КАФЕДРА БИОФИЗИКИ С КУРСОМ КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ

1966 г. – год рождения кафедры. Именно тогда ректор 2-го Медицинского института им. Н.И. Пирогова Ю.М. Лопухин и декан медико-биологического факультета Г.И. Сидоренко пригласили 33-летнего Юрия Андреевича Владимирова возглавить кафедру биофизики.Ю.А.Андреев

Ю.А. Владимиров окончил кафедру биохимии (зав. кафедрой - академик С.Е. Северин) биолого-почвенного факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, учился в аспирантуре кафедры биофизики МГУ (зав. кафедрой - Б.Н. Тарусов), работал старшим научным сотрудником МГУ, заведовал лабораторией фотобиологии Института Биологической физики АН СССР.

Ю.А. Владимиров, используя ранее накопленный научный опыт, предложил сотрудникам кафедры в качестве основной научной проблемы изучение биологических мембран в норме и при патологии с использованием методов фото- и хемилюминесценции. Первыми научными направлениями кафедры были: 1) хемилюминесценция, сопровождающая перекисное окисление липидов (ПОЛ) биосистем животных и человека; 2) механизм цепных реакций ПОЛ; 3) физико-химические свойства биологических мембран, связанные с перекисным окислением липидов, и нарушение этих свойств мембран при патологии; 4) фотобиологическое действие 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, по единодушному мнению всех сотрудников, был, есть и остается общепризнанным лидером. В дальнейшем каждое научное направление возглавил один из многочисленных учеников Ю.А. Владимирова, которые составляют его научную школу. Несмотря на то, что биофизика мембран была еще только зарождающейся областью знания, медико-биологический факультет (декан - П.В.Сергеев) с участием кафедры биофизики провел в 1972 г. в г. Пущино 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).

На кафедре к 1980 г. был окончательно разработан и применен метод флуоресцентных зондов – наиболее чувствительный метод для изучения небольших 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, сотрудникам Ю.А. Владимирова (Г.Е. Добрецов и др.) 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 полей 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.

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” заметное перекисное окисление 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.ОсиповА.Н. Осипов, О.А. Азизова).

В 80-х гг. Ю.А. Владимиров, Ю.М. Петренко и др. при изучении механизма осмогемолиза эритроцитов показали, что механические свойства мембран эритроцитов играют определенную роль в их осмоустойчивости. Тогда же было выяснено, что примембранный гемоглобин эритроцитов во многом определяет механические свойства цитоплазматических мембран. Кроме того, теоретически обосновано влияние давления окружающей среды на механиче- ские свойства эритроцитарной мембраны.

С момента прихода на кафедру (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. Это означало, что все тирозилы в молекуле гистона тесно сближены. На основании этого, а также данных вискозиметрии, ЯМР-спектроскопии и теоретических исследований Г.Е. Добрецовым совместно с В.А. Петровым и Т.А. Борщевской впервые в 1970 – 1973 гг. была предложена модель глобулярного гистона. Впоследствии с 1976 г. такая модель гистона стала общепризнанной.

В 1972 г. при Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ, директор - Э.М.Коган) 2-го Медицинского института создается отдел биофизики (заведующий Ю.А. Владимиров), перед сотрудниками которого была поставлена задача – выяснить роль нарушения функции биомембран в развитии патологического процесса (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 2-го Медицинского института Ю.М. Лопухин – 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 флуоресцентного зонда удалось обнаружить, что при отсутствии кислорода исчезает трансмембранный потенциал, удерживающий ионы кальция внутри митохондрий. Кальций начинает вытекать в цитоплазму, активируя фосфолипазу наружной мембраны митохондрий, которая разрушает липид. В результате происходит нарушение барьерной функции митохондрий, что является, по-видимому, одной из главных причин гибели клеток при гипоксии. Второй процесс, приводящий к нарушению барьерной функции мембран, как выяснилось, это перекисное окисление липидов. В работах 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.

Обобщая данные, полученные на кафедре биофизики к 1973 г., Ю.А. Владимиров сформулировал гипотезу, согласно которой существуют всего четыре основных фундаментальных механизма нарушения барьерных функций мембран в патологии: 1) перекисное окисление липидов, 2) активация мембранных фосфолипаз, 3) механическое (осмотическое) растяжение мембран; 4) адсорбция на поверхности мембран поликатионов, в частности чужеродных белков. Эти четыре механизма в дальнейшем подтвердились большим количеством опытных данных.

