Статьи - Институт Иммунологии и Физиологии

Информация о материале: Статьи; 03 апреля 2023; Просмотров: 184

Заседание проблемной комиссии
Института иммунологии и физиологии УрО РАН

09 октября 2023 года состоится заседание проблемной комиссии Института иммунологии и физиологии УрО РАН.
Начало заседания – 16-00.
Место проведения – г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д.106. Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, очный и дистанционный режим.

Повестка дня

Утверждение темы диссертационной работы аспиранта 1-го года обучения Гусаровой Евгении Олеговны, научные специальности: 3.3.3. Патологическая физиология, 3.1.25. Лучевая диагностика. Тема: «ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ СЕРДЦА ДЕТЕЙ ПРИ ОСЛОЖНЕННОМ ТЕЧЕНИИ МОНОХОРИАЛЬНОГО
МНОГОПЛОДИЯ». Научные руководители: Соловьёва Ольга Эдуардовна, д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией математической физиологии, директор ИИФ УрО РАН; Косовцова Наталья Владимировна, д.м.н., заведующая отделом биофизических и лучевых методов исследований ФГБУ «НИИ Охраны Материнства и Младенчества» МЗ РФ, профессор кафедры медицинской биохимии и биофизики УРФУ и кафедры акушерства и гинекологии Института медицинского образования Центра Алмазов, врач высшей категории.
Обсуждение диссертационной работы Круглова Сергея Дмитриевича на предмет решения вопроса о предоставлении согласия ИИФ УрО РАН выступить в качестве ведущей организации в дис. совете 21.2.080.01 («Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, Архангельск). Тема диссертации: «РОЛЬ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЛИМФОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ В ФОРМИРОВАНИИ КЛЕТОЧНО-ОПОСРЕДОВАННОГО ИММУННОГО ОТВЕТА», представленной на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 1.5.5. Физиология человека и животных.

Председатель проблемной комиссии,
академик, д.м.н., проф., В.А. Черешнев

Информация о материале: Статьи; 27 сентября 2023; Просмотров: 110

Выписка из протокола отбора кандидатов, рекомендуемых к участию в III Конгрессе Молодых Ученых от «11» сентября 2023 г.

Информация о материале: Статьи; 03 апреля 2023; Просмотров: 185

Заседание проблемной комиссии
Института иммунологии и физиологии УрО РАН

25 сентября 2023 года состоится заседание проблемной комиссии Института иммунологии и физиологии УрО РАН.
Начало заседания – 14-00.
Место проведения – г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д.106. Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, очный и дистанционный режим.

Повестка дня

Утверждение тем диссертационных работ аспирантов 1-го года обучения:
- Потоскуевой Юлии Константиновны, специальность: 1.5.2. Биофизика. Тема: «Актин-миозиновое взаимодействие в сердечной и скелетных мышцах при функциональной разгрузке и воздействии омекамтив мекарбила», научные руководители: Никитина Лариса Валерьевна, д.б.н., в.н.с.; Герцен Оксана Павловна, к.б.н., н.с.
- Туканова Данилы Александровича, специальность: 1.5.5. Физиология человека и животных. Тема: «Клеточный стресс как фактор образования внеостровковых и внепанкреатических инсулин-продуцирующих клеток при экспериментальном диабете», научный руководитель: Соколова Ксения Викторовна, к.б.н., н.с.
Утверждение темы диссертационной работы Волжанинова Дениса Александровича, научных руководителей (д.ф.-м.н., проф. Соловьёва О.Э. и к.ф.-м.н., доцент Хохлова А.Д.) и заключения выпускающей организации. Тема диссертации «РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗОЛИРОВАННЫХ СЕРДЕЧНЫХ МЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК», представлена на соискание ученой степени по специальностям: 1.3.2. Приборы и методы экспериментальной физики и 1.5.2. Биофизика.
Апробация диссертационной работы Шутского Никиты Алексеевича, ассистента кафедры биологии, экологии и биотехнологии ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», ассистента кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава РФ. Тема диссертации: «МЕХАНИЗМЫ РЕГЕНЕРАЦИИ МЕЖКЛЕТОЧНОГО МАТРИКСА ДЕРМЫ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
ЛОКАЛЬНОГО ХОЛОДОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ НАРУШЕНИИ ГЛЮКОЗОТОЛЕРАНТНОСТИ». Представлена на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 3.3.3. Патологическая физиология.
- Научный руководитель: Кашутин Сергей Леонидович, доктор медицинских наук, доцент, зав. кафедрой кожных и венерических болезней ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава РФ
- Рецензенты:
  1. Данилова Ирина Георгиевна, д.б.н., доцент, г.н.с., зав. лабораторией морфологии и биохимии ИИФ УрО РАН;
  2. Сарапульцев Алексей Петрович, д.б.н., в.н.с., зав. лабораторией иммунопатофизиологии ИИФ УрО РАН.

