МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img ›...

35
1 1 МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И.ПИРОГОВА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ АБИТУРИЕНТОВ: СОВРЕМЕННЫЕ СФЕРЫ ИНТЕРЕСОВ И НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ ОБЩЕЙ И МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКИ, КАК НАУКИ, И ДИСЦИПЛИН ПРОФИЛЬНЫХ КАФЕДР УНИВЕРСИТЕТА

Upload: others

Post on 25-Jun-2020

17 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

1

1

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО

РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.И.ПИРОГОВА

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ

ФАКУЛЬТЕТ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ АБИТУРИЕНТОВ:

СОВРЕМЕННЫЕ СФЕРЫ ИНТЕРЕСОВ

И

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ

ОБЩЕЙ И МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКИ,

КАК НАУКИ,

И

ДИСЦИПЛИН ПРОФИЛЬНЫХ КАФЕДР УНИВЕРСИТЕТА

Page 2: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

2

2

Кафедра ОБЩЕЙ И МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКИ МЕДИКО-

БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

Биофизика как часть медицины

Тайны человеческого тела издавна привлекали учѐных разных профес-

сий, и физики были в числе первых. Первый закон термодинамики был

сформулирован благодаря работам немецкого врача Юлиана Роберта фон

Майера, а другой не менее известный врач и физик Герман Гельмгольц пи-

сал: «Заниматься физикой я мог, только взяв медицину в придачу».

В начале ХХ века были разработаны физические основы спектрального

анализа – группы методов изучения свойств вещества, использующих кван-

тово-механические законы взаимодействия квантов электромагнитного излу-

чения с ядрами и электронами. И почти немедленно были сделаны первые

попытки использовать свет для изучения живых организмов и воздействия на

них. Оказалось, что и сами живые организмы часто являются источником из-

лучения. Например, было открыто так называемое «биогенетическое излуче-

ние», свечение, которое испускают все живые клетки. Сейчас это явление

принято называть «сверхслабым свечением», и измерение его интенсивности

достаточно активно применяется в медицине как метод диагностики различ-

ных болезней. Ну, а спектральный анализ настолько прочно вошел в медици-

ну и биологию, что, кажется, непонятно, как вообще без него можно было

обходиться. Даже количество гемоглобина в крови без него нельзя опреде-

лить!

Разработанные советскими физиками, лауреатами Нобелевской премии

Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым, принципы легли в основу создания лазе-

ров, благодаря которым хирурги вооружились новым инструментом ─ «ла-

зерным скальпелем» и совершенно новыми методами фототерапии. Совет-

ским физиком Е.К. Завойским в 1944 г. было открыто явление электронного

парамагнитного резонанса, приведшее в дальнейшем к открытию ядерного

Page 3: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

3

3

магнитного резонанса (ЯМР), на основе которого были созданы ЯМР-

томографы.

Биофизика, согласно наиболее распространенному из еѐ определений,

является одним из разделов физики, науки о материальном мире. Она изучает

живые системы с помощью физических методов и исследует физические за-

кономерности и принципы, определяющие суть живого. Нужно заметить, что

эти физические закономерности чрезвычайно сложны и многогранны −

функционирование живых систем само по себе представляет собой совокуп-

ность большого числа протекающих одновременно и часто противоречащих

друг с другу (с точки зрения «классической» физики) процессов. Ведь для

описания падения яблока с ветки на землю достаточно одной строчки урав-

нения всемирного тяготения, а для описания того, как яблоко «поднялось» на

ветку, благодаря солнечной энергии, необходимо знание законов фотосинте-

за, работы клеток, физиологии и биохимии растения. Или другой пример –

если принять, что генетический код, универсальная основа всего живого, об-

разовался случайно, то вероятность этого события по законам термодинами-

ки намного меньшей вероятности того, что обезьяна, случайным образом

стуча по клавишам печатной машинки, напечатает полное собрание сочине-

ний Льва Николаевича Толстого со всеми письмами и приложениями. А ге-

нетический код все-таки существует…

Познание физических закономерностей функционирования живых си-

стем необходимо не только для того, чтобы понять, как они работают. Как и

все сложные механизмы, биологические системы могут «сломаться». Чтобы

выяснить, почему и как это происходит, была создана специальная ветвь

биофизики - медицинская биофизика. Ее особенностью является то, что она

исследует не столько здоровые, нормально функционирующие клетки,

сколько клетки в период «поломки». Понятно, что, не разобравшись в том,

что же именно сломалось в машине, нельзя ее починить. Вот этим и занима-

ется медицинская биофизика.

Page 4: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

4

4

Знание причин и следствий нарушения работы разных клеточных си-

стем не только позволяет понять пути поддержания их нормальной работы,

но и открывает новые перспективы искусственного моделирования отдель-

ных подобных систем. Этим занимается новый раздел современной биотех-

нологии - нанотехнологическая инженерия. Например, белки-аквапорины,

переносящие молекулы воды через мембраны, используются в установках

для опреснения морской воды. Зрительные белки − родопсины, превращаю-

щие световую энергию в электрическую, нашли своѐ применение в инже-

нерных конструкциях. Медики активно разрабатывают капсулы из мембран

(липосомы), в которые можно поместить гены или белки, а присоединив со-

ответствующие рецепторы направить к нужному органу для коррекции его

работы.

Медицина в последние десятилетия ХХ века совершила качественный

скачок. Многие болезни, которые ранее не поддавались лечению, в настоя-

щее время стали излечимыми. Это, в значительной степени, связано с появ-

лением новой информации о причинах и механизмах возникновения болез-

ней, т.е. с успехами, частности, той же медицинской биофизики. Стало,

например, ясно, что каждое заболевание на уровне организма обычно являет-

ся следствием нарушений в работе не только отдельных клеток, но и отдель-

ных молекул внутри этих клеток. А каждое изменение свойств молекул при-

водит к тому, что такая молекула начинает по своим физическим характери-

стикам отличаться от нормальных молекул того же вида. Следовательно, за-

регистрировав изменения этих физических характеристик, можно поставить

диагноз еще до того, как аномальные молекулы вызовут болезнь на уровне

организма. Такой подход стал причиной появления целого ряда принципи-

ально новых диагностических методов. Хотя и до этого момента большин-

ство так называемых инструментальных диагностических методов в сущно-

сти своей были биофизическими. Появление такого, молекулярного, подхода

в диагностике дало просто ошеломительный результат. Если врач прошлых

Page 5: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

5

5

веков мог осмотреть кожу заглянуть в горло, пощупать, послушать, то сейчас

уже возможно увидеть живую картину работы органов, причем в динамике.