В ходе исследований БЛМ А.В. Путвинскому удалось обнаружить еще одно действие Уф-индуцированного ПОЛ: снижение электрической 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 при перекисном окислении липидов. Также было показано, что электрический пробой мембран может происходить под воздействием не только внешнего электрического 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 действие 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 возможность локального и временного нарушения барьерной функции мембран путем образования в них динамических ион-транспортных структур (ионных каналов) из пептида и липидных компонентов мембраны. Появление “зародышей” каналов в мембране, по-видимому, также способствует самопробою мембран собственным электрическим потенциалом. Обнаруженный механизм имеет прямое отношение к антибактериальному и токсическому действию некоторых поликатионных антибактериальных пептидов. Таким образом, получила дальнейшее развитие гипотеза Ю.А. Владимирова о четырех механизмах повреждения мембран в патологии: в качестве исполнительного элемента этих четырех механизмов был предложен электрический самопробой мембран, который и рассматривался как основной механизм нарушения функции мембран в патологии.

С другой стороны, в конце 70-х гг. в научном коллективе Ю.А. Владимирова 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 слоя, а, с другой стороны, увеличивает электрическую прочность мембран - не только интактных, но и поврежденных под действием перекисного окисления. И было сформулировано предположение о том, что биологическая роль холестерина заключается именно в увеличении электрической стабильности мембраны. До этого момента процесс накопления холестерина в организме всегда 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 последующим 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.

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 облучении организма возникает “окислительный стресс”. Продукты окисления в хрусталике образуют хромофоры, которые поглощают естественный ультрафиолетовый 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 процессы.

Большой бум в медицине последнего десятилетия вызван применением лазеров для лечения внутренних болезней и ран. Несмотря на оптимистические сообщения клиницистов, ученые испытывали значительный скепсис, поскольку молекулярный механизм действия лазера оставался совершенно неясным. Сравнительно недавно Ю.А. Владимировым, E.А. Горбатенковой и О.А. Азизовой было обнаружено явление фотореактивации лазером защитного фермента супероксиддисмутазы, который может быть ответственным за улучшение заживления ран. Кроме того, Ю.А. Владимиров, Г.И. Клебанов и другие сотрудники показали, что при действии лазерного облучения на кровь человека увеличивается антиокислительная активность плазмы, а также происходит усиление ее иммунной активности.

Параллельно с научной деятельностью шел процесс обучения не только студентов МБФ, а в первые годы существования кафедры и студентов лечебного 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 медико-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. “Молекулярная биофизика”, В.Ф. Антонов, Ю.М. Петренко. “Биофизика клетки”.

Ю.А. Владимиров впервые на факультете опубликовал свои лекции по биофизике на сайте МГУ им. М.В.Ломоносова в сети Интернет.

Ю.А. Владимиров сыграл огромную роль в организации и развитии медико-биологического факультета, в частности в создании единой научной программы факультета “Биологические мембраны в норме и патологии”, во внедрении университетского принципа обучения студентов.

В 1985 г. на кафедре биофизики МБФ был организован курс инструментальных методов диагностики (заведующим курсом стал профессор О.Ю. Атьков), который затем был реорганизован в кафедру. На этой кафедре наши студенты-биофизики успешно осваивают новую для факультета специализацию: ультразвуковая диагностика. В настоящее время выпускники этой кафедры работают в практическом здравоохранении и хорошо там себя зарекомендовали.

В 1999 г. на кафедре биофизики был организован курс клинической лабораторной диагностики под руководством профессора В.В. Долгова, который работает на базе Городской клинической больницы им. С.П. Боткина. Студенты МБФ с большим удовольствием занимаются на этом курсе, выполняют дипломные работы, кроме того уже 7 выпускников МБФ обучаются в ординатуре.

Сотрудник нашей кафедры В.А. Петров работал заместителем декана и деканом МБФ с 1979 по 1990 гг., Ю.А. Владими- ров, Д.И. Рощупкин, Г.И. Клебанов, А.Н. Осипов, В.А. Петров, А.И. Деев, Е.А. Корепанова – члены советов и редколлегий центральных научных журналов.

Многие наши преподаватели - выпускники МБФ:

В.А. Петров, А.И. Деев, А.Н. Осипов, А.К. Аносов, Ю.А. Гры-зунов, Е.А. Корепанова, А.В. Путвинский, М.В. Крейнина, О.Б. Любицкий, А.Ю. Соколов.