Председатель проблемной комиссии,
академик, д.м.н., проф., В.А. Черешнев

Информация о материале: Статьи; 25 мая 2023; Просмотров: 221

Ученый Совет
Института иммунологии и физиологии УрО РАН

№ 11

27 сентября 2023 г.

Поздравления
Поздравляем Никитину Ларису Валерьевну с юбилеем!
Поздравляем Чумарную Татьяну Владиславовну с юбилейной грамотой!

Повестка дня

Доклад к Всемирному дню сердца. Докладчик: Кузьмин Владислав Стефанович, д.б.н., доцент, доцент кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ
Утверждение тем кандидатских диссертаций аспирантов ИИФ УрО РАН 1 года обучения 2023 года
Утверждение двух научных руководителей и изменения темы кандидатской диссертации н.с. лаборатории трансляционной медицины и биоинформатики Д.А. Волжанинова
О «белом списке» научных журналов (Храмцова Ю.С.)
О конференциях 2023 (Храмцова Ю.С.)
О Конгрессе молодых ученых 2023 (Храмцова Ю.С.)
Разное

Ученый секретарь, к.б.н. Ю.С. Храмцова.

Заседание Ученого совета ИИФ УрО РАН состоится 27 сентября (среда) в 15.00 в конференц-зале по адресу: ул. Первомайская 106

Информация о материале: Статьи; 12 марта 2015; Просмотров: 297

Оглавление

Основание ИИФ УрО РАН

В 2023 году Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, директором-организатором которого является Валерий Александрович Черешнев, отмечает 20-летний юбилей. Первый шаг в формировании коллектива института был сделан в 2000 году, когда согласно постановлению Президиума УрО РАН № 1–9 от 20 января 2000 года с целью дальнейшего развития фундаментальных научных исследований в области физиологии на Урале на базе Екатеринбургского отдела молекулярной и клеточной биомеханики Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (заведующий отделом профессор В. С. Мархасин) был создан Екатеринбургский филиал Института экологии и генетики микроорганизмов (ИЭГМ) УрО РАН (директор В. А. Черешнев). В структуре филиала было два отдела: иммунологии (лаборатории иммунологии регенерации, иммуноскрининга и иммунологии воспаления); молекулярной и клеточной биомеханики (лаборатории биофизики и математического моделирования, биомеханики, молекулярных механизмов мышечного сокращения).

Далее уже на базе Екатеринбургского филиала ИЭГМ был сформирован Институт иммунологии и физиологии УрО РАН (постановление Президиума РАН № 39 от 28 января 2003 года). Были утверждены основные направления научных исследований: иммунные механизмы регуляции физиологических функций, молекулярные механизмы мышечного сокращения и биомеханика неоднородного миокарда. Почти 15 лет (до конца 2017-го) институт возглавлял В. А. Черешнев, с 2018 года по настоящее время он является научным руководителем и главным научным сотрудником института. Короткое время заместителем директора по научной работе был профессор Артур Васильевич Осипенко, с 2003 по 2017 год — член-корреспондент РАН Борис Германович Юшков.

