НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИЙ ЦЕНТР "ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТА МЕДИЦИНИ"

 

Kafedra biofisiki LOGOКафедру біофізики створено в 1963 році при безпосередній участі професора Павла Дмитровича Харченка (1910–1973), який на той час був Павло Дмитрович Харченкодеканом біологічного факультету. Він став і першим її завідувачем (1963 р.). Основними напрямками його наукових досліджень була фізіологія вищої нервової діяльності, зокрема роль різних аналізаторних систем в утворенні запізнілих умовних рефлексів, а також фізіологія серцево-судинної системи. У зв’язку з переходом проф. П.Д. Харченка в 1964 році на посаду завідувача кафедри фізіології людини і тварин, кафедру очолив професор Дмитро Михайлович Гродзинський (1929-2016), відомий своїми дослідженнями в галузі радіобіології, радіоекології, і зокрема механізмів дії малих доз іонізуючих випромінювань. Він був обраний академіком АН УРСР по спеціальності «радіобіологія» у 1990 р.

В цьому ж, 1964 році, було проведено перший набір студентів на спеціальність “біофізика”. Викладачами кафедри на той час були в.о. доц. К.І. Несен  та  ас. В.Л. Зима. Д.М. Гродзинський розробив програму і почав читати курс біофізики (розділи біологічної термодинаміки і фотосинтез). Він сформував і першу наукову тематику. При кафедрі було організовано лабораторію, співробітником у якій працювала В.Ю. Соколова.

Дмитро Михайлович ГродзинськийВ кінці 1964 року кафедру очолив професор Петро Григорович Богач (1918 – 1981). Він розробив нову програму і курс лекцій з біофізики, який читав протягом десяти років. П.Г. Богач  завідував кафедрою з 1964 по 1973 рік, а науковим керівником залишався і в наступні роки. Під керівництвом П.Г. Богача було створено матеріальну базу кафедри для виконання навчальної і наукової роботи, розроблено ряд базових спецкурсів, спецпрактикумів та загальний практикум з біофізики. П.Г. Богач створив наукову школу біофізичних кадрів, підготував багато докторів і кандидатів наук. У 1965 році організував на базі Інституту фізіології університету науковий відділ біофізики, який став невід’ємною складовою частиною кафедри, її навчальною і науковою базою на багато років.Петро Григорович Богач

З метою поглибленого вивчення механізмів моторної функції травного тракту та електрогенезу в клітинах гладеньких м’язів П.Г. Богач започаткував на базі кафедри і відділу біофізики новий напрямок фундаментальних досліджень, пов’язаний з вивченням клітинних, трансмембранних і молекулярних механізмів м’язового скорочення. До цієї роботи він залучив спеціалістів різного профілю, серед яких були фізик В.Л. Зима, радіофізик В.І. Мірутенко, хімік М.С. Мірошниченко, біохіміки В.Ю. Соколова і В.М. Данилова, біофізики В.К. Рибальченко, Т.Л. Давидовська, А.М. Шаховський , фізіологи Г.М. Чайченко і Л.В. Решодько, В.В. Кальниш.

Таким багатопрофільним складом науковців було забезпечено успішне проведення комплексних досліджень біофізичних і біохімічних властивостей скоротливих білків  м’язів, зв’язку біоелектричних явищ на мембрані з функцією скоротливого апарату скелетних і гладеньких м’язів та  математичне моделювання цих процесів. Разом зі своїми учнями П.Г. Богач відкрив два типи електричної активності гладеньких м’язів шлунка у різних тварин, було встановлено роль іонів магнію в процесах скорочення-розслаблення і регуляції іонної проникності мембрани гладеньких м’язів, а також взаємодію іонів кальцію і магнію в цих процесах. Викладачами і співробітниками вперше було одержано чистий міозин гладеньких м’язів, встановлено спектральні і біофізичні властивості актоміозину і міозину гладеньких м’язів, а також конформаційні зміни міозину при різних умовах, що має значення для розуміння механізмів м’язового скорочення.

Поступово поліпшувалася матеріально-технічна база, збільшувався колектив викладачів, а також і перелік спецкурсів і спецпрактикумів, підвищувався рівень фахової підготовки майбутніх спеціалістів-біофізиків.