Эру интроскопии (лат.intro — внутри, древнегреч. σκοπέω — смотрю;

дословный перевод «внутривидение») открыли лучи Ренгена, позволяющие

отчѐтливо увидеть костную ткань. Бурное развитие физики ХХ века воору-

жило медицину совершенно новыми методами интроскопии, позволяющими

проводить неразрушающее (неинвазивное) исследование внутренней струк-

туры организма и протекающих в нѐм процессов. Интроскопия предоставила

незаменимые возможности для медицинской диагностики и планирования

лечения. В числе широко используемых методов - рентгенография, компью-

терная рентгеновская томография (КТ), ультразвуковая диагностика (УЗ), по-

зитронная эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная томо-

графия (ОЭТ), а также получение изображений с помощью магнитного резо-

нанса (МРТ). Совершенных методов диагностики нет, а потому в настоящее

время проводятся многочисленные научные исследования по их усовершен-

ствованию. Ввиду того, что упомянутые методы разрабатываются на стыке

различных областей знаний, то работы хватает и биологам, и медикам, и

биохимикам, и биофизикам, и физикам, и химикам, и математикам, как,

впрочем, и специалистам многим других специальностей.

Благодаря физике медицина заговорила на языке физической точности

и субъективные описания врачей стали заменяться трѐхмерными компьютер-

ными картинами, полученными методами интроскопии. В связи с этим со-

временный врач должен владеть не только традиционными медицинскими

навыками и знаниями, но и понимать физические основы тех процессов, на

которых базируется диагностика. Обучение на отделении медицинской био-

физики ─ это, по сути, изучение двух «языков» современной медицины. Во-

первых, физико-математического языка, которым современная наука описы-

вает явления природы. Во-вторых, и языка клинической медицины, на кото-

ром говорит большинство врачей. Такое свободное владение двумя языками

позволяет использовать огромный потенциал современной физики для диа-

Page 6: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

6

6

гностики и лечения болезней. При этом создаются новые физические подхо-

ды, стимулирующие развитие не только диагностики, но и методов лечения.

Ещѐ император Наполеон был несказанно изумлѐн, когда физик Вольта пока-

зал, что под воздействием животворных флюидов электричества «оживают»

и начинают сокращаться отрезанные и неподвижные до этого лапки лягушек.

Пораженный открывшейся перспективой «оживления» организмов под дей-

ствием электричества Наполеон щедро наградил Вольта после демонстрации

опытов: в честь ученого была выбита медаль и учреждена премия в 80 000

экю. Успех Вольта стимулировал развитие различных методов электролече-

ния в ХIX-XX веках, и электротерапия становится самым популярным разде-

лом физиотерапии. Мощные разряды электрического тока используются

также в реанимации для того, чтобы при остановке сердца, заставить волокна

сердечной мускулатуры работать синхронно.

Одно из современных достижений применения электрических полей -

метод электропорации, позволяющий на время открывать биомембраны кле-

ток путѐм формирования в них временных окон. Как известно, на мембране

живых клеток существует электрический потенциал, величиной примерно 60

милливольт. Толщина мембраны составляет около 6 нанометров и если пере-

считать напряжѐнность электрического поля на толщину 1 мм то она соста-

вит 10 киловольт. Вот такие огромные напряжения существуют на мембра-

нах клеток! Если напряжение поднять выше, то наступает электрический

пробой, знакомый нам по молниям при грозе или искрам между шарами

электрофорной машины. Во время электрического пробоя в липидном слое

мембран появляются временные отверстия, через которые разряжается по-

тенциал. Биофизики научились использовать это явление для слияния клеток.

Всем известная клонированная овечка Долли была получена путѐм слияния в

электрическом поле соматической клетки из молочной железы с яйцеклет-

кой, из которой перед этим удалили ядро.

Page 7: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

7

7

На основе электропорации созданы устройства для подкожного введе-

ния лекарств, которые позволяют заменить болезненные уколы шприцом,

безболезненными «щелчками» электрических полей по коже.

Не менее эффективным оказалось и применение в медицине различных

видов электромагнитного излучения. Уже давно вошла в медицинскую прак-

тику лучевая терапия (локальное облучение злокачественных новообразова-

ний рентгеновским или -излучением). Выше уже упоминалось широкое рас-

пространение в медицине лазерных приборов. Менее известны, хотя тоже до-

статочно широко распространены такие терапевтические приемы, как фото-

динамическая терапия опухолей, фототерапия целого ряда кожных заболева-

ний, лечение болезней с помощью облученной ультрафиолетовым излучени-

ем крови.

Биофизика изучает физические свойства не только органов и клеток, но

и молекул, пользуясь арсеналом разнообразных методов, регистрирующих

оптическое излучение, поведение в электрических и магнитных полях. Если

биохимия изучает в основном устойчивые долгоживущие молекулы, то био-

физикам удалось физическими методами открыть целый класс короткожи-

вущих молекул с неспаренным электроном ─ свободных радикалов, которые

мгновенно реагируют с окружающими их молекулами. Магнитные свойства

таких молекул отчѐтливо видны методом электронного парамагнитного ре-

зонанса. А когда свободные радикалы взаимодействуют друг с другом, то

возникает свечение, получившее название сверхслабого, но вполне регистри-

руемое физическими приборами. Регистрация свободных радикалов показа-

ла, что многие болезни человека, да и сам процесс старения, связаны с избы-

точной продукцией свободных радикалов. Средства, нормализирующие об-

разование свободных радикалов, широко и успешно применяются в терапии,

а многие специалисты по старению надеются на значительное продление

жизни с помощью этих средств.

Page 8: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

8

8

Что такое биофизика?