В конце 1990-х — начале 2000-х на промышленно-ориентированном Урале фактически не было ни одного академического института, занимающегося биомедицинскими исследованиями, поэтому идея учреждения института была поддержана руководством академии и правительством Российской Федерации. На этапе формирования института единственным сложившимся коллективом сотрудников был отдел Владимира Семеновича Мархасина, занимающийся исследованиями физиологии мышц и сердца, и все новые направления требовалось начинать с нуля, организовать и оборудовать новые лаборатории, привлекать специалистов из различных областей иммунологии и физиологии, мотивировать их сменить место работы. Конечно, главенствующая организаторская роль принадлежит В. А. Черешневу. Одним из первых иммунологическое направление исследований Валерия Александровича поддержал профессор Е. Ю. Гусев, переехавший в Екатеринбург из Перми и вместе с ним разрабатывавший теорию патогенеза системного воспаления. Затем со своими перспективными научными идеями и коллективом учеников присоединился профессор Б. Г. Юшков, перешедший в институт из Уральского государственного университета. Он стал одним из основателей нового направления иммунофизиологии, которое объединяет иммунологические механизмы регуляции физиологических функций в единую систему. Вслед за Борисом Германовичем в институт перешли из Уральского медицинского университета доцент И. Г. Данилова и доцент С. Ю. Медведева, которые открыли новое направление биохимических и морфологических исследований. Коллектив института стал объединять единомышленников, понимающих важность синтеза фундаментальных исследований в области иммунологии и физиологии с практической медициной, что привлекло немало специалистов из разных областей науки. Так, новое клинико-физиологическое направление иммуноофтальмологии привнесено в институт профессором М. В. Черешневой, сформировалась клиническая группа профессора И. А. Тузанкиной с лабораторно-клинической базой в областной клинической детской больнице и направлением иммунологии в онтогенезе, начала работать научная группа профессора Я. Б. Бейкина, руководителя одного из ведущих клинико-диагностических центров Екатеринбурга, образовалась группа профессора П. А. Сарапульцева, в состав института вошла научная группа профессора С. П. Тепловой из Челябинского медуниверситета, последователи которой под руководством профессора А. В. Зурочки продолжают трудиться в институте и сегодня. В различное время здесь работали профессор С. В. Сибиряк из Уфы, ведущий специалист в области иммунофармакологии, профессор Н. Н. Чучкова из Ижевска, специалист в области биомедицины, привнесшие в институт новые направления исследований в области иммунологии.

Новые направления исследований требовали расширения и инструментальной базы. Именно в нашем институте появился единственный на Урале конфокальный микроскоп. Он не только непрерывно востребован сотрудниками всех экспериментальных лабораторий института, но и привлекает многочисленные хоздоговорные работы. Можно смело констатировать, что сегодня институт обладает инфраструктурой, позволяющей выполнять исследования мирового уровня. Здесь создан Центр коллективного пользования, который год за годом наращивает долю привлеченных исследований в различных областях биомедицины.

В 2018 году на пост директора была избрана д.ф.-м.н., профессор Ольга Эдуардовна Соловьёва, под ее руководством институт работает и сегодня. Заместителем директора по научной работе с 2018 по 2023 год была д.б.н., доцент Ирина Георгиевна Данилова, заведующая лабораторией биохимии и морфологии, которую в текущем году сменила с.н.с. лаборатории иммунологии воспаления к.б.н. Наталья Владимировна Зотова.

Сегодня благодаря высокой квалификации сотрудников и востребованности результатов научных исследований Институт сотрудничает с ведущими российскими и зарубежными исследовательскими центрами, включая МГУ, НИМЦ имени Алмазова, ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, ФИЦы (Коми НЦ, Пермский, Оренбургский) и институты УрО РАН (ИФМ, ИОС, ИММ), университеты (УрФУ, ЮУрГУ, УГМУ, ПГМУ), Военно-медицинскую академию имени С. М. Кирова, а также Хуачжунский университет науки и технологий, Институт иммунологии и геномики человека АН РУз, университеты Гента, Фрайбурга, институты Словацкой академии наук, IBM Research.

Развитие современной науки невозможно без распространения знаний, опыта и популяризации полученных результатов исследования. Важной вехой развития биомедицинских исследований на Урале стало основание в 2004 году журнала «Вестник Уральской медицинской академической науки», учредителем которого стал ИИФ УрО РАН совместно с Уральским государственным медицинским университетом. Бессменный главный редактор журнала — В. А. Черешнев, заместитель главного редактора — Б. Г. Юшков, в редколлегию входят ведущие специалисты института.