Після закінчення Московського державного університету з фаху “біофізика” в 1966 році викладачами кафедри біофізики Київського університету стали працювати М.О. Кочур і В.К. Рибальченко. На кафедру прийшли також Л.В. Решодько, Г.М. Чайченко, В.І. Мірутенко, М.Д. Зозуля. На посаді інженера працював В.В. Кальниш. Викладачами кафедри були розроблені програми двох нормативних курсів “Біофізика” (П.Г. Богач, В.Л. Зима) і “Математичні методи в біології та програмування на ЕОМ” (Л.В. Решодько, М.Д. Зозуля) та ряду спецкурсів: ”Радіоелектроніка” (В.Л. Зима), “Молекулярна фотобіологія” (В.Л. Зима), “Біофізика м’язового скорочення” (Г.М. Чайченко, В.Л. Зима), “Біофізика органів відчуття” (В.Л. Зима), “Радіобіологія” (В.І. Мірутенко), “Біофізика нуклеїнових кислот” (М.С. Мірошниченко), “Біофізика мембранної проникності” (В.К. Рибальченко), “Структура і функції мембран” (В.К. Рибальченко), “Біокібернетика” (Л.В. Решодько). В цей період були підготовлені спецпрактикуми “Радіоелектроніка”, “Спектральні методи дослідження”, “Математичне моделювання біологічних систем”. З  І966 року   для читання спецкурсів запрошуються провідні наукові співробітники НАН України: доктор біологічних наук І.С. Магура (“Біофізика нервової клітини”), доктор хімічних наук С.Б. Серебряний (“Фізика і хімія білків”), кандидати фізико-математичних наук  Ю.Г. Антомонов ("Математичне моделювання біологічних  систем”) і В.І. Данілов (“Біофізика мутагенеза”).

В 1970 році захистив кандидатську дисертацію В.К. Рибальченко. Він провів дослідження участі іонів кальцію в трансмембранних електричних процесах клітин гладеньких м’язів і довів, що іони кальцію регулюють провідність мембрани гладеньком’язових клітин для позаклітинних іонів натрію і кальцію і не впливають на вихід цих іонів з клітини. Підвищення концентрації іонів в розчині приводить до гіперполяризації мембрани.

В 1978 році після захисту кандидатської дисертації асистентом, а через деякий час і доцентом кафедри стала Т.Л. Давидовська. Їй було доручено читати спецкурси: “Електробіофізика” і “Біофізика сенсорних систем”. Науковий здобуток Т.Л. Давидовської був пов’язаний з виявленням впливу постійного магнітного поля на електрофізіологічні властивості гладеньких і скелетних м’язів та їх нервово-м’язові з’єднання.

Л.В. Решодько в ці роки активно співпрацював з В.В. Кальнишем з питань моделювання скоротливої активності гладеньких м’язів. В.І. Мірутенко в співавторстві з М.Є. Кучеренком видав навчальний  посібник “Основи молекулярної радіобіології” (1977). В 1979 році була опублікована монографія П.Г. Богач і Л.В. Решодько “Алгоритмические и автоматные модели деятельности гладких мышц”.

Валентин Леонідович ЗимаВ 1973 році в зв’язку з переходом професора П.Г. Богача на кафедру фізіології людини і тварин кафедру біофізики очолив його вихованець Валентин Леонідович Зима, який в 1982 році  захистив докторську дисертацію, в 1985 році одержав звання професора, а в 1992 році - академіка Академії наук вищої школи України. З 1979 року він став і науковим керівником колективу кафедри.

В 70-х роках на кафедрі працювали член-кореспондент АН УРСР П.Г. Богач, доц. В.Л. Зима, доц. В.І. Мирутенко, доц. В.К. Рибальченко, доц. Л.В. Решодько, ст. викл. М.В. Зозуля, ст. викл. М.С. Мірошниченко, ст. викл. М.О. Кочур, ас. А.М. Шаховський. Було розроблено п’ять нових спецкурсів, які відображають фундаментальні молекулярні механізми важливих життєвих процесів, а саме: “Молекулярна фотобіологія” (В.Л. Зима), “Біофізика нуклеїнових кислот” (М.С. Мірошниченко), “Структура і функції  білків” (Мірошниченко М.С.), “Біофізика фотосинтезу” (С.М. Кочур), “Біофізика м’язового скорочення” (В.Л. Зима), “Електронна мікроскопія” (М.О. Кочур).