Как уже указывалось выше, наиболее распространенное и наиболее

точное определение биофизики – это определение ее как науки, изучающей

физические и физико-химические свойства и явления, происходящие в био-

логических объектах. Однако в современной практике научного исследова-

ния не всегда можно однозначно сказать, где заканчивается биофизика и

начинается, скажем, биохимия или физиология. Действительно, анализ взаи-

модействий между молекулами в клетке, например, анализ взаимодействия

аминокислотных остатков в молекуле белка между собой может быть кор-

ректно описан с помощью физических уравнений. Хотя, по традиции, изуче-

ние структуры белка относят к биохимии. Другой пример: генерация и про-

ведение импульса по нервному волокну основаны на изменении потоков

ионов калия и натрия через мембрану нейрона. Эти явления, физический ме-

ханизм которых не вызывает ни малейшего сомнения, часто относят к фи-

зиологии. Однако, вне зависимости от сложившихся традиций, эти взаимо-

действия или процессы без сомнения и есть биофизика.

То, какие физические законы действуют в биологических системах и

какие процессы развиваются в живой клетке, изучают студенты отделения

медицинской биофизики на Медико-биологическом факультете Российского

государственного медицинского университета. Кстати, в 2010 году Россий-

ский государственный медицинский университет был признан ведущим ме-

дицинским ВУЗом России и ему был присвоен статус Национального иссле-

довательского университета. Этот статус подтверждает тот факт, что Россий-

ский государственный медицинский университет занимает лидирующие по-

зиции, как в образовательной, так и в научно-исследовательской деятельно-

сти. И, хотелось бы отметить, что значительный вклад в этот факт внесли

преподаватели и студенты Медико-биологического факультета РГМУ.

Очевидно, что знания по биофизике, получаемые на Медико-

биологическом факультете, не ограничиваются закономерностями строения

Page 9: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

9

9

белка или механизмом проведения нервного импульса. Курс биофизики или

точнее медицинской биофизики состоит из, примерно, 6 разделов.

Первый раздел - это «Фотобиофизика». Этот раздел биофизики изучает взаи-

модействие излучения с биологическими объектами – молекулами, мембра-

нами, субклеточными органеллами, целыми клетками и даже органами и ор-

ганизмом в целом. Изучив этот раздел, можно узнать, почему происходит

свечение светлячков или медуз, почему наша кровь имеет красный цвет, по-

чему этот цвет изменяется, когда кровь течет по венам или артериям, что

происходит в коже при загаре, что такое солнечный ожог, биофизические ме-

ханизмы фотобиологических процессов в коже (индукция эритемы, фотокан-

церогенез, фотосинтез витамина Д). Эти и многие другие вопросы изучает

фотобиофизика.

Следующим крупным разделом биофизики является «Молекулярная био-

физика». Молекулярная биофизика изучает вопрос на основе, каких физиче-

ских принципов строится клетка. Как из маленьких «кирпичиков» - амино-

кислот можно построить молекулу белка или как из других «кирпичиков» -

нуклеотидов можно построить молекулу ДНК, которая содержит всю наслед-

ственную информацию не только клетки, но и всего организма. Какие силы

скрепляют аминокислоты, чтобы из них получились, скажем, белки-

ферменты, работающие как молекулярные машины или структурные белки,

составляющие основу клеточного скелета. Студентам предоставляется воз-

можность изучить: структуру воды и гидрофобное взаимодействие; роль

внутримолекулярных сил взаимодействия в стабилизации высших структур

белка; клеточные механизмы формирования и стабилизации структуры бел-

ка; методы исследования вторичной структуры белков (экспериментальное

исследование оптической активности полипептидов и белков: дисперсия оп-

тического вращения - ДОВ, круговой дихроизм - КД). Они также изучают

компьютерное моделирование структуры белка; международную белковую

базу данных, компьютерные программы визуализации структуры белков. Ко-

нечно, разобраться в таких вопросах можно только, если хорошо знать физи-

Page 10: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

10

10

ческие методы исследования белков или нуклеиновых кислот: инфракрасная

спектроскопия (ИКС) полипептидов и белков; метод рентгеноструктурного

анализа (РСА) белков и нуклеиновых кислот; резонансные методы исследо-

вания структуры и функции полипептидов и белков: ядерный магнитный ре-

зонанс (ЯМР), электронный магнитный резонанс (ЭПР).

После молекулярной биофизики следует раздел «Биофизики клетки».

Именно в курсе клеточной биофизики студенты узнают, как построены кле-

точные мембраны. Какие задачи они выполняют, и почему, в одних случаях

переход ионов через мембрану вызывает появление нервного импульса (как в

нейроне), а в других случаях происходит сокращение клетки (как в мышеч-

ных клетках). Как можно управлять запасанием энергии в митохондриях и

почему одни клетки могут поедать другие. Все это требует изучение закона

диффузии: уравнение Фика, уравнение для диффузии веществ через мембра-

ны; основное уравнение электродиффузии (уравнение Нернста-Планка); ре-

шение уравнения электродиффузии для мембран в приближении однородно-

го поля; уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца. Студентами изучается транс-

порт веществ через мембраны путем облегченной диффузии, транспорт воды,

активный транспорт веществ в живой клетке (молекулярный механизм рабо-

ты К+, Na

+- и Са

+-АТФаз). Биофизика клетки – один из наиболее интересных

и насыщенных физикой и математикой разделов биофизики.

Еще один раздел, 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 мембра-

ны и хромосомы и приводить к болезням человека.

Основные физико-химические причины нарушения барьерных свойств

мембран: перекисное окисление липидов, ферментативное расщепление ли-

Page 11: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

11

11

пидов и белков, изменение заряда и конформации белков, адсорбция белков,

осмотическое растяжение мембран.

Подробно изучается перекисное окисление липидов как фундаменталь-

ный механизм мембранной патологии. Основные типы патологических про-

цессов, связанные с перекисным окислением липидов: авитаминозы, недо-

статок селена в пище, интоксикации, действие ионизирующей радиации, дей-

ствие УФ-лучей, воспаление, катаракта и другие глазные болезни, болезни

иммунной системы, атеросклероз. Изучается роль свободнорадикальных

процессов в канцерогенезе и свободнорадикальные процессы при тканевой

гипоксии. Существует проблема перекисного окисления и при консервирова-

нии органов и тканей. Имеются гипотезы о связи перекисного окисления и

старения.

Раздел «Биофизика органов и тканей» - это раздел биофизики, где сту-

дентам 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 (биофизические основы регистрации

электрокардиограмм − ЭКГ, при различных отведениях) или мозгом (меха-

низм генеза электроэнцефалограммы − ЭЭГ). 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 – зри-

тельных, 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.