В Институте с момента основания активно ведется подготовка молодых научных кадров как в аспирантуре, так и в созданных научных школах: «Экологическая иммунология и биотехнология» (научный руководитель — академик РАН В. А. Черешнев), «Физиология и биофизика миокарда» (научный руководитель — член-корреспондент РАН В. С .Мархасин) и «Иммунофизиология и иммунопатофизиология» (научный руководитель — член-корреспондент РАН, д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ Б. Г. Юшков). Более того, уже самими молодыми учеными, воспитанниками института, ведется работа по популяризации науки среди школьников и населения города: проводятся экскурсии и лектории по экспериментальной работе и физиологии, на сайте института ведется научный блог, поддерживается сотрудничество с СУНЦ и учреждениями высшего образования региона.

Лаборатории института

Согласно Уставу ИИФ УрО РАН его цели, предмет и виды деятельности включают проведение фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований по следующим направлениям:

иммунные механизмы регуляции физиологических функций;
молекулярные механизмы мышечных сокращений и биомеханика неоднородного миокарда.

Лаборатории института создавались и продолжают работать в рамках этих направлений.

Научное направление «Иммунные механизмы регуляции физиологических функций»

В настоящее время в рамках направления работают следующие лаборатории:

лаборатория иммунофизиологии и иммунофармакологии,
лаборатория иммунологии воспаления,
лаборатория морфологии и биохимии,
лаборатория иммунопатофизиологии.

Лаборатория иммунофизиологии и иммунофармакологии

В 2000 году в Екатеринбургском филиале Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН была создана лаборатория иммунологии регенерации, заведующим которой являлся д.м.н., профессор Артур Васильевич Осипенко. В скором времени лаборатория была переименована в лабораторию иммунофизиологии и с 2001 года ее возглавил д.м.н., профессор Борис Германович Юшков.

Первыми сотрудниками лаборатории стали академик В. А. Черешнев, профессор М. В. Черешнева, профессор В. Г. Климин, к.б.н. Е. В. Буторина, М. Н. Сумин.

Были сформулированы ключевые положения нового направления в физиологии — иммунофизиологии (См. Черешнев В. А., Юшков Б. Г., Климин В. Г., Лебедева Е. В. Иммунофизиология. Екатеринбург: УрО РАН, 2002), которая рассматривает иммунную систему в качестве системы, регулирующей физиологические функции организма как в норме, так и патологии, в качестве одного звена единой нейро-иммуно-эндокринной системы. Экспериментальное доказательство этих положений составило основное научное направление лаборатории.

В 2003 году произошло преобразование Екатеринбургского филиала Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН в Институт иммунологии и физиологии УрО РАН — и лаборатория стала подразделением нового института.

Одно из исследовательских направлений лаборатории — иммунологическая регуляция кроветворения. В процессе изучения такого феномена, как значительные изменения количественных характеристик эритропоэза на фоне блокады либо стимуляции системы фагоцитирующих мононуклеаров, на животных был описан процесс качественной перестройки эритропоэза при действии на организм экстремальных факторов. В наших исследованиях было показано, что при гипоксических состояниях различного генеза (гипоксическая гипоксия, кровопотеря, фенилгидразиновая анемия), а также у старых животных повышается уровень продукции крупных эритроцитов, содержащих фетальные фракции гемоглобина. Блокада макрофагов каррагинаном угнетает количественную реакцию эритрона на фенилгидразиновую анемию, но не влияет на качественную перестройку эритропоэза.

Были проведены работы по моделированию адоптивного переноса лимфоцитов от лабораторных крыс с измененной регенерацией нормальным животным. В качестве воздействий, стимулирующих регенерацию, была использована резекция печени. У нормальных животных после адоптивного переноса как тимоцитов, так и спленоцитов отмечалась в одинаковой степени стимуляция регенераторных процессов в печени. Введение иммуномодулятора тималина донорам лимфоцитов потенциирует их морфогенетический эффект, за счет чего происходит усиление восстановительных процессов в резецированном органе. Кроме того, под действием тималина изменяется величина пула лимфоцитов, обладающих морфогенетической функцией (Ю. С. Храмцова).