Наукова тематика колективу в цей період включала вивчення молекулярних механізмів роботи скоротливого апарату гладеньких і скелетних м’язів, електричних процесів на мембранах гладеньком’язових клітин, моделювання скоротливих процесів скорочення-розслаблення гладеньких м’язів. Основна частина науково-дослідних робіт присвячена дослідженню структурно-функціональних властивостей скоротливих білків і молекулярних механізмів функціонування м’язових систем (В.Л. Зима, Мірошниченко М.С. В.М. Данилова, А.М. Філенко, В.М. Дубонос). Для цього викладачі кафедри разом з науковими співробітниками відділу біофізики Інституту фізіології Київського університету розробили нові методи і сконструювали ряд приладів, за допомогою яких проводилися наукові дослідження, а студенти і аспіранти кафедри біофізики виконували дипломні роботи і кандидатські дисертації. Були розроблені двохвильовий флуоресцентний метод вивчення конформаційних змін в білкових молекулах (В.Л. Зима, А.М. Філенко), спектрофлуориметрична установка для дослідження УФ-спектрів флуоресценції білків та флуоресцентних зондів (В.Л. Зима, В.М. Дубонос, С.М. Храпунов), інфрачервона спектрофотометрія білків (М.С. Мірошниченко, Д.С. Янковський), мікроспектрофлуориметрична установка для вимірювання клітинних кальцієвих сигналів (В.Л. Зима, О.М. Дячок). В міозині були виявлені конформаційні переходи, які добре корелювали зі зміною його АТФазної активності. Спектроскопічні дослідження міозину дозволили запропонувати доменну будову голівки міозину ( В.Л. Зима, А.М. Філенко), яка дозволяє пояснити її конформаційну перебудову при гідролізі АТФ і генерації механічної сили при взаємодії міозину з актином. Запропонована гіпотеза скорочення скелетного м’язу (М.С. Мірошниченко, М.Ф. Шуба), за рахунок гвинтоподібного укручування міозинових філаментів в трубкоподібні структури утворені актиновими філаментами. Пояснена функціональна роль двох голівок у молекули міозину.

Важливе значення для розуміння механізму скорочення і розслаблення гладенького м’язу мають дослідження електричної і механічної активності гладеньких м’язів (М.Ю. Клевець, В.К. Рибальченко, З.Д. Скрипнюк, Ф.В. Бурдига). Виявлений тісний зв’язок між трансмембранними електричними процесами і скоротливим апаратом гладеньких м’язів та значна роль позаклітинних іонів кальцію в цьому зв’язку. Важливі дані були отримані при дослідженні впливу магнітного і НВЧ-поля (довжина хвилі 12,6 см) на електричні параметри нервових і м’язових клітин (В.І. Мірутенко, Т.Л. Давидовська). Розроблений клас дискретних математичних (автоматних) моделей гладеньком’язової тканини, які дозволяють вивчати механізми інтегрування локальних актів збудження клітин за допомогою ЕОМ (Л.В. Решодько). На імітаційних моделях проведена оцінка функціональної ролі просторової і часової організації міжклітинних взаємодій у виникненні автохвильових явищ в гладеньких м’язах.

На кафедрі проводилися  також і госпдоговірні роботи (технічний зір, нейросітка, штучний м’яз) з метою розробки універсальних систем управління біотехнічними комплексами (А.Д. Рябінін, Л.Й. Вайнерман, Р.В. Ляховецький). Для науково-дослідної роботи було придбане таке обладнання: спектрометри СФ–4А, СФ–16, інфрачервоний спектрометр UR-20, осцилографи шлейфні, електростимулятор ЕСУ-2, обчислювальні машини МН–7, “Мир–1”, “Промінь”, електронний  мікроскоп ЭМВ–100Л, ультрамікротом УМТП–3 і інші.

В 1982 році В.Л. Зима захистив докторську дисертацію “Спектральные и структурно–функциональные свойства фибриллообразующих белков”, в якій наведено результати детального дослідження міозину і фібриногену за допомогою спектральних методів, встановлено ряд важливих особливостей їх структурної організації, які  визначають функціональну поведінку цих молекул. Проведені дослідження показали, що зворотні конформаційні перебудови в міозині при зміні температури відбуваються в глобулярних голівках міозину. Така перебудова при гідролізі АТФ приводить до появи інтермедіатних форм міозину, які забезпечують перетворення хімічної енергії в механічну роботу по зміщенню протофібрил. Міозинові молекули гладеньких і скелетних м’язів при великій подібності геометричних форм і розмірів мають відмінності в структурній організації. Зворотні конформаційні переходи в фібриногені при фізіологічно помірних температурах і рН середовища, які добре корелюють з зміною його полімеризаційних властивостей, відбуваються за рахунок структурних змін в глобулярних доменах цього білку. Високотемпературні денатураційні конформаційні зміни в міозині і фібриногені обумовлені плавленням  суперспіральних структур. На основі одержаних даних зроблено обґрунтування важливого положення про те, що динамічність таких складних макромолекул як міозин і фібриноген та їх функція в м’язовому скороченні і зсіданні крові визначаються наявністю лабільних глобулярних доменів, в яких відбуваються функціонально важливі зворотні конформаційні перебудови.