Page 12: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

12

12

На медико-биологическом факультете для всех отделений, в том числе

и для медицинской биофизики, кафедрой общей и медицинской биофизики

МБФ преподается раздел «Клиническая лабораторная диагностика». Это

очень важный раздел. Этот раздел характеризует физико-химических прин-

ципы методов и аппаратуры клинико-диагностических лабораторий. Можно

перечислить некоторые методы КЛД. Это аналитическая спектроскопия в

ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Фотометры и спектрофото-

метры. Турбидиметрия, и нефелометрия, флуоресценция. Электрофорез. Со-

временные виды носителей, используемые для электрофореза. Сатурацион-

ный (насыщение) заместительный анализ: радиоизотопные, иммунофермент-

ные (ИФА), иммунохимические варианты анализа. Возможности ИФА в диа-

гностике инфекционных, гормональных, метаболических, аутоиммунных,

аллергических и других видов заболеваний. КЛД включает всебя следующие

разделы: биохимические исследования; общеклинические и цитологические

методы исследования; гематологические исследования; диагностика сверты-

вания крови и методы оценки системы гемостаза; методы определяющие

особенности иммунного статуса при различных иммунопатологических со-

стояниях; молекулярно-генетическая диагностика; алгоритмы лабораторной

диагностики инфекционных заболеваний; молекулярно-генетическая диагно-

стика, включая методические аспекты постановки ПЦР и диагностическое

значение определения онкомаркеров методом молекулярной диагностики.

В КЛД важным является процесс автоматизации лабораторных ис-

следований. Прослушав лекции и посетив практикумы, студенты узнают на

основе каких методов и каких принципов работают современные приборы

для анализа крови больных, как эти приборы могут сделать 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 по-

Page 13: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

13

13

лученным знаниям в самых разных областях медицины. Ведь вся и фунда-

ментальная и прикладная наука базируется на измерениях, а физиков учат

измерять и исследовать все годы обучения. Но профессионалы измерений ─

это конечно учѐные. Многие выпускники отделения медицинской биофизики

работают в научно-исследовательских институтах Российской Академии

Наук (РАН). Так, например, академик РАН Михаил Вениаминович Угрюмов

является основателем научной школы по нейроэндокринологии развития, по-

лучившей международное признание, он руководит Лабораторией нейроги-

стологии НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАН и научной

группой в Университете им. П. и М. Кюри (Сорбонна). Выпускник отделения

медицинской биофизики, академик РАН Сергей Борисович Середенин дол-

гие годы возглавлял НИИ фармакологии РАН, а сейчас является его почет-

ным директором.

Качественное образование, полученное на отделении медицинской

биофизики позволяет вполне успешно работать в науке не только в России,

но и за рубежом. Кафедра медицинской биофизики осуществляет междуна-

родное сотрудничество с Университетом г. Питтсбурга (США), Институтом

экспериментальной и клинической ортопедии имени Людвига Больцмана

(Австрия), Институтом антиоксидантной терапии (Германия). Ведущие учѐ-

ные из этих институтов профессора Валерьян Ефимович Каган, Андрей Вла-

димирович Козлов (выпускник кафедры медицинской биофизики) являются

почѐтными профессорами РГМУ и периодически приезжают для чтения лек-

ций в наш университет.

Немаловажно и то обстоятельство, что если врачу для работы в зару-

бежных клиниках требуется сдача специальных экзаменов в соответствии с

нормативами конкретной страны, то научная деятельность в этом отношении

более универсальна. Наши выпускники нередко уже дипломную работу вы-

полняют в зарубежных лабораториях или выступают с сообщениями на меж-

дународных конференциях. Для поддержки молодых учѐных существуют

многочисленные формы грантов, финансирующих поездки на конференции.

Page 14: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

14

14

Основатель и первый заведующий кафедрой биофизики

(с 1966 г. по 2005 г., в настоящее время – заведующий кафедрой ФФМ

МГУ им. М.В. Ломоносова), академик РАН 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 био-

логии МБФ, проф. Балякин Ю.В. – долгие годы был заведующим кафедры

общей патологии, а сейчас эту кафедру возглавляет наша выпускница проф.

Чаусова С.В., проф. Камкин А.Г. – заведующий кафедрой физиологии МБФ,

член-корр. РАН проф. Шимановский Н. Л. ─ заведующий кафедрой фарма-

кологии и радиобиологии МБФ, проф. Ганковская Л.В. – заведующая кафед-

рой иммунологии Университета) или других институтов, как, например,

проф. Долгов В.В. ─ заведующий кафедрой клинической лабораторной диа-

Page 15: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

15

15

гностики Российской медицинской академии постдипломного образования

(РМАПО), заведующий кафедрой микробиологии Ижевской медицинской

академии профессор В.Н.Марков. Долгие годы руководителем антидопинго-

вой инспекции Национального Олимпийского комитета России являлся так-

же выпускник кафедры медицинской биофизики, профессор Николай Дмит-

риевич Дурманов.

Заведующий кафедрой об-

щей и медицинской биофи-

зики МБФ Университета (с

2005 по настоящее время),

профессор А.Н. Осипов.

Наука всѐ шире проникает в нашу жизнь и часто сообщения информа-

ционных агентств об открытиях и достижениях в науке воспринимаются с не

меньшим интересом, чем сообщения о достижениях в спорте. Научная жур-

налистика является важнейшим элементом современного общества, посколь-

ку позволяет следить за последними достижениями науки в смежных обла-

стях, которыми сам учѐный или преподаватель конкретно не занимается. Од-

на из выпускниц кафедры медицинской биофизики, кандидат биологических

наук Елена Эрнандес, возглавляет Издательский Дом «Косметика и медици-

на», выпускающий одноименный журнал, а также несколько других журна-

лов по косметологии. Кстати, один из журналов «Аппаратная косметология и

физиотерапия» можно назвать биофизическим, поскольку в нѐм анализиру-

ются современные физиотерапевтические процедуры и методы, а кроме того,

аппаратные методики анализа состояния кожи.

