Буклетик о биофизике от РГМУ

Раздел «Биофизика органов и тканей» - это раздел биофизики, где студентам рассказывают о физических принципах функционирования сердца и головного мозга. Например, объясняется, почему, чтобы поставить диагноз больному, можно измерить электрический потенциал тела человека и точно сказать, что произошло с его сердцем или мозгом. К сожалению, биофизика еще не умеет читать мысли человека на основе его электроэнцефалограммы

(т.е. электрических сигналов образующихся в головном мозге), но, возможно,

и такие достижения не за горами. Кроме изучения электрических свойств сердца и головного мозга биофизика органов и тканей изучает и вопросы,

связанные с принципами функционирования основных органов чувств – зрительных, слуховых, вестибулярных, вкусовых, обонятельных и тактильных рецепторов. Т.е. каким образом мы можем различать объекты по их форме или цвету, почему мы слышим звуки, как нам удается удерживать равновесие в пространстве, почему мы ощущаем вкус и запах, как и почему мы ощущаем предметы, когда прикасаемся к ним.

Одним из последних разделов биофизики, с которым знакомятся студенты в курсе биофизики, является раздел «Биофизика патологических состояний». Здесь студентам объясняют, как и что может испортиться в клетке и какие физические законы вступают в силу при болезнях человека, а

также, самое главное, как надо действовать, чтобы устранить поломку. В

курсе биофизики патологических состояний студенты знакомятся с понятием о свободных радикалах, т.е. очень химически активных молекулах, которые могут повреждать и мембраны и хромосомы и приводить к болезням человека.

Наконец, заключительным разделом биофизики, который преподают на медико-биологическом факультете, является раздел «Биофизические основы клинической лабораторной диагностики». Это очень важный раздел.

Прослушав лекции и посетив практикумы по этому разделу студенты узнают на основе каких методов и каких принципов работают современные приборы для анализа крови или мочи больных, как эти приборы могут сделать

11

несколько тысяч измерений в час и ни разу не ошибиться, какие реакции и какие измерения проводятся на этих анализаторах.

ГДЕ РАБОТАЮТ МЕДИЦИНСКИЕ БИОФИЗИКИ?

Поскольку физика является универсальным языком описания природы,

то выпускники отделения медицинской биофизики находят применение полученным знаниям в самых разных областях медицины. Ведь вся и фундаментальная и прикладная наука базируется на измерениях, а физиков учат измерять все годы обучения. Но профессионалы измерений ─ это конечно учѐные. Многие выпускники отделения медицинской биофизики работают в научно-исследовательских институтах Российской Академии Наук (РАН) и Российской Академии Медицинских Наук. Так, например,

академик РАН Михаил Вениаминович Угрюмов является основателем научной школы по нейроэндокринологии развития, получившей международное признание, он руководит Лабораторией нейрогистологии НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН и научной группой в Университете им. П. и М. Кюри (Сорбонна). Выпускник отделения медицинской биофизики, академик РАМН Сергей Борисович Середенин возглавляет НИИ фармакологии РАМН.

Образование, полученное на отделении медицинской биофизики позволяет вполне успешно работать в науке не только в России, но и за рубежом. Кафедра медицинской биофизики осуществляет международное сотрудничество с Университетом г. Питтсбурга (США), Институтом экспериментальной и клинической ортопедии имени Людвига Больцмана

(Австрия), Институтом антиоксидантной терапии (Германия). Ведущие учѐные из этих институтов профессора Валерьян Ефимович Каган, Андрей Владимирович Козлов (выпускник кафедры медицинской биофизики)

являются почѐтными профессорами РГМУ и периодически приезжают для чтения лекций в наш университет.

12

Немаловажно и то обстоятельство, что если врачу для работы в зарубежных клиниках требуется сдача специальных экзаменов в соответствии с нормативами конкретной страны, то научная деятельность в этом отношении более универсальна и наши выпускники нередко уже дипломную работу выполняют в зарубежных лабораториях или выступают с сообщениями на международных конференциях. Для поддержки молодых учѐных существуют многочисленные формы грантов, финансирующих поездки на конференции.

Основатель и первый заведующий кафедрой медицинской биофизики (с 1966 г. по 2005 г., в настоящее время – заведующий кафедрой ФФМ МГУ им. М.В. Ломоносова), академик РАМН Ю.А. Владимиров.