В 1982 році на кафедру прийшов після закінчення аспірантури на посаду асистента В.В. Ганчурін. В 1989 році він став доцентом і почав читати спецкурси: “Біофізика фотосинтезу” та “Електронна мікроскопія”. Кандидатська дисертація (1984) присвячена дослідженню дії простагландинів Р2 і Е2 на електофізіологічні властивості і скорочення гладеньких м’язів. Показано, що простагландини діють на гладенькі м’язи однонаправлено, викликаючи деполяризацію клітинної мембрани, появу або посилення пікової електричної активності і скорочення гладеньких м’язів в широкому діапазоні концентрацій. Збудлива дія названих простагландинів на електричну і скоротливу активність гладеньких м’язів відбувається за участю позаклітинних іонів натрію і кальцію. Активація скоротливої реакції під дією простагландинів обумовлена, головним чином, надходженням позаклітинних іонів кальцію через потенціалзалежні кальцієві канали.

У 1983р. В.В. Кальниш  захистив кандидатську дисертацію на тему “Имитационные модели деятельности гладкой мышцы с различной возбудимостью клеток”, виконану під керівництвом професора П.Г. Богача.

Михайло Федорович ШубаВ 1984 році кафедру біофізики за сумісництвом очолив проф. Михайло Федорович Шуба, який багато років завідував відділом нервово–м’язової фізіології в Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця АН України. З 1990 року М.Ф. Шуба - академік НАН України. Напрямок його досліджень – фізіологія і біофізика збудливих клітин. Визначним і в певній мірі складним для кафедри став 1988 рік – рік переходу в новий корпус біологічного факультету. Необхідно було вдало розподілити приміщення для читання спецкурсів, проведення загального і спецпрактикумів, обладнати нові наукові пристрої. Для наукових досліджень та навчального процесу кафедра придбала спектрофотометри СФ–46, самозаписуючий спектрофотометр СФ–20, інфрачервоний спектрофотометр ИКС–29, радіометр ФУБ–01, електрофлуориметр МФТХ–2М, фотоколориметри КФК–2МП, сахариметри СУ–4, лазер ІЛГІ–503, мікроскоп Біолам П1 і ряд інших сучасних на той час приладів.

Активізувалася видавнича діяльність: в 1988 році здійснено  видання підручника “Биофизика“ для університетів (П.Г. Костюк, Д.М. Гродзинський, В.Л. Зима, И.С. Магура, Е.П. Сидорик, М.Ф. Шуба). Його автори в 1992 році були відзначені Державною премією України з науки і техніки. Крім того, видано монографії: В.И. Скок, М.Ф. Шуба “Нервно–мышечная физиология“, 1986 ; М.Ф. Шуба, Н.Г. Кочемасова “Физиология сосудистых гладких мышц“, 1988; М.Ф. Шуба, Н.И. Гокина, А.В. Гурковская “Механизмы возбуждения и сокращения гладких мышц мозговых сосудов“, 1991; навчальні посібники: “Биофизика“ (практикум під ред. П.Г. Богача), 1983; М.Д. Курский, С.А. Костерин, В.К. Рыбальченко “Биохимическая кинетика“ 1984; Л.В. Решодько, Л.М. Балашова, Т.А. Зевака, Л.Н. Лисенко “Робота на персональній ЕОМ “Іскра–1036”. Операційна система ADOS“, 1989; В.Л. Зима, В.И Мирутенко, Т.Л. Давыдовская “Биофизические  методы исследования. Электроника и электробиофизика“, 1990.

В 1990 році М.С. Мірошниченко захистив докторську дисертацію “Структурные и физико–химические основы процессов сокращения–расслабления скелетной мышцы“, в якій узагальнені  експериментальні дані (власні та інших авторів), які торкаються структурних і фізико–хімічних процесів м’язового скорочення. На основі структурних і фізико - хімічних характеристик м’язових білків (міозин, актин, тропонін – тропоміозиновий комплекс) обґрунтована нереальність структури міозинового філаменту, прийнятої в гіпотезі ковзання, а також показана фізична недієздатність моделі стеричного блокування тропоміозином специфічної взаємодії головок міозину з актином тонкого філаменту. В результаті критичного аналізу обґрунтовано, що гіпотеза ковзання не відображає реального механізму скорочення. Все це стало обґрунтуванням розробки концепції скорочення скелетного м’яза, яка найбільш повно пояснює наявні експериментальні дані. М.С. Мірошниченко запропонував новий механізм скорочення м’яза з врахуванням просторової будови саркомеру і елементів, які входять до його складу (міозинові і актинові філаменти, тропоміозин, тропонін). Відповідно до такого механізму скорочення м’яза відбувається за рахунок укручування міозинових філаментів в трубковидні структури, утворені актиновими філаментами. Скорочення забезпечується міждоменною перебудовою в голівках молекул міозину за рахунок енергії гідролізу АТФ. Функціональна роль наявності в молекулі міозину двох голівок полягає в тому, що вони працюють по черзі. Такий механізм скорочення енергетично вигідний, простий і надійний. Крім того, в роботі розглянуто механізм регуляції скорочення-розслаблення з врахуванням виявленого дефіциту іонів кальцію по відношенню до тропоніну, структурних і фізико-хімічних властивостей тропоніну С, а також фізико-хімічних змін, обумовлених іонами водню, які виділяються в результаті АТФазної реакції міозину.