Page 16: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

16

16

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 био-

логических наук Контуганов Наиль Нургалиевич, чья диссертация посвящена

разработке искусственной крови на основе фторуглеродов − «голубой кро-

ви». 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 нашей стране. 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 контрольная для биохимических исследований

«Биоконт-С», предназначенная для контроля качества биохимических иссле-

дований, и контрольные растворы гемоглобина «Гемоглобин-Контроль» −

для контроля качества определения гемоглобина. Контрольные материалы,

произведенные предприятием «Агат-Мед» на протяжении последних лет ис-

пользуются в рамках Федеральной системы внешней оценки качества клини-

ческих лабораторных исследований (ФСВОК). Уже в начале своего суще-

ствования компания разработала и выпустила диагностические наборы для

биохимических показателей это «Гемоглобин-Агат», «Гем-Агат», «Общий

белок-Агат», «Глюкоза-Агат», «Альфа амилаза-Агат» и многие другие, кото-

рые всегда пользовались повышенным спросом, так как 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, а также в республиках − Молдове, Украине,

Казахстане, Узбекистане, Туркмении, Кыргызстане и странах Балтии.

В основном, это поликлиники, больницы, станции переливания крови, науч-

но-исследовательские институты, медицинские и научные учреждения.

Page 17: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

17

17

Компания «Агат-Мед» не забывает родной факультет и оказывает фи-

нансовую поддержку выпускникам факультета, а Наиль Нургалиевич Конту-

ганов 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 диагности-

ки 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 то-

гда ректор 2-го Медицинского института им. Н.И. Пирогова (теперь это Рос-

сийский 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 факуль-

тета 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, заведовал лаборато-

рией 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,

Page 18: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

18

18

сопровождающего перекисное окисление липидов (ПОЛ); 2) механизм цеп-

ных 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 руко-

водством Ю.А. Владимирова, который, и сегодня остается общепризнанным

лидером. Несмотря на то, что биофизика мембран была еще только зарожда-

ющейся областью знания, медико-биологический факультет провел в 1972 г.

в Пущинском научном центре, первый Всесоюзный симпозиум «Биологиче-

ские мембраны в норме и патологии». Первые работы кафедры по биофизике

мембран были посвящены вопросам их структуры: разборки и сборки мем-

бран (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).

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

Page 19: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

19

19

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 уни-

кальные методы измерения трансмембранных потенциалов на плазматиче-

ской и митохондриальной мембранах живых клеток.

Ю.А. Владимиров и Д.И. Рощупкин в 1972 г. показали, что ультрафио-

летовое облучение также вызывает образование свободных радикалов в био-

логических системах и накопление перекисей в суспензии митохондрий и в

строме эритроцитов.

Доцент А.К. Аносов и студентка

4 курса отделения медицинской

биофизика МБФ М. Кислицина

на практикуме по фотобиофи-

зике.

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 ра-

дикалов в различных реакциях с участием ионов железа было получено так-

же в опытах со спиновыми ловушками (А.Н. Осипов, О.А. Азизова).

Page 20: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

20

20

Профессор кафедры Д.И.

Рощупкин читает лекцию.

В 80-х гг. Ю.А. Владимиров, Ю.М. Петренко и др. при изучении меха-

низма осмогемолиза эритроцитов показали, что механические свойства мем-

бран эритроцитов играют определенную роль в их осмотической устойчиво-

сти. Тогда же было выяснено, что гемоглобин эритроцитов, находящийся

вблизи поверхности мембраны, во многом определяет механические свойства

Профессор Ю.М. Петренко с дипломником А. Захаровым – студентом 6

курса Отделения биофизики МБФ.

Page 21: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

21

21

цитоплазматических мембран.

С момента прихода на кафедру в 1966 г. Г.Е. Добрецов занимался изу-

чением структуры гистоновых белков. Вместе с Ю.А. Владимировым, анали-

зируя данные по изменению флуоресценции остатков тирозина в гистонах

при различных рН раствора, они показали, что между всеми остатками тиро-

зина 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 биофи-

зики 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. Лопу-

хин: каков механизм поражения клеток и ткани при гипоксии, одной из

наиболее частых причин патологии? Л.Г. Коркиной, Ю.А. Владимировым и

Э. М. Коганом с помощью метода флуоресцентных зондов удалось обнару-

жить, что при отсутствии кислорода исчезает трансмембранный потенциал,

удерживающий ионы кальция внутри митохондрий. В результате происходит

нарушение барьерной функции митохондрий, что является одной из главных

причин гибели клеток при гипоксии. Второй процесс, приводящий к наруше-

нию барьерной функции мембран это перекисное окисление липидов. В ра-

ботах Ю.А. Владимирова, В.Ф. Антонова, Е.А. Корепановой и Л.Г. Коркиной

было показано, что ПОЛ увеличивает ионную проницаемость модельных

фосфолипидных мембран (БЛМ). Позже в в работе Ю.А. Владимирова, Г. И.

Клебанова и сотрудников было показано, что при ПОЛ происходит усиление

самопроизвольного выхода ионов кальция из липосом. Тогда же был сделан

вывод о том, что ПОЛ увеличивает проницаемость фосфолипидного слоя для

ионов кальция.

Page 22: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

22

22

После обобщения данных, полученных на кафедре биофизики, акаде-

миком РАМН Ю.А. Владимировым была сформулирована гипотеза о четы-

рех основных механизмах нарушения барьерных функций мембран в патоло-

гии: 1) перекисное окисление липидов, 2) активация мембранных фосфоли-

паз, 3) механическое (осмотическое) растяжение мембран; 4) адсорбция на

поверхности мембран поликатионов, в частности чужеродных белков. Эти

четыре механизма в дальнейшем подтвердились большим количеством экс-

периментальных работ.

В ходе дальнейших исследований БЛМ А.В. Путвинскому удалось об-

наружить еще одно действие Уф-индуцированного ПОЛ: снижение электри-

ческой прочности мембран, которое приводило к их пробою электрическим

полем. В дальнейшем в серии работ Т.В. Пучковой, О.В. Парнева и А.В.

Путвинского было показано, что потенциал пробоя, который может служить

мерой прочности мембран, снижался Основатель и первый заведующий ка-

федрой медицинской биофизики, академик РАМН Ю.А. Владимиров.при пе-

рекисном окислении липидов. Также было показано, что электрический про-

бой мембран может происходить под воздействием не только внешнего элек-

трического поля, но и под действием трансмембранного потенциала, т. е. в

результате самопробоя под действием электрического поля. И в 1975 г. была

высказана гипотеза, что самопробой мембраны электрическим полем – одна

из причин повреждения мембран в патологии. Одновременно было показано,

что и другие механизмы повреждения мембран, помимо ПОЛ, а именно дей-

ствие фосфолипазы, механического растяжения мембраны или адсорбция на

поверхности мембраны поликатионных белков (протаминов, гистонов) - все

они приводили к снижению электрической прочности мембран и создавали

возможность ее самопробоя собственным электрическим полем.