КУРС КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ КАФЕДРЫ БИОФИЗИКИ

В.В.ДолговНаукоемкие технологии в здравоохранении сосредоточиваются на диагностических задачах. Клиническая лабораторная диагностика – медицинская специальность, которая на основе исследования биопроб предоставляет врачу объективную информацию о состоянии пациента. Зачастую эта информация является решающей при постановке диагноза, бывает окончательной в онкологической, инфекционной, гематологической и других клиниках, может быть использована для слежения и коррекции лечения. Клинико-диагностические лаборатории работают на правах отделений стационаров, экспресс-лаборатории функционируют при отделениях интенсивной терапии, реанимации, искусственной почки, трансплантации органов и тканей. В системе здравоохранения имеются централизованные, специализированные лаборатории, мощные лабораторные отделения при диагностических центрах.

Врач клинической лабораторной диагностики должен владеть навыками исследователя, арсеналом современных диагностических методологий, быть способным работать на биохимических, гематологических, иммунологических, бактериологических анализаторах, свободно использовать компьютерные технологии и одновременно знать патогенетические закономерности заболеваний и принципы их диагностики. Эти же требования предъявляются к выпускникам медико-биологического факультета РГМУ. Независимое развитие лабораторной службы здравоохранения и медико-биологического факультета не могло продолжаться долго, тем более что многие выпускники МБФ активно работают в клинико-диагностических лабораториях НИИ и лечебно-профилактических учреждениях системы здравоохранения России.

Преподаватели курса КЛД.В 2000 г. по инициативе академиков РАМН П.В.Сергеева и Ю.А. Владимирова, профессора В.А. Петрова, при поддержке декана МБФ профессора Ю.В. Балякина и ректора РГМУ академика РАМН В.Н. Ярыгина при кафедре биофизики МБФ был создан курс клинической лабораторной диагностики, возглавил который выпускник МБФ профессор В.В. Долгов. Курс функционирует на базе клинико-диагностической лаборатории Городской клинической больницы им. С.П. Боткина. На курсе работают доценты А.П. Ройтман, М.Е. Почтарь, Л.А. Романова. Студенты на 5-м курсе (10-й семестр) слушают курс лекций по основным направлениям клинической лабораторной диагностики. Для студентов 6-го курса организованы два спецкурса – клиническая лабораторная диагностика и клиническая биофизика. На спецкурсах студенты осваивают диагностические технологии, работают на современных лабораторных приборах: биохимических анализаторах, проточных фотометрах, гематологических анализаторах, счетчиках крови, проточном цитофлуориметре, иммуноферментных анализаторах, системах электрофореза, лазерном нефелометре, автоматических и полуавтоматических коагулометрах, анализаторах изображения, приборах “сухой химии” и другой лабораторной технике. Они осваивают методы клинической биохимии, гематологии, иммунологии, бактериологии, коагулологии, общеклинических исследований, изучают методологию контроля качества результатов лабораторных анализов. Фактически студенты приобретают профессию врача клинической лабораторной диагностики, что немаловажно для их дальнейшей судьбы. Эта специальность официально открыта для выпускников медико-биологического факультета, российское здравоохранение возлагает большие надежды на молодых образованных специалистов по развитию медицинской лабораторной диагностики, внедрению новых диагностических методов и технологий в диагностический процесс.

Курс, располагаясь на базе современной многопрофильной больницы, комплексируясь с кафедрой клинической лабораторной диагностики Российской медицинской академии последипломного образования, обеспечивает выполнение студентами дипломных работ по актуальным темам, связанным с использованием биохимических и биофизических исследований для решения задач клинической лабораторной диагностики. По специальности “Клиниче-ская лабораторная диагностика” выпускники МБФ могут продолжить обучение в клинической ординатуре и аспирантуре. После завершения обучения им выдается соответствующий сертификат. При курсе официально утверждена ординатура по клинической лабораторной диагностике. Клиническая лабораторная диагностика – научная медицинская специальность, в Москве работает Диссертационный совет, на котором можно защищать кандидатские и докторские диссертации по специальности 14.00.46 - клиническая лабораторная диагностика. В связи с общей тенденцией к формализации медицины, с развитием платной медицинской помощи все больше требуется грамотных специалистов по клинической лабораторной диагностике, перспективы 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.

<Назад> <Далее>

Дата обновления страницы 13.01.2004