В цей період на кафедрі починають активно досліджуватися клітинні і молекулярні механізми регуляції скорочення і розслаблення гладеньких м’язів (наук. кер. проф. М.Ф. Шуба і проф. В.Л. Зима). В цих дослідженнях були застосовані спектральні методи (флуоресцентний аналіз, спетрофотометрію і світлорозсіювання), тензометричний метод і оптико-механічний спосіб реєстрації  скорочення гладеньких м’язів і встановлено, що іони кальцію прискорюють розпад довгоживучого інтермедіата міозину при гідролізі АТФ і індукують швидку суперпреципітацію актоміозину з утворенням “грубого” преципітату. Іони магнію значно сповільнюють ці процеси. Суперпреципітація актоміозину значно інгібірується такими біологічно активними речовинами як флавоноїди, кверцетин і рутин. Інгібіруючий ефект обумовлений зв’язуванням флавоноїдів в регуляторному центрі голівки міозину. На скінованих гладеньком’язових препаратах доведено, що мітохондрії є внутрішньоклітинними депо кальцію, дія на які цАМФ звільняє іони кальцію і активує скорочення м’яза. Показано, що хлорпромазин крім конкурентних взаємовідносин з кальмодуліном впливає на мембранні процеси і таким чином значно пригнічує розвиток напруги гладенького м’яза. За допомогою розробленої оптико-механічної методики одночасної реєстрації механічної напруги, жорсткості і оптичної щільності гладеньком’язових препаратів показано, що при зміні температури в фізіологічному діапазоні сполучнотканинним матриксом генерується напруга, що співставляється з величиною тонічної напруги стінки аорти. Одержані результати  істотно поглибили  розуміння механізму активації гладеньких м’язів і фізико-механічних основ взаємодії актину і міозину.

 З 1995 року кафедру біофізики очолив професор Микола Степанович Мірошниченкоз 1999 року академік АН ВШ України. Під його керівництвом кафедра продовжилаМикола Степанович Мірошниченко удосконалювати підготовку спеціалістів – біофізиків, зміцнила матеріально-технічну базу, особливо комп’ютеризацію навчального і наукового процесів. Читання нормативного курсу “Біофізика” забезпечували професори М.Ф. Шуба, М.С. Мірошниченко, В.Л. Зима, а “Математичні методи в біології з основами програмування” – доценти М.Д. Зозуля і О.П. Вєтров. Крім того, для докладного висвітлення ключових питань біофізики було розроблено біля 20 спецкурсів. В цей період на кафедрі виконувалась наукова тема “Регуляція та механіка скорочення гладеньких м’язів” (завершена у 1996 р.) за участі як викладачів кафедри, так і співробітників лабораторії збудливих систем. В роботі було встановлено  ряд раніше невідомих закономірностей, що дозволяють значно модифікувати існуючі погляди на природу м’язового скорочення. В наступні роки колектив займався розробкою держбюджетних тем: “Регуляторні механізми м’язового скорочення” та “Дослідження структурно-функціонального стану та розробка методів оцінки та корекції м’язової і серцево-судинної систем людини в нормі та патології.”

Під керівництвом проф. М.С. Мірошниченка побудована фізична модель мінімального скоротливого елемента (частина саркомеру), аналіз якої показує, що її внутрішня структура побудована з спірально розміщених взаємопроникаючих елементів, тому зміщення може відбуватися лише за рахунок укручування міозинових філаментів між актиновими. Показано, що існуюча концепція регуляції скорочення-розслаблення скелетного м’яза, яка ґрунтується на блокуванні тропоміозином взаємодії головок міозину з актином фізично нереальна. Запропоновано нову концепцію регуляції скорочення – розслаблення м’язу. Був головою спеціалізованої ради Д 26.001.38 (понад 15 років, по 2016 р. у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка зі спеціальностей 03.00.02. – біофізика, 03.00.13 – фізіологія людини і тварин, 03.00ю11 – цитологія, клітинна біологія, гістологія.

Під керівництвом акад. М.Ф. Шуби на ізольованих препаратах аорти вивчали зміну механічної напруги та жорсткості при індукованих скороченнях. При цьому показано однонаправленність дії на базальний тонус, тобто зниження його за рахунок гіперполяризації мембрани, яка призводить до інактивації потенціалзалежних кальцієвих каналів плазматичної мембрани гладеньком’язової клітини.