Изучение механизма повреждения мембран адсорбирующимися на их

поверхности пептидами (Ю.А. Владимиров, Е.А. Корепанова) показало воз-

можность локального и временного нарушения барьерной функции мембран

путем образования в них динамических ион-транспортных структур (ионных

Page 23: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

23

23

каналов) из пептида и липидных компонентов мембраны. Появление «заро-

дышей» каналов в мембране, по-видимому, также способствует самопробою

мембран собственным электрическим потенциалом. Обнаруженный меха-

низм имеет прямое отношение к антибактериальному и токсическому дей-

ствию некоторых поликатионных антибактериальных пептидов.

Заведующая учебной частью ка-

федры, доцент Е.А. Корепанова.

Таким образом, получила дальнейшее развитие гипотеза о четырех ме-

ханизмах повреждения мембран в патологии: в качестве исполнительного

элемента этих четырех механизмов был предложен электрический самопро-

бой мембран, который и рассматривался как основной механизм нарушения

функции мембран в патологии. С другой стороны, в конце 70-х гг. появился

интерес к противоположному эффекту, а именно к упрочению барьерных

функций мембран, которые могут происходить под действием ряда факторов

в первую очередь под действием холестерина. Было показано, в частности,

что холестерин, с одной стороны, тормозит процесс развития ПОЛ, по-

видимому, за счет увеличения микровязкости липидного бислоя, а, с другой

стороны, увеличивает электрическую прочность мембран - не только интакт-

ных, но и поврежденных под действием перекисного окисления. В итоге, бы-

ло сформулировано предположение о том, что биологическая роль холесте-

рина заключается именно в увеличении электрической стабильности мем-

браны. До этого момента процесс накопления холестерина в организме все-

Page 24: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

24

24

гда рассматривался только как негативный, связанный с процессом старения

или развития сердечно-сосудистых заболеваний. Нашли свое клиническое

применение и исследования фотоиндуцированного перекисного окисления

липидов. При лечении псориаза широко используется псорален с последую-

щим облучением кожи ультрафиолетовым светом. Однако А.Я. Потапенко с

сотрудниками показали, что фотовозбужденный псорален окисляет липиды

кожи, вызывая эритему. Применение же антиоксидантов резко снижает этот

эффект и вдвое ускоряет курс лечения.

Доцент кафедры А.И. Деев. Науч-

ный интерес – геронтология.

Интересен цикл работ М.А. Бабижаева, А.И. Деева, В.E. Формазюка и

Ю.А. Владимирова (1985 - 1991 гг.) по механизму возникновения катаракты

глаз и поиска способов торможения развития катаракты. Основываясь на

собственных данных, они предполагают, что при общем радиоактивном об-

лучении организма возникает «окислительный стресс». Продукты окисления

в хрусталике образуют хромофоры, которые поглощают естественный уль-

трафиолетовый свет, проходящий через хрусталик глаза, и генерируют при

этом активные формы кислорода. Последние повреждают мембраны и белки,

вызывая помутнение. Ведется поиск веществ, способных замедлить эти про-

цессы.

Большое внимание в медицине последнего десятилетия уделялось при-

менению лазеров. Несмотря на оптимистические сообщения клиницистов,

ученые испытывали значительный скепсис, поскольку молекулярный меха-

низм действия лазера оставался совершенно неясным. Сравнительно недавно

Page 25: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

25

25

Ю.А. Владимировым, E.А. Горбатенковой и О.А. Азизовой было обнаружено

явление фотореактивации лазером защитного фермента супероксиддисмута-

зы, который может быть ответственным за улучшение заживления ран. Кро-

ме того, Ю.А. Владимиров, Г.И. Клебанов и другие сотрудники показали, что

при действии лазерного облучения на кровь человека увеличивается анти-

окислительная активность плазмы, а также происходит усиление ее иммун-

ной активности.

Параллельно с научной деятельностью шел процесс обучения не толь-

ко студентов МБФ, а в первые годы существования кафедры и студентов ле-

чебного и педиатрического факультетов. Все лекционные курсы (их было 10)

вначале разрабатывались, а затем прочитывались Ю.А. Владимировым. Уже

только после этого чтение лекционных курсов передавалось его ученикам.

В результате этой деятельности Ю.А. Владимировым в соавторстве

были написаны учебник и учебное пособие по биофизике для студентов ме-

дико-биологических и врачебных факультетов. Одновременно шло создание

первых на факультете практикумов: Ю.А. Владимиров, Д.И. Рощупкин.

«Спектральные методы исследований»; Г.E. Добрецов, В.А. Петров. «Моле-

кулярная биофизика», В.Ф. Антонов, Ю.М. Петренко «Биофизика клетки».

Ю.А. Владимиров впервые на факультете опубликовал свои лекции по био-

физике на сайте МГУ им. М.В.Ломоносова в сети Интернет. Студенты имеют

возможность работать в компьютерном классе с выходом в Интернет.

Page 26: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

26

26

Студенты на занятиях в ком-

пьютерном классе.

Наукоемкие технологии в здравоохранении в настоящее время сосре-

доточиваются на диагностических задачах. Клиническая лабораторная диа-

гностика – медицинская специальность, которая на основе исследования

биологических проб предоставляет врачу объективную информацию о состо-

янии пациента. Зачастую, эта информация является решающей при постанов-

ке диагноза, бывает окончательной в онкологической, инфекционной, гема-

тологической и других клиниках, может быть использована для слежения и

коррекции лечения. Клинико-диагностические лаборатории работают на пра-

вах отделений стационаров, экспресс-лаборатории функционируют при отде-

лениях интенсивной терапии, реанимации, искусственной почки, трансплан-

тации органов и тканей. В системе здравоохранения имеются централизован-

ные, специализированные лаборатории, мощные лабораторные отделения

при диагностических центрах.

