Арнольд Кац – наш выдающийся современник

Год назад современная медицина понесла серье­зную утрату в лице выдающегося исследователя в области физиологии сердца и клинической кардиологии: 26 марта 2016 г. в возрасте 83 лет ушел из жизни ­Арнольд Кац – ​почетный профессор медицины и физиологии Дартмутского медицинского колледжа (Хановер, США).

Арнольд Кац родился в г. Чикаго 30 июля 1932 г. Его мать, выпускница Кливлендской консерватории, была учительницей игры на фортепиано. Отец Луис Кац – ​всемирно признанный кардиолог и исследователь, номинант премии Ласкера¹, занимавший посты президента Американского общества физиологии и Американской ассоциации сердца. Получать профессиональное образование А. Кац начал с колледжа Чикагского университета и в 1952 г. получил степень бакалавра естественных наук. Здесь же он впервые присоединился к исследованиям физиологии и биохимии мышечной ткани, что впоследствии стало одним из основных направлений его научной деятельности. А уже ­будучи студентом медицинской школы Гарвардского университета, он провел летние каникулы 1953-1954 гг. в лаборатории своего отца, где они вместе занимались исследованиями коронарного кровотока, функциональных объемов левого желудочка и энергетики сердца.

После получения диплома доктора медицины с отличием в 1956 г. молодой врач проходил интернатуру в Массачусетском главном госпитале. В этот период отличился тем, что опубликовал единственное в своем роде наблюдение аутохтонной вспышки эхинококкоза, объединив 79 клинических случаев, наблюдавшихся в Массачусетском главном госпитале, и 556 случаев, о которых докладывалось в других штатах. Эта статья интерна до сих пор цитируется в специализированной медицинской литературе. Но увлечение фундаментальными исследованиями преобладало, и Кац провел два года в лаборатории доктора C.B. Anfinsen в Национальном институте здоровья в г. Бетесда, где занимался химией белков. Работа по сепарации и анализу пептидов, опубликованная в 1959 г. в соавторстве с доктором Anfinsen, идентифицируется в медико-­биологической базе данных Current Contents среди 200 самых цитируемых публикаций.

В 1959 г. Кац возвращается к резидентуре в Массачусетском главном госпитале. Вскоре выигрывает грант от Гарвардского университета в рамках между­народного обмена опытом для работы в течение года в Национальном кардиологическом госпитале Великобритании с доктором Полом Вудом. В Лондоне Кац проводит исследование фибринолизиса при ишемической болезни сердца. Вместе с женой Филлис увлекается изучением истории медицины и публикует обзор описаний заболеваний сердца, сделанных в античных трудах Гиппократа.

Вернувшись в США в 1961 г., А. Кац начинает работу по изучению биохимии мышечного сокращения в качестве ведущего научного сотрудника Калифорнийского университета в г. Лос-Анджелес. Он был в числе первых исследователей, определивших роль тропомиозина, тропонина и кальция в регуляции взаимодействия между сократительными протеинами скелетных мышц и миокарда.

В 1964 г. Кац переезжает в г. Нью-Йорк для работы на должности доцента физиологии Колумбийского университета, где организует лабораторию по изучению регуляции сократимости сердца. Он описывает механизм участия ионов кальция во взаимодействии сократительных белков и начинает исследования роли кальциевой АТФ-азы саркоплазматического ретикулума в регуляции ионного потока, обеспечивающего релаксацию сердца. В 1967 г. Кац доказывает, что захват кальция саркоплазматическим ретикулумом кардиомиоцитов является достаточным по количеству и частоте, чтобы объяснить механизм релаксации здорового сердца.

В 1967 г. доктор Кац возвращается в Чикагский университет на должность адъюнкт-профессора медицины и физиологии, а в 1969 г. становится профессором кардиологии медицинской школы центра Маунт-Синай в г. Нью-Йорк. В 1972 г. он объясняет природу ишемической контрактуры («каменное сердце») формированием ригидных связей актина и миозина в условиях истощения АТФ. Именно в нью-йоркской лаборатории был открыт фосфоламбан – ​субстрат протеинкиназы А и медиатор кальциевой помпы саркоплазматического ретикулума (­название было предложено его женой Филлис).