Під керівництвом проф. В.Л. Зими для реєстрації швидких клітинних кальцієвих сигналів створена установка на базі мікроспектрофлуориметра МФТХ-2М, яка дозволяє вимірювати двохвильовий флуоресцентний параметр R та реєструвати спектри флуоресценції навантажених кальційчутливими зондами клітин і тканин. Створено тензометричний пристрій, який розміщується на столику мікроскопа. Доцент Т.Л. Давидовська зробила експериментальну установку для вимірювання тензометричних характеристик гладком’язових смужок.

Поновлено і видано в 2001 р. українською мовою підручник “Біофізика” (П.Г. Костюк, В.Л. Зима, І.С. Магура, М.С. Мірошниченко, М.Ф. Шуба; перевидано в 2008 р.) та навчальні посібники: “Біофізика. Збірник задач” В.Л. Зима, 2001 та “Біофізика. Практикум”, 2002.

З 2000 року викладацький склад кафедри поповнив проф. Ю.І. Прилуцький та вихованці кафедри асистенти О.В. Цимбалюк, К.І. Богуцька та О.В. Оглобля. Доцент К.І. Богуцька успішно виконувала обов’язки секретаря кафедри біофізики протягом 11 років. З 2001 року курс “Математичні методи з основами програмування” та “Основи вищої математики” забезпечують проф. Ю.І. Прилуцький, доценти О.В. Оглобля і О.В. Цимбалюк. В 2002 р. цей курс трансформовано в курс “Інформатика та математичні методи в біології”. З 2003 р. на кафедру передано читання нормативного курсу “Основи вищої математики”. Лекції з біофізики, які, як і в попередні роки, читають проф. М.Ф. Шуба, проф. М.С. Мірошниченко, проф. В.Л. Зима, включають найновітніші дані досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених. Лекції доступні за змістом і добре сприймаються студентами. Збільшився перелік спецкурсів: “Біофізика синапсів” (проф. М.Ф. Шуба), “Структура і функції білків” (проф. М.С. Мірошниченко), “Біофізика білкових моторів і клітинної рухливості” (проф. В.Л. Зима), “Математичне моделювання в біології” (проф. Ю.І. Прилуцький), “Основи практичного використання радіоізотопів” (проф. В.М. Войцицький), “Механізми комунікації в клітинах” (д.б.н. О.В. Жолос), “Методи кінетичного аналізу в біології” (проф. С.О. Костерін), “Біофізика іонних каналів” (д.б.н. Я.М. Шуба) та інші.

З 2001 року кафедра розробляє наукову держбюджетну тему: “Дослідження та моделювання молекулярних та клітинних процесів в збудливих біологічних системах (м’язи, зір) під науковим керівництвом проф. М.С. Мірошниченко. В межах цієї теми було проведено аналіз спектрів збудження і флуоресценції кальцій чутливого зонду індо-1 в модельних білкових розчинах. Розроблено метод спектрального розкладання флуоресценції індо-1, який дозволив точно врахувати внесок зв’язаного з цитозольними білками зонду в інтегральний спектр флуоресценції індо-1. Показано, що деполяризація плазматичної мембрани тимоцитів гіперкалієвим розчином приводить до транзієнтного підвищення концентрації кальцію в цитозолі клітин. Внутрішньоклітинна концентрація кальцію, яка підтримується на низькому рівні завдяки роботі спеціальних мембранних структур, є важливою фізіологічною характеристикою збудливих і незбудливих клітин. Спектрофотометричні дослідження на кафедрі продовжив учень В.Л. Зими – асистент кафедри Артеменко О.Ю.

Віктор Семенович МартинюкПодальший розвиток кафедри біофізики відбувався під керівництвом професора Віктора Семеновича Мартинюка (2010-2015 рр.). В.С. Мартинюк у 2005 р. вступив до докторантури Київського національного університету імені Тараса Шевченка і у 2008 р. захистив докторську дисертацію за спеціальністю “біофізика”, яка була присвячена дослідженню впливу магнітного поля на організми людини і тварин. Паралельно почав працювати на посаді доцента кафедри біофізики. В.С. Мартинюк є організатором добре відомих періодичних міждисциплінарних наукових конференцій. На цей час він є проректором з наукової роботи, головою спеціалізованої ради Д 26.001.38 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка зі спеціальностей 03.00.02. – біофізика, 03.00.13 – фізіологія людини і тварин. Під його керівництвом проводяться дослідження молекулярних, клітинних і системних механізмів дії електромагнітних полів. Показано, що слабкі магнітні поля наднизьких частот, які є близькими за своїми частотними характеристиками до електромагнітних полів природного та антропогенного походження, одночасно впливають на різних рівнях організації людини і тварин, що проявляється як функціональні зміни з боку центральної нервової, імунної, серцево-судинної систем і системи крові, а також викликають підвищення активності клітин APUD-системи і змін структурно-функціональних властивостей білків і мембран. Доведено залежність біологічних ефектів магнітних полів наднизьких частот від індивідуально-типологічних особливостей організму. Вивчається вплив нанопористого кремнію та окису кремнію на процеси апоптозу і некрозу тимоцитів в умовах дії електромагнітного поля наднизьких частот, явище метахромазії та її зв'язок з варіаціями електромагнітного фону.