Научная деятельность обычно неотделима от преподавания и многие выпускники кафедры медицинской биофизики теперь уже сами возглавляют кафедры нашего университета (проф. Осипов А.Н. – заведующий кафедрой медицинской биофизики, проф. Антохин А. И. – заведующий кафедрой

13

биологии МБФ, проф. Балякин Ю.В. – заведующий кафедрой патофизиологии, проф. Камкин А.Г. – заведующий кафедрой физиологии МБФ, член-корр. РАМН проф. Шимановский Н. Л. ─ заведующий кафедрой фармакологии и радиобиологии МБФ) или других институтов, как,

например, проф. Долгов В.В. ─ главный специалист по клинической лабораторной диагностике Минздравсоцразвития РФ, заведующий кафедрой клинической лабораторной диагностики РМАПО, заведующий кафедрой микробиологии Ижевской медицинской академии профессор В.Н.Марков.

Руководителем антидопинговой инспекции Национального Олимпийского комитета России является также выпускник кафедры медицинской биофизики, профессор Николай Дмитриевич Дурманов.

Заведующий кафедрой медицинской биофизики МБФ РГМУ (с 2005 по настоящее время), профессор А.Н. Осипов.

Наука всѐ шире проникает в нашу жизнь и часто сообщения информационных агентств об открытиях и достижениях в науке воспринимаются с не меньшим интересом, чем сообщения о достижениях в спорте. Научная журналистика является важнейшим элементом современного общества, поскольку позволяет следить за последними достижениями науки в смежных областях, которыми сам учѐный или преподаватель конкретно не занимается. Одна из выпускниц кафедры медицинской биофизики, кандидат биологических наук Елена Эрнандес,

возглавляет Издательский Дом «Косметика и медицина», выпускающий одноименный журнал, а также несколько других журналов по косметологии.

14

НОМ «МБФ РГМУ. Специальность «медицинская биофизика» ГОУ ВПО РГМУ Росздрава, 2010г.

Кстати, один из журналов «Аппаратная косметология и физиотерапия» можно назвать биофизическим, поскольку в нѐм анализируются современные физиотерапевтические процедуры и методы, а кроме того, аппаратные методики анализа состояния кожи.

Специалист в области медицинской биофизики вполне может найти себя и в медицинском производстве. Так, например, директором ООО «Агат-Мед» является выпускник кафедры медицинской биофизики, кандидат биологических наук Контуганов Наиль Нургалиевич, чья диссертация

посвящена разработке искусственной крови на основе фторуглеродов −

«голубой крови». В 90-х годах прошлого века Наиль Контуганов предложил

смелую идею разработки и организации промышленного выпуска

стандартной сыворотки для биохимических исследований − того, что уже давно было на Западе, но фактически отсутствовало в Советском Союзе.

Главной целью фирмы стала разработка и производство доступных, а самое

главное, качественных, ничем не уступающих импортным аналогам,

контрольных материалов и наборов для определения биохимических

показателей крови. Первыми разработками компании стали: «Сыворотка

контроля качества определения гемоглобина. Контрольные материалы,

произведенные предприятием «Агат-Мед» на протяжении последних лет используются в рамках Федеральной системы внешней оценки качества клинических лабораторных исследований (ФСВОК). Уже в начале своего существования компания разработала и выпустила диагностические наборы

не уступали в качестве импортным аналогам, при этом выгодно отличаясь от них низкой ценой. Продукцией и услугами компании пользуются более

2500 клиентов в различных регионах России, бывших союзных республиках

15

и научные учреждения.

Компания «Агат-Мед» не забывает родной факультет и оказывает финансовую поддержку выпускникам факультета, а Наиль Нургалиевич Контуганов возглавляет «Фонд выпускников МБФ».

В ряду общечеловеческих ценностей, определяющих социально-

экономическую политику государства, несомненен приоритет здоровья.

Именно так было, например, в Древней Греции, где культ тела возводился в ранг государственных законов, а культурное наследие греков определило развитие мировой культуры на многие века. О приоритете здоровья говорят и политики, и медики, и деятели культуры. Но для того, чтобы реализовывать программы, направленные на улучшение показателей здоровья населения,

необходимо развивать в стране самые прогрессивные технологии диагностики и лечения, которые невозможно ни разрабатывать, ни использовать без специалистов в области медицинской биофизики.

ИСТОРИЯ КАФЕДРЫ МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

1966 г. – год рождения кафедры медицинской биофизики. Именно тогда ректор 2-го Медицинского института им. Н.И. Пирогова (теперь это Российский государственный медицинский университет имени Н.И.

Пирогова) Ю.М. Лопухин и декан медико-биологического факультета Г.И.

Сидоренко пригласили Юрия Андреевича Владимирова возглавить кафедру биофизики. Ю.А. Владимиров окончил кафедру биохимии биолого-

почвенного факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, учился в аспирантуре кафедры биофизики биолого-почвенного факультета МГУ, которой тогда заведовал, профессор Б.Н. Тарусов, работал старшим научным сотрудником,

16

заведовал лабораторией фотобиологии Института Биологической физики АН

СССР.

