супроводжується зменшенням інтенсивності синтетичних процесів, передусім, синтезу білка та нуклеїнових кислот.

Розділ ІІІ - “Біохімічні дослідження у Харківському державному університеті (30-70-ті рр. ХХ ст.)”.

Становлення кафедри біохімії на біологічному факультеті Харківського державного університету.

10 березня 1933 р. Рада Народних Комісарів УРСР винесла постанову “Про організацію на Україні державних університетів”. На базі ХІНО (з 1930 р. - Інститут професійної освіти) було організовано Харківський державний університет (ХДУ), який почав свою роботу 1 жовтня 1933 р. На біологічному факультеті ХДУ було створено кафедру біохімії. Організації окремої кафедри передувало становлення біохімічної освіти у ХІНО, де з 1926 р. О.В.Нагорний читав курс колоїдної і біологічної хімії та проводив відповідний семінар. З 1931 р. цей курс став читати І.М.Буланкін (з 1929 р. - асистент, з 1931 р. - доцент). І.М.Буланкін у 1933 р. очолив новостворену кафедру біохімії та керував нею до своєї кончини в 1960 р. Під його керівництвом кафедрі довелося пережити і війну, і післявоєнне відновлення університету, і найпотужніший тиск на науку з боку держави в кінці 40-х - на початку 50-х рр. А О.В.Нагорний очолив кафедру фізіології.

І.М.Буланкін читав лекції з біохімії та колоїдної хімії студентам біологічного факультету. Спеціалізація за кафедрами починалася вже на старших курсах. Ті студенти, які обирали своєю спеціальністю біохімію, залучалися до наукової роботи кафедри.

Після смерті І.М.Буланкіна у 1960 р. керівником кафедри біохімії стає його учениця - Є.В.Паріна, а у 1973 р. на посаду завідуючого запрошується випускник біологічного факультету університету, професор медичного інституту П.А.Каліман.

У 60-х рр. в роботі кафедри відбуваються суттєві зміни, обумовлені загальносвітовим прогресом науки. Бурхливе зростання наукових знань з біохімії та молекулярної біології зумовило гостру потребу в фахівцях для відповідних наукових галузей. Це призводить до значних змін в організації біохімічної освіти в країні. З 1974 р., згідно із розпорядженням Мінвузу, біохімія остаточно виділяється в окрему навчальну спеціальність із власними навчальними планами.

Дослідження з вікової біохімії під керівництвом І.М.Буланкіна.

Займатися науковою роботою І.М.Буланкін почав з середини 20-х рр. під керівництвом О.В.Нагорного. Часом самостійних творчих пошуків для нього були 30-ті рр. З середини 30-х рр. у нього з'являються перші учні і співробітники, і можна вже говорити про зародження самостійної наукової школи. З самого початку вивчалися дві проблеми - структура білків і вікові зміни живих організмів. Обєднуючим для цих двох напрямків було вивчення білків. Взагалі, І.М.Буланкін відомий, перш за все, як фахівець у галузі білкової хімії.

В дослідженнях з вікової біохімії І.М.Буланкіна перш за все цікавили такі питання, як вікові зміни структури білків та нуклеїнових кислот, а також зміни синтетичних процесів в організмі. У 30-40-х рр. під його керівництвом проводилися дослідження вмісту окремих білків та нуклеїнових кислот, нуклеопротеїнів і продуктів їх обміну в онтогенезі. Ученого цікавили нуклеїнові кислоти тоді, коли ще не було доведено їх генетичну роль. Результати показали зменшення кількості нуклеопротеїнів в органах протягом усього життя тварин.

У кінці 40-х рр. І.М.Буланкін вивчав такі питання, як вікові зміни білків, синтетичні можливості організму в умовах голодування, вікові зміни у здатності організмів до енергетичного забезпечення синтетичних процесів. З початку 50-х рр. поновлюються дослідження вікових змін нуклеопротеїнових комплексів. Було показано, що з віком відбувається не тільки зменшення їх кількості, але й якісні зміни їх структури. На основі цих дослідів було зроблено висновок, що саме на рівні таких комплексів потрібно шукати вікові зміни властивостей білків.