Врач клинической лабораторной диагностики должен владеть навыка-

ми исследователя, арсеналом современных диагностических методологий,

быть способным работать на биохимических, гематологических, иммуноло-

гических, бактериологических анализаторах, свободно использовать компь-

ютерные технологии и одновременно знать патогенетические закономерно-

сти заболеваний и принципы их диагностики. Эти же требования предъявля-

ются к выпускникам медико-биологического факультетаУниверситета. Неза-

Page 27: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

27

27

висимое развитие лабораторной службы здравоохранения и медико-

биологического факультета не могло продолжаться долго, тем более что

многие выпускники МБФ активно работают в клинико-диагностических ла-

бораториях НИИ и лечебно-профилактических учреждениях системы здра-

воохранения России.

В 2000 г. при кафедре биофизики МБФ был создан курс клинической

лабораторной диагностики, возглавил который выпускник МБФ профессор

В.В. Долгов. Курс функционирует на базе клинико-диагностической лабора-

тории Городской клинической больницы им. С.П. Боткина. На курсе работа-

ли и работают доценты А.П. Ройтман, М.Е. Почтарь, Л.А. Романова, Ракова

Н.Г. Студенты всех отделений медико-биологического факультета имеют

возможность прослушать курс лекций по основным направлениям клиниче-

ской лабораторной диагностики. Для студентов 6-го курса организован спец-

курс – клиническая лабораторная диагностика. На спецкурсах студенты

осваивают диагностические технологии, работают на современных лабора-

торных приборах: биохимических анализаторах, проточных фотометрах, ге-

матологических анализаторах, счетчиках крови, проточном цитофлуоримет-

ре, иммуноферментных анализаторах, системах электрофореза, лазерном

нефелометре, автоматических и полуавтоматических коагулометрах, анали-

заторах изображения, приборах «сухой химии» и другой лабораторной тех-

нике. Они осваивают методы клинической биохимии, гематологии, иммуно-

логии, бактериологии, коагулологии, общеклинических исследований, изу-

чают методологию контроля качества результатов лабораторных анализов.

Фактически студенты приобретают профессию врача клинической лабора-

торной диагностики, что немаловажно для их дальнейшей судьбы. Эта спе-

циальность официально открыта для выпускников медико-биологического

факультета, российское здравоохранение возлагает большие надежды на мо-

лодых образованных специалистов по развитию медицинской лабораторной

диагностики, внедрению новых диагностических методов и технологий в ди-

агностический процесс.

Page 28: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

28

28

Курс, располагаясь на базе современной многопрофильной больницы,

входит в один комплекс с кафедрой клинической лабораторной диагностики

Российской медицинской академии последипломного образования, обеспе-

чивает выполнение студентами дипломных работ по актуальным темам, свя-

занным с использованием биохимических и биофизических исследований

для решения задач клинической лабораторной диагностики. По специально-

сти «Клиническая лабораторная диагностика» выпускники МБФ могут про-

должить обучение в клинической ординатуре и аспирантуре. После заверше-

ния обучения им выдается соответствующий сертификат. При курсе офици-

ально утверждена ординатура по клинической лабораторной диагностике.

Клиническая лабораторная диагностика – научная медицинская специаль-

ность, в Москве работает Диссертационный совет, на котором можно защи-

щать кандидатские и докторские диссертации по специальности - клиниче-

ская лабораторная диагностика. В связи с общей тенденцией к формализации

медицины, с развитием платной медицинской помощи все больше требуется

грамотных специалистов по клинической лабораторной диагностике, пер-

спективы работы по этой специальности самые благоприятные.

Открытие курса по клинической лабораторной диагностике при МБФ,

с одной стороны, веление времени, с другой, - это еще одно свидетельство

того, что стремление к познанию в медицине и в целом в здравоохранении

остается внутренней потребностью и движущей силой медико-

биологического факультета РГМУ.

Современные сферы научных интересов кафедры медицинской биофи-

зики

Поскольку преподавание такой быстро развивающейся дисциплины,

как медицинская биофизика, невозможно без постоянного профессионально-

го самосовершенствования преподавателей, все преподаватели кафедры ме-

дицинской биофизики МБФ продолжают заниматься научной работой. Ко-

Page 29: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

29

29

нечно, недостаток материального обеспечения научного процесса наклады-

вает на эту работу определенные ограничения, но, тем не менее, интерес к

науке не угас. На кафедре постоянно защищаются кандидатские и доктор-

ские диссертации аспирантов, докторантов и соискателей.

Аспирантка Т. Жидкова из-

меряет дыхание митохон-

дрий.

Идет защита кандидатской

диссертации.

Заведующий кафедрой медицинской биофизики, профессор А.Н. Оси-

пов – один из ведущих специалистов в области исследования роли свободно-

радикальных процессов в жизни клеток. Поэтому одно из основных направ-

лений работы кафедры – выяснение роли свободных радикалов, генерируе-

мых в клетках в норме и при различных заболеваниях. Например, относи-

тельно недавно удалось показать, что гем, компонент гемоглобина и многих

Page 30: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

30

30

ферментов, в определенных условиях может стать источником этих радика-

лов.

Работа в лаборатории. Стар-

ший преподаватель Т.В.

Мачнева и аспирант Е.А. Бу-

равлев.

Одним из традиционных направлений научной работы являются фото-

биология и фотомедицина, т.е. исследования механизмов биологического и

терапевтического (лечебного) действия света на живые организмы.

Экспериментальная устновка

для изучения действия лазер-

ного излучения.

В настоящее время эти направления представлены исследованиями по

изучению молекулярно-клеточных механизмов действия лазерного излуче-

ния и по выявлению причин появления лечебной активности после облуче-

ния ультрафиолетовым светом. Как ни странно, эти, казалось бы, далекие

друг от друга, тематики оказались достаточно близкими – похоже, что и дей-

Page 31: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

31

31

ствие лазерного излучения, и появление терапевтической активности у крови

после ультрафиолетового облучения связаны с явлением так называемого

апоптоза – «запрограмированной» гибели клеток, определяемой включением

определенных частей клеточного генома.

Еще одно традиционное направление работ на кафедре медицинской

биофизики – биофизика клеточных мембран. Искусственная липидная мем-

брана, с помощью которой моделируют мембраны клеток, в норме никаких

ионов не пропускает. Клеточные же мембраны отличаются наличием селек-

тивной (т.е. избирательной) ионной проницаемости, которая является след-

ствием присутствия встроенных в эти мембраны специальных белков-

переносчиков ионов, и белков-ионных каналов. Но подобные ионные каналы

можно получить и в искусственных липидных мембранах при определенных

условиях, например, встраивая в липидный мембранный бислой некоторые

лекарства. Такой подход позволяет, с одной стороны, исследовать свойства

ионных каналов как таковых, а с другой – понять, каков механизм действия

на клетки лекарственных соединений. Этим сейчас и занимаются в группе,

руководимой доцентом кафедры медицинской биофизики Е.А. Корепановой.