Ю.А. Владимиров, используя ранее накопленный научный опыт,

предложил в качестве основной научной проблемы изучение биологических мембран в норме и при патологии с использованием методов хемилюминесценции. Первыми научными направлениями кафедры были: 1)

механизмы свечения, сопровождающего перекисное окисление липидов

(ПОЛ); 2) механизм цепных реакций ПОЛ; 3) физико-химические свойства биологических мембран, связанные с перекисным окислением липидов, и

нарушение этих свойств при патологии; 4) механизмы действия УФ-света на биологические мембраны; 5) структура гистоновых и негистоновых молекул белка и их комплексов с ДНК.

Все эти исследования шли под непосредственным и постоянным руководством Ю.А. Владимирова, который, и сегодня остается общепризнанным лидером. Несмотря на то, что биофизика мембран была еще только зарождающейся областью знания, медико-биологический факультет провел в 1972 г. в Пущинском научном центре, первый Всесоюзный симпозиум «Биологические мембраны в норме и патологии».

Первые работы кафедры по биофизике мембран были посвящены вопросам их структуры:

разборки и сборки мембран (А.Ф. Поглазов, Г.И.

Клебанов), конформационным перестройкам при их функционировании (В.И.Сороковой) и

процессам перекисного окисления липидов мембран (В.И. Оленев, Т.Б. Суслова, 3.П.

Черемисина).

17

Профессор Г.Е. Добрецов.

На кафедре биофизики к 1980 г. был разработан и широко применялся метод флуоресцентных зондов – один из наиболее чувствительных методов для изучения структурных перестроек в макромолекулах и надмолекулярных комплексах при физиологических условиях (Г.Е. Добрецов, В.А. Петров, Г.

И. Клебанов, А.И. Деев). Развивая метод безизлучательного переноса энергии между флуоресцентными зондами, сотруднику Ю.А. Владимирова - Г.Е.

Добрецову - удалось получить уникальную информацию о пространственной структуре мембран и липопротеинов не только в изолированном состоянии,

но и непосредственно в живых клетках. Кроме того, были разработаны уникальные методы измерения трансмембранных потенциалов на плазматической и митохондриальной мембранах живых клеток.

Ю.А. Владимиров и Д.И. Рощупкин в 1972 г. показали, что ультрафиолетовое облучение также вызывает образование свободных радикалов в биологических системах и накопление перекисей в суспензии митохондрий и в строме эритроцитов.

18

Доцент А.К. Аносов и студентка 4 курса отделения медицинской биофизика МБФ М. Кислицина на практикуме по фотобиофизике.

В результате исследований, проведенных Ю.А. Владимировым, Т.А.

Сусловой, В.И. Оленевым, 3.П. Черемисиной, было показано, что не только

«in vitro», но и «in vivo» перекисное окисление липидов может идти лишь в присутствии ионов двухвалентного железа. Доказательство образования радикалов в различных реакциях с участием ионов железа было получено также в опытах со спиновыми ловушками (А.Н. Осипов, О.А. Азизова).

Профессор кафедры Д.И. Рощупкин читает лекцию.

В 80-х гг. Ю.А. Владимиров, Ю.М. Петренко и др. при изучении механизма осмогемолиза эритроцитов показали, что механические свойства

19

мембран эритроцитов играют определенную роль в их осмотической устойчивости. Тогда же было выяснено, что гемоглобин эритроцитов,

находящийся вблизи поверхности мембраны, во многом определяет механические свойства цитоплазматических мембран.

Профессор Ю.М. Петренко с дипломником А. Захаровым – студентом 6 курса Отделения биофизики МБФ.

С момента прихода на кафедру в 1966 г. Г.Е. Добрецов занимался изучением структуры гистоновых белков. Вместе с Ю.А. Владимировым,

анализируя данные по изменению флуоресценции остатков тирозина в гистонах при различных рН раствора, они показали, что между всеми остатками тирозина происходит полный перенос энергии.

В 1972 г. при Центральной научно-исследовательской лаборатории

(ЦНИЛ), которой тогда заведовал профессор Э.М.Коган, был создан отдел биофизики, перед сотрудниками которого была поставлена задача выяснить роль нарушения функции биомембран в патологии. В состав отдела биофизики вошли ныне широко известные ученые Л.Г. Коркина, Г.Е.

Добрецов, В.И. Оленев, Т.Б. Суслова, В.И. Сороковой, О.А. Азизова. Одним из первых такую проблему сформулировал ректор РГМУ академик РАМН Ю.М. Лопухин: каков механизм поражения клеток и ткани при гипоксии,

одной из наиболее частых причин патологии? Л.Г. Коркиной, Ю.А.

20