В механизмах адаптации организма к действию экстремальных факторов и репаративных процессах существенное место занимает взаимодействие между такими элементами иммунной системы, как макрофаги, тучные клетки и тромбоциты. Для оценки этого взаимодействия были проведены эксперименты по сравнению реакции моноцитарного, мегакариоцитарного ростков кроветворения и тучных клеток (О. С. Арташян) на кровопотерю и гипоксию. Показано, что в большинстве случаев экстремальных воздействий реакция всех трех ростков носит однонаправленный характер, взаимодействие между тремя системами обеспечивается через гистамин, гепарин и кислые гликозаминогликаны.

В 2006 году в лабораторию пришел д.м.н. (1996), профессор (2000) Сергей Владимирович Сибиряк (1955–2009) и работал в ней вплоть до своей кончины. Его научная деятельность была посвящена изучению проблем фармакологии, иммунорегуляции и адаптации иммунной системы к воздействию факторов окружающей среды, роли «химического микроокружения» и цитохром Р450-зависимой монооксигеназной системы в регуляции активности клеточного иммунитета, иммунологическим аспектам апоптоза, разработке методов оценки иммунного статуса и др. Сергей Владимирович — автор 240 с лишним научных трудов и 7 изобретений. Появление новых научных направлений привело к необходимости переименования лаборатории в лабораторию иммунофизиологии и иммунофармакологии.

В те годы сотрудниками лаборатории были академик В. А. Черешнев, профессоры Б. Г. Юшков, М. В. Черешнева, В. Г. Климин, доктора медицинских наук А. Б. Блохин, Ю. Ф. Кузьмин, старший научный сотрудник М. Н. Сумин, научные сотрудники кандидаты биологических наук Ю. С. Храмцова, О. С. Арташян, Н. В. Тюменцева, старшие лаборанты А. А. Казанцев и В. В. Ким, лаборант А. Кириллова, аспирант А. С. Файзрахманов.

Основные направления исследований были сконцентрированы на иммунологической регуляции физиологических функций, иммунологических механизмах адаптивных реакций и методах их модуляции, на роли иммунной системы в формировании неоднородности эритроцитов в норме и при экстремальных состояниях организма, на механизмах апоптоза, на изучении тепловидения как метода физиологических и патофизиологических исследований.

Активно проводились исследования по регуляции тромбоцитопоэза и функциональному состоянию тромбоцитов в норме и при экстремальных состояниях, которые в 2008 году были отмечены премией имени В. В. Парина Академии медицинских наук, а также исследования влияния микроокружения (прежде всего макрофагов) на пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток, роли слуха в физиологическом контроле процесса речепродукции (С. В. Янович), роли немышечных миозинов в подвижности клеток (Т. А. Ненашева).

Был теоретически обоснован и разработан метод аутопластики органов и тканей (Н. В. Тюменцева и сотрудники кафедры общей хирургии Уральского медицинского университета Д. И. Крохин, В. В. Ходаков).

С 2009 года центральное место в исследованиях лаборатории занимает роль иммунной системы в адаптации организма к экстремальным воздействиям и в регенерации. Изучаются состояние тучных клеток в различных органах при иммобилизационном стрессе (Е. А. Мухлынина), система фагоцитирующих макрофагов при регенерации костной ткани (В. В. Котомцев, И. А. Казакова, М. В. Улитко), влияние иммуномодуляторов на иммунную систему при проникающем ранении глаза (М. В. Черешнева), исследуются характеристики морфофункционального состояния системы «мать — плацента — плод» у экспериментальных животных в процессе адаптации к гипоксиям различного генеза (Н. А. Пятышкина).

С этого же времени наряду с фундаментальными исследованиями выполняются и прикладные: исследование рентгеноконтрастных веществ (совместно с Институтом химии твердого тела УрО РАН — М. Г. Зуев), магнитных металл-углеродных наночастиц (совместно с Институтом физики металлов УрО РАН — И. В. Бызов, М. А. Уймин, А. Е. Ермаков), разрабатываются антисептическое средство и способ его применения для промывания гнойных полостей (С. А. Забокрицкий совместно с Институтом прикладной механики УрО РАН — Ижевск и Институтом экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН — Пермь).