Під керівництвом професорів Прилуцького Ю.І. успішно розробляються питання біологічної активності наноматеріалів різної природи – вуглецевих нанотрубок, фулеренів С60. Сфера наукових інтересів - це молекулярні і клітинні механізми дії та технологія застосування наночастинок в антираковій та антигіпертензивній терапіях; біофізика м’язового скорочення; in silico дизайн нових біологічно активних сполук. Розвиває новий науковий напрямок “Наноструктури для біомедичних цілей”, в рамках якого розроблені унікальні технології застосування фулеренів С60 для пригнічення росту злоякісних пухлин та метастазування; багатостінних вуглецевих нанотрубок для деструкції пухлинних клітин внаслідок фототермічної дії; одностінних вуглецевих нанотрубок для корекції функції кровообігу за патологічних станів центрального ґенезу.

З 2015 року кафедру очолює професор Олександр Вікоторович Жолос – випускник кафедри, який раніше працював у відділі нервово-м’язової фізіології Інституту фізіологіїОлександр Вікоторович Жолос ім. О.О. Богомольця НАН України під керівництвом акад. Шуби М.Ф., а потім у провідних наукових центрах США, Франції і Великобританії (1991-2011), де пройшов шлях від наукового співробітника до наукового директора Біомедичного Центру дослідження серцево-судинної системи Королівського університету Белфаста. Почав працювати професором кафедри у 2011 р. Основні наукові інтереси стосуються дослідження процесів електрогенезу і кальцієвої сигналізації у вісцеральних і судинних гладеньких м’язах, і зокрема ролі мембранних рецепторів, G-білків і іонних каналів, зв’язків між локальною і глобальною кальцієвою сигналізацією, участі в цих процесах внутрішньоклітинних вторинних посередників. Жолос О.В. розробив перші повні кінетичні і молекулярні моделі TRPC4 і TRPM8 каналів. Основними методами дослідження є петч-клемп, лазерна конфокальна мікроскопія, імуноцито/гістохімія, ПЛР та Вестерн-блот аналіз, фармакологічний аналіз, моделювання активності поодиноких іонних каналів. Останнім часом основна увага приділяється дослідженню новітніх катіонних каналів, які належать до великої родини сенсорних і рецептор-керованих TRP каналів, їх чисельних клітинних функцій та каналопатій (ракові захворювання, важкі форми бронхіальної астми, порушення моторики кишечнику та регуляції тонусу судин, запалення, кістозний фіброз).

Таким чином, за понад 50-річну історію свого існування до найважливіших досягнень науковців кафедри відносяться: запропоновано локалізацію структурних доменів в молекулі міозину (Зима В.Л.); встановлено існування електричних зв'язків між гладеньком'язовими клітинами (Шуба М.Ф.); розроблено нову концепцію механізму скорочення скелетного м'язу (Мірошниченко М.С.); виявлено модифікуючий вплив електромагнітних полів (Мартинюк В.С.) та ультразвуку (Нурищенко Н.Є.) на біологічні системи; досліджені молекулярні та клітинні механізми протипухлинної дії наночастинок (Прилуцький Ю.І.); з’ясовані нейрональні, молекулярні і біофізичні механізми холінергічного контролю скоротливої активності гладеньких м’язів (Жолос О.В.).

Кафедра також активно залучає до читання лекцій та проведення спецпрактикумів провідних вчених Національної академії наук України. За роки існування співробітники кафедри розробили низку іноваційних навчальних курсів, грунтовні навчальні програми, видали багато навчальних посібників і підручників, які відповідають сучасним тенденціям розвитку світової науки в галузі біофізики та медичної інформатики. Кафедра має широкі наукові контакти і співпрацює з науковими центрами України і  багатьох країн світу – колектив кафедри має партнерські стосунки з 18 університетами і науковими центрами з 9 країн, що свідчить про високий міжнародний рейтинг кафедри. На кафедрі створено унікальний тензометричний пристрій, який дозволяє вивчати параметри скорочення скелетних м’язів на поодиноких волокнах (нелінійність та гістерезисні ефекти скорочення, зміна довжини, швидкість та сила скорочення, патологічні стани м’язів).

