А.Б.Рубин, О.Р.Кольс, Т.Е.Кренделева и др.
Направление «медицинская биофизика» ориентированно на использовании в медицине результатов фундаментальных исследований в области мембранных процессов, фотобиологии, биофизики клетки. Эти результаты медицина использует для познания на молекулярном уровне механизмов возникновения заболеваний, для ранней диагностики, для выработки способов воздействия на патологические процессы.
Важным направлением исследований в области биофизики клетки, имеющим прикладное медицинское значение, являются исследование функциональных свойств эритроцитов и связи изменения формы и объема клетки, а также вязкости и проницаемости клеточной мембраны, с конформацией гемопорфирина гемоглобина и эффективностью переноса кислорода. Выявлены изменения вязкости и проницаемости плазматической мембраны эритроцита и сродства гемоглобина к О2 и NO у больных артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца. Установлено, что при этих болезнях наблюдаются увеличение вязкости липидов различных областей плазматической мембраны, более высокие скорости Na+ /H+ - обмена, активность Са2+ - зависимых К+ - каналов и низкая активность Са2+ - АТФазы. Предполагается, что выявленные изменения вязкости и проницаемости плазматической мембраны снижают эффективность переноса кислорода гемоглобином при артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца. Установлен характер изменения вязкости плазматической мембраны эритроцита и сродства гемоглобина к О2 и NO у здоровых доноров, проживающих в условиях высокогорья. Вероятно, изменения в содержании комплексов гемоглобин — лиганд и гемоглобин — NO у доноров, проживающих в условиях высокогорья, повышают эффективность переноса кислорода гемоглобином.
Исследовано воздействия факторов космического полета (α- частицы и дейтроны, магнитное поле, оптическое, лазерное излучение) на функционирование нервной клетки и эритроцитов. Впервые обнаружены особенности связывания кислорода в эритроцитах человека в ходе космического полета. Выявлено увеличение вязкости и отношения содержания холестерина к содержанию фосфолипидов, а также увеличение специфической проницаемости плазматической мембраны для ионов Na+ и H+ и изменения конформации гемопорфирина гемоглобина. Установлено, что после космического полета обратимо снижается содержание гемоглобина и его комплексов. В ходе космического полета снижение числа дискоцитов осуществляется за счет увеличения числа трансформированных эритроцитов (книзоцитов и овалоцитов). По-видимому, в условиях космического полета связывание кислорода и содержание комплексов гемоглобина зависит от формы клетки, вязкости и проницаемости плазматической мембраны.
Методы адресной доставки лекарств и генетического материала в клетки
Эти исследования находятся на стыке биофизики, молекулярной биологии, биоинженерии, нанобиолотехнологии, фармакологии и онкологии. Одним из методов является опосредованный мембранными рецепторами эндоцитоз (см. иллюстрацию на последней странице обложки) — процесс избирательного концентрирования и поглощения клеткой веществ, для которых на плазмалемме существуют специфичные интернализуемые рецепторы.
Большое место в этих работах занимает проблема внутриклеточной доставки противораковых лекарств. ............