В последнее время на кафедре появились и прикладные исследователь-

ские работы. Например, профессор Д.И. Рощупкин, ранее внесший очень

значительный вклад в развитие фотобиологического направления исследова-

ний, сейчас активно занимается разработкой противотромбоцитарных препа-

ратов, которые, в случае успеха проводимых исследований, позволят в какой-

то степени предупредить или отсрочить развитие таких тяжелых патологий,

как инсульты и инфаркты. Другой пример прикладных работ – исследования

доцента А.И. Деева, который занимается разработкой способов объективной

оценки реального, «биологического», возраста людей. Если такие методики

появятся, можно будет, например, совершенно точно сказать, насколько

«омолаживает» вас применяемая косметика.

Page 32: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

32

32

Рынки труда для врача-биофизика в современных условиях

Все мы в настоящее время вместе со страной переживаем не очень про-

стое время. Не все идет так, как хотелось бы, и как было бы разумным, но та-

ково время, и, видимо, нужно жить по его законам. Эти законы справедливы

и для выпускников кафедры медицинской биофизики – рано или поздно, но

им приходится задумываться над тем, чем они далее будут заниматься в жиз-

ни, чему конкретно еѐ посвятят. Естественно, каждый из них при выборе

ориентируется на собственную шкалу житейских ценностей. Но всем хочет-

ся, чтобы работа была интересной, полезной и, кроме того, приносила до-

стойный материальный доход.

Изначально Медико-биологический факультет задумывался как школа

для подготовки высококвалифицированных ученых-исследователей медико-

биологического профиля. На это и было направлено всѐ обучение, прежде

всего, студенты должны были привыкнуть думать как ученые – т.е. уметь

анализировать полученные данные, выделять причинно-следственные связи,

улавливать существующие закономерности. В какой-то степени данный под-

ход сохранен на факультете и сейчас. Это закрепляется в процессе выполне-

ния студентами дипломных работ.

Защиты дипломных работ на

кафедре общей и медицин-

ской биофизики МБФ.

Нужно заметить, что такой стиль мышления чрезвычайно эффективен

не только в науке. Он полезен и в обычной жизни. К несчастью, потребность

Page 33: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

33

33

в квалифицированных исследователях в России в настоящее время не так ве-

лика, как хотелось бы. Да и уровень материального обеспечения в науке да-

лѐк от идеала. Тем не менее, некоторая часть выпускников Медико-

биологического факультета РГМУ (МБФ) становится профессиональными

исследователями. Это первый из возможных путей для выпускника МБФ.

Правда, выбор такого пути требует от выпускника не только редкого сочета-

ния личностных качеств, но и определенного самопожертвования, аскетизма.

Нужно прямо сказать, встречается такой набор нечасто, поэтому и доля вы-

пускников МБФ, выбирающих этот путь, невелика. В качестве платы вы-

бравший науку выпускник получает возможность испытать ни с чем несрав-

нимый восторг познания нового, того, чего еще никто не знает, возможность

общения с коллегами определенного интеллектуального и культурного уров-

ня, да и многое другое, не описываемое количеством денежных знаков.

Мы уже отмечали, что умение мыслить аналитически и знание физиче-

ских основ функционирования живых организмов нужны не только в чистой

науке. Хотелось бы, чтобы этими качествами обладали и обычные практику-

ющие врачи, но у них иные цели и задачи. В то же время, в некоторых обла-

стях современной медицины без данных качеств обойтись уже просто невоз-

можно. Как результат, значительная часть выпускников отделения медицин-

ской биофизики уходит по окончании МБФ в практическую медицину. Это

второй из возможных путей трудоустройства. Большая часть выпускников,

выбравших этот путь, естественно, занимается различными методами ин-

струментальной и лабораторной диагностики. Некоторые из них работают в

государственных диагностических центрах, другие – в коммерческих. Но от-

зывы работодателей, как правило, весьма положительны, а иногда – и просто

восторженны. Это и неудивительно – эти работодатели, в массе своей – быв-

шие или действующие клиницисты, и то, что для выпускника МБФ кажется

само собой разумеющимся, для них – нередко настоящее откровение. По-

скольку в последнее время количество клинико-диагностических центров в

России начало расти, этот рынок труда для выпускников МБФ весьма обши-

Page 34: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

34

34

рен, и ежегодно забирает значительную часть выпуска кафедры медицинской

биофизики.

Как уже отмечалось в предыдущем абзаце, хотелось бы, чтобы анали-

тическим мышлением и способностью разбираться в физических основах

жизни обладали и практикующие врачи. Для этого во время обучения они

должны получать весьма фундаментальную естественнонаучную подготовку,

причем не только по биологии или физиологии. Вместе с тем, если в лучших

медицинских учебных учреждениях Москвы и Санкт-Петербурга уровень

естественнонаучной подготовки врачей еще удовлетворителен, это не всегда

справедливо в отношении выпускников периферийных медицинских вузов. В

значительной мере такая ситуация складывается из-за того, что уже давно

даже во многих крупных городах не хватает достаточно квалифицированных

преподавателей высшей школы. Вместе с тем, как раз у выпускника МБФ

уровень квалификации вполне достаточен для преподавания в медицинских

вузах основных естественнонаучных дисциплин. Это третий вариант тру-

доустройства.

Наконец, четвертый вариант трудоустройства – различные коммерче-

ские организации медицинской ориентации. И здесь выпускники МБФ, бла-

годаря способности выявлять причинно-следственные связи и умению мыс-

лить аналитически, нередко оказываются очень успешны и эффективны.

Пример – уже упоминавшаяся выше, вполне успешная компания «Агат-

Мед», генеральным директором которой является как раз выпускник МБФ.

Page 35: МЕДИКО БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТrsmu.ru › fileadmin › rsmu › img › mbf › Dlja_abit.med._biof..pdf · Оказалось, что и сами живые

35

35

Дорогие абитуриенты!

Мы ждем вас на кафедре общей и медицинской биофизики медико- био-

логического факультета РНИМУ им. Н. И. Пирогова