Студенти кафедри проходять виробничу практику та виконують наукову роботу на базах науково-дослідних лабораторій інститутів Національної академії наук України, Національної академії медичних наук України та Міністерства охорони здоров'я України. Випускники кафедри є конкурентоздатними і проявляють високий рівень професіоналізму, ініціативність, комунікабельність. Це є запорукою їх працевлаштування та ефективного кар’єрного старту. Вони успішно працюють в науково-дослідних установах України, а також багатьох країнах світу (США, Німеччина, Великобританія, Франція, Польща, Італія, Австрія та ін.), державних установах, медичних закладах, діагностичних лабораторіях, приватних компаніях.

У грудні 2016 р. у зв'язку з реорганізацією ННЦ “Інститут біології та медицини”  рішенням Вченої ради Київського національного університету імені Тараса Шевченка кафедра біофізики була перейменована на кафедру біофізики та медичної інформатики. Колективом кафедри була розроблена концепція нової спеціалізації у магістратурі – “Біофізика та медична інформатика”, яка передбачає як подальше вдосконалення підготовки студентів у галузі біофізики (дисципліни “Фізичні методи в біології та медицині”, “Фізика ДНК і білково-нуклеїнових взаємодій”, “Структурна біологія”, “Біофізика мембранного транспорту”, “Механізми міжклітинних комунікацій” та ін.), так і запровадження нових курсів, які стосуються сучасних біомедичних напрямків (“Медична біофізика”, “Основи сучасної фармакології” (читається англійською мовою), “Нейрональні мережі та експериментальна неврологія”, “Медична радіаційна фізика і радіотерапія”, “Біофізика патологічних станів”) і використання інформаційних технологій у біології та медицині (“Проблеми і ресурси сучасної біомедичної інформатики”, “Молекулярне моделювання та дизайн фармакологічних препаратів”, “Структура білків і протеоміка”). Її запровадження буде сприяти подальшому підвищенню рівня підготовки висококваліфікованих фахівців, які володіють сучасними біофізичними методами дослідження, інформаційними технологіями, знають бази даних біомедичного профілю та можуть використовувати ці знання і практичні навички для проведення фундаментальних і прикладних досліджень у галузі біофізики та біомедичної інформатики.

Кафедра біофізики свого часу виступила ініціатором організації Українського біофізичного товариства (УБФТ), яке було створено в 1993 р. Першим Президентом УБФТ було обрано акад. М.Ф. Шубу, віце-президентами проф. В.Л. Зиму і В.Я. Малєєва, вченим секретарем проф. М.С. Мірошниченка. На III з’їзді УБФТ (2002 р., м. Львів) Президентом було обрано проф. М.С. Мірошниченка, віце-президентами В.Я. Малєєва і Ю.Є. Ляха,  вченим секретарем к.б.н. О.В. Цимбалюк., д.б.н. В.С.Мартинюка. На V з’їзді УБФТ (2011 р., м. Луцьк) Президентом УБФТ обрано Ректора Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки (м. Луцьк), д.б.н., проф. Коцана Ігоря Ярославовича, Почесним Президентом УБФТ – Мірошниченка Миколу Степановича, Першим віце-президентом УБФТ - Мартинюка Віктора Семеновича, Віце -президентами УБФТ – Волкова Сергія Наумовича, Ляха Юрія Єремійовича, Шубу Ярослава Михайловича, Ученим секретарем УБФТ – Жолоса Олександра Вікторовича.

Учасники  VІ з’їзду УБФТ, м. Луцьк

Наші контакти

Ми знаходимось за адресою:
Україна, 03022, м. Київ-022,
проспект Академіка Глушкова 2
Станція метро Виставковий центр

Приймальня директора:
Кімната №307
E-mail: decanat_bf@univ.kiev.ua
Телефон/Факс: +38044 521-35-98

Поштова та юридична адреса:
Україна, 01601, місто Київ-601,
вул. Володимирська, 64/13
ННЦ "Інститут біології та медицини"

Надіслати повідомлення

Повідомити про помилку

Якщо ви помітили помилку на сторінці, виділіть текст і натисніть Ctrl+Enter

Посилання на інші ресурси

Енциклопедія університету
Рада Молодих Вчених
Наші фотогалереї на GoogleDisk

 

Ми у соцмережах

loader
comintour.net
stroidom-shop.ru
obystroy.com
comintour.net
stroidom-shop.ru
obystroy.com
comintour.net
stroidom-shop.ru
obystroy.com
comintour.net
stroidom-shop.ru
obystroy.com