В 1975 г. А. Кац получает приглашение от Гейдельбергского университета и проводит год в Германии, изучая двусторонние потоки кальция через мемб­рану саркоплазматического ретикулума. Вернувшись в США, он в редакционной статье, написанной вместе со швейцарским профессором H. Reuter, обобщает накопленные сведения о роли кальциевого гомеостаза в регуляции сократимости сердца и, в частности, указывает на токсические последствия избыточного накопления кальция в цитозоле, что позволило сформулировать терапевтическую концепцию блокады кальциевых каналов. Вскоре после этого блокаторы кальциевых каналов были внедрены в кардиологическую практику в США.

Исследовательская группа под руководством А. Каца впервые описала кальцийзависимые механизмы, лежащие в основе нарушений релаксации миокарда, гипертрофии сердца и сердечной ­недостаточности (СН). Они доказали, что патологическая гипертрофия ассоциируется с замедленным наполнением левого желудочка у пациентов с артериальной гипертензией, в то время как физиологическая гипертрофия у атлетов сопровождается нормальным или даже ускоренным наполнением. Это было логичное клиническое продолжение ранних экспериментальных работ, в которых Кац с коллегами показали различия нарушений внутриклеточного транспорта кальция при физиологической и патологической гипертрофии миокарда у крыс.

В 1980-х гг. лаборатория доктора Каца перемес­тила фокус внимания на изучение роли липидов в изменении структуры и функции мембран, а также молекулярной структуры и состояний кальциевых каналов в миокарде и гладкомышечной ткани.

В 1990-х гг. профессор Кац снова сконцент­рировал усилия на исследованиях СН, результаты которых связали клиническую кардиологию с фундаментальной наукой. Он предсказал, что инотропные препараты (стандарт лечения СН в то время) могут причинять вред, а длительное применение ­β-адреноблокаторов может принести пользу данной категории больных. Также доктор Кац первым высказал предположение о том, что ­положительные клинические эффекты ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента могут отражать их антипролиферативный эффект, и установил, что кардиомиопатия, индуцированная гемодинамической перегрузкой, вносит вклад в ухудшение прогноза у пациентов с СН.

После выхода на пенсию в 1998 г. А. Кац еще долго работает профессором медицины и физио­логии Дартмутской медицинской школы, где преподает базовые и клинические дисциплины. А с 2008 г. он также читает основной курс лекций по СН в Гарварде. На пенсии ученый возвращается и к своему давнему увлечению – ​изучению истории медицины.

За свою долгую карьеру А. Кац был членом множества академических обществ, включая Американское физиологическое общество, Американское общество фармакологии и экспериментальных лекарственных средств, Американское химическое общество, Американское общество биохимии и молекулярной биологии и др. Широко известно его имя в медицинском сообществе: в составе Американской коллегии кардиологов в разное время он заведовал Коннектикутским отделением, входил в совет директоров, избирался в правление Американского общества клинических исследований и был членом редакционного совета Журнала клинических исследований, а также входил в различные комитеты и рабочие группы по исследованиям в области кардиологии Нацио­нального института здоровья США. Доктор Кац был первым редактором Журнала молекулярной и клеточной кардиологии (The Journal of Molecular and Cellular Cardiology) – ​официального издания Международного общества исследований сердца, а также возглавлял американское отделение этого общества.

А. Кац опубликовал более 400 статей и был редактором более 15 книг. Его первая книга «Физио­логия сердца» (Physiology of the Heart) выдержала 5 переизданий, а «Сердечная недостаточность: патофизиология, молекулярная биология, клинические подходы» стала настольным пособием для многих кардиологов.

1 Американская премия в области медицинских наук, которую вручают с 1946 г. и рассматривают как «вторую Нобелевскую для США».

Подготовил Дмитрий Молчанов