Отдельное направление составили исследования физиологии и патологии миокарда, в частности структурно-функциональных и метаболических изменений в возникновении различных типов нарушений возбудимости миокарда при сахарном диабете (А. П. Сарапульцев).

С 2010 года в научной тематике лаборатории появляется еще одно направление — исследование патогенеза эпилепсии и обоснование ее терапии путем воздействия на резидентные стволовые клетки мозга (С. А. Кривопалов).

В 2012 году сотрудниками лаборатории получены премия Правительства Российской Федерации в области образования за учебник «Патологическая физиология» (В. А. Черешнев, Б. Г. Юшков, М. В. Черешнева). В 2017 году продемонстрирована физиологическая роль повреждения в физиологической регуляции функций, адаптивных реакциях и регенерации , представлен анализ работы иммунной системы на принципах теории функциональных систем П. К. Анохина . В 2019 году сформулирована концепция структурного гомеостаза.

Лаборатория иммунологии воспаления

На переднем плане Е. Ю. Гусев, во втором ряду слева направо: Т. Э. Зубова, Н. В. Зотова, Ю. А. Журавлёва, Л. В. Соломатина

Лаборатория иммунологии воспаления, так же как и другие лаборатории института, была создана в 2000 году еще на базе Екатеринбургского филиала Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН. Руководителем, настоящим вдохновителем и идеологом проводимых исследований с момента ее основания стал д.м.н. Евгений Юрьевич Гусев. С 2003 года лаборатория иммунологии воспаления вошла в структуру ИИФ УрО РАН, а в 2008 году в связи с реорганизацией института к лаборатории присоединилась лаборатория иммунологии онтогенеза (заведующая лабораторией д.м.н., профессор И. А. Тузанкина).

Научная тематика лаборатории была предопределена тесным сотрудничеством и научными интересами Евгения Юрьевича, переехавшего из Перми в Екатеринбург, и академика РАН, д.м.н., профессора В. А. Черешнева. В совместных работах были систематизированы и теоретически обоснованы современные представления о воспалении и типовых патологических процессах. Эти работы были представлены в виде многочисленных научных статей и выступлений на научных форумах российского и международного уровня, а также в десятках монографий, учебников и учебных пособий по патофизиологии и иммунологии, в пяти изобретениях, непосредственно связанных с проблемой системного воспаления и практической реализацией этого направления. Результаты этих исследований, а именно разработка и апробация шкалы оценки системного воспаления, вошли в несколько исследовательских проектов под руководством В. А. Черешнева, в частности в актуальную для отечественной медицины работу «Фундаментальные механизмы иммунорегуляции, инновационные технологии в диагностике и комплексном лечении иммуноассоциированных заболеваний», удостоенную премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2020 год.

Сегодня результаты работ, посвященные иммунологии воспаления и типовым патологическим процессам воспаления, интегрированы с другими исследованиями, проводимыми в ИИФ УрО РАН и в других научных учреждениях России, работающих в области иммунофизиологии, клинической и экспериментальной иммунологии, экологии, микробиологии, цитологии, инфекционных заболеваний, включая COVID-19 и инфекцию, вызванную ВИЧ.

В настоящее время штат лаборатории состоит из 10 сотрудников (9 научных сотрудников), включая трех докторов наук (О. В. Бердюгина, профессор Е. Ю. Гусев, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации И. А. Тузанкина) и шесть кандидатов наук.

Исторически в лаборатории сохраняется два основных научных направления.

Первое — характеристика системного воспаления как общепатологического процесса. Руководитель — заведующий лабораторией д.м.н., профессор Е. Ю. Гусев. В научную группу данного направления входят сотрудники: в.н.с., д.б.н. О. В. Бердюгина, с.н.с., к.б.н. Н. В. Зотова, с.н.с., к.м.н. Л. В. Соломатина, с.н.с., к.б.н. Ю. А. Журавлёва, инженер-лаборант Т. Э. Зубова. Значительный вклад в развитие этого научного направления сделала к.м.н. Л. Н. Юрченко, возглавлявшая лабораторию в 2003–2008 годах.