У першій половині 50-х рр. І.М.Буланкін зі співробітниками приступив до інтенсивного вивчення вікових змін синтезу білка за допомогою “мічених” атомів. Спільно з В.М.Нікітіним ним було висунене положення про існування різних за функціональним призначенням типів білкового синтезу в організмі, а саме: синтезу зростання, стабілізуючого, відновлювального, функціонального. І.М.Буланкін ретельно досліджував вікові зміни всіх типів синтезу і показав, що у старому віці зберігається висока потенційна здібність до відновлювального синтезу. З другої половини 50-х рр. починається інтенсивне вивчення умов відновлювального синтезу, а також вікових змін структури індивідуальних білків. Останні роботи показали, що вікові зміни тканинного білка обумовлюються не хімічними змінами індивідуальних білків, а, скоріше, їх перерозподілом у різних фракціях та змінами їх синтезу.

Аналіз досліджень, що проводилися під керівництвом І.М.Буланкіна, дає підстави стверджувати, що цей учений зробив вагомий внесок у розвиток уявлень про молекулярні механізми старіння. Всі його роботи були повязані з вивченням вікових змін процесів синтезу або змін білкової молекулярної чи надмолекулярної структури. Він передчував, що саме тут сховано важелі керування процесами індивідуального розвитку. Деякі напрямки, які розпочав саме І.М.Буланкін - дослідження змін нуклеїнових кислот, впливу голодування на процес старіння, змін опорних білків тощо, розроблялися вже під керівництвом В.М.Нікітіна.

Після смерті І.М.Буланкіна розпочаті ним напрямки продовжували вивчатися під керівництвом його учениці та спадкоємниці по кафедрі і НДІ біології Є.В.Паріної. У 60-х рр. спостерігається концентрація тематики досліджень кафедри біохімії на вивченні вікових змін синтетичних процесів. Є.В.Паріна підсумувала дані про поступове ослаблення білкового синтезу з віком та про десинхронізацію типів синтезу білка (1967), а згодом, разом з П.А.Каліманом, було показано роль у процесі старіння змін на рівні регуляції ферментів (1978).

Дослідження структури білків під керівництвом І.М.Буланкіна.

Першим дослідженням структури білкових молекул, що проводив І.М.Буланкін, було вивчення змін, які відбуваються з часом у колоїдних розчинах желатину, визначення трансформації хімічної структури даного білка. На протязі 30-х рр. учений ретельно досліджував т.зв. “старіння” желатину та дійшов висновку, що це - складний процес, який відбувається у два етапи: спочатку спостерігається загальне для всіх колоїдів зменшення стійкості системи, далі процес набуває ознак, специфічних для желатину: відбувається деполімерізація і стійкість системи знов підвищується. Цей процес не супроводжується гідролізом молекул, тобто зміною хімічної структури: має місце тільки перехід речовини із високополімерної форми до низькополімерної. За матеріалами дослідження І.М.Буланкін захистив докторську дисертацію у 1939 р.

Наприкінці 30-х рр. учений займався дослідженням процесу протеолізу. Результати показали, що протеоліз желатину складається з двох стадій: спочатку відбувається дезагрегація молекул, а вже потім починається власне гідролітичний процес. На відміну від цього, гідроліз альбумінів та глобулінів відбувався відразу з початку дії протеолітичних ферментів. Було зроблено припущення, що така суттєва відмінність у ході протеолізу закладена у структурі білків, подібних желатину, та альбумінів і глобулінів. У роботі було вперше застосовано удосконалений І.М.Буланкіним оптичний метод дослідження, заснований на визначенні істинного питомого обертання, який широко використовувався і в подальшій його роботі. У 1940 р. І.М.Буланкін, одним з перших у світі, висуває положення про існування двох типів білків, які назвав глобулярними і міцелярними. Білки першого типу утворювали т.зв. молекулярні колоїди, де кожна окрема макромолекула являла собою колоїдну частку. Білки другого типу при утворенні колоїдних розчинів формувалися у агрегати міцелярного типу. Зараз ця поведінка білків при утворенні розчинів пояснюється особливостями їх вторинної та третинної структур (глобулярні та фібрилярні білки). Але на початку 40-х рр. тільки намітилися перші кроки у зясуванні вторинної структури білків (рентгеноструктурні дослідження У.Т.Астбері, Дж.Берналя). Не визначеним до кінця залишалося і поняття колоїдних розчинів.

Для з'ясування причин відмінності між двома типами білків І.М.Буланкін вирішує вивчити процес переходу глобулярних білків у фібрилярні, що спостерігається, зокрема, при їх денатурації. Відразу ж після війни почалися дослідження кислотно-лужної денатурації, які проводилися до початку 60-х рр.