Коллектив научной группы ведет работы по теории типовых патологических процессов и системного воспаления как самостоятельного вида общепатологического процесса, отличного от системных проявлений воспаления классического типа. В рамках этого направления разработаны шкалы оценки патогенеза и верификации фаз острого системного воспаления, позволяющие диагностировать и прогнозировать развитие критических состояний у человека. Для реализации научных исследований были подписаны договоры о сотрудничестве и совместной научной работе между ИИФ УрО РАН и 8 лечебными учреждениями Екатеринбурга.

В рамках научного направления были защищены 2 докторские и 7 кандидатских диссертаций; изданы 2 монографии; опубликованы более 100 научных статей в рецензируемых журналах; зарегистрированы 5 изобретений; получены награды (золотая и серебряная медали) на двух международных выставках инновационных технологий: Интерполитех-2004 (Interpolitex 2004) и Архимед-2004 (Archimedes 2004); получены две премии: премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2020 год и премия имени В. Н. Татищева и Г. В. де Геннина за 2021 год в номинации «За заслуги в области науки, техники, охраны окружающей среды и медицины».

Второе направление научной работы лаборатории — исследование иммунологических механизмов онтогенеза человека и их роли в формировании патологических состояний. Руководитель темы — г.н.с., д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ Ирина Александровна Тузанкина. Сотрудники лаборатории, входящие в эту группу: с.н.с., к.м.н. М. А. Болков, с.н.с., к.м.н. О. Ю. Санникова, с.н.с., к.б.н. С. С. Дерябина.

Область научных интересов весьма обширна и включает вопросы диагностики, лечения, реабилитации и профилактики иммунозависимых болезней; врожденные ошибки иммунитета и болезни, ассоциированные с ними; первичные, вторичные и ятрогенные иммунодефициты; генетические аспекты иммунозависимой патологии; моногенные и геномные исследования, вопросы летальности при болезнях, ассоциированных с врожденными ошибками иммунитета; социально-правовая помощь пациентам с иммунодефицитами; фундаментальные вопросы формирования иммунозависимой патологии; разработка лекарственных препаратов и терапевтических композиций иммунотропной направленности для лечения болезней, ассоциированных с врожденными ошибками иммунитета и вторичными нарушениями иммунных функций; доклинические исследования и клинические испытания иммунотропных лекарственных препаратов.

За 20-летний период выполнены и защищены 20 диссертационных работ, из них 4 докторские, в настоящее время выполняются еще 2 кандидатские и 2 докторские диссертации.
В составе научной группы в разные годы работали: д.б.н. И. А. Пашнина, д.м.н. М. Ю. Якушева, д.м.н. Н. Г. Саркисян, д.м.н. И. А. Мальчиков, к.б.н. Е. В. Власова, к.б.н. И. М. Криволапова, к.м.н. Е. А. Басс, к.м.н. Е. Ю. Осинцева, к.м.н. Т. Н. Тарасевич, к.ф.-м.н. В. Н. Шершнев, к.м.н. Д. А. Черемохин, к.б.н. Лю Гоцзюнь, аспиранты Хайбер Шинвари и М. А. Долгих, заместитель главного врача ОДКБ № 1 Л. А. Уфимцева. Сотрудники научной группы находились в активной коллаборации с коллегами из Екатеринбургского института вирусных инфекций, Института органической химии УрО РАН, Уральского государственного медицинского университета, Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Уральского юридического университета, с коллегами из других городов и стран.

Результаты работ сотрудников регулярно представляются на съездах и конгрессах различного уровня, в том числе в США, Японии, Филиппинах, Бразилии, Австрии, Швейцарии, Венгрии, Португалии, Беларуси, Узбекистане, Кыргызстане, Казахстане, Таджикистане, Китае и др. Группа является организатором и активным участником областных и региональных конференций, российских и международных съездов и конгрессов: только за период 2008–2022 годов представители направления участвовали в организации более 165 конференций, съездов и форумов, способствуя объединению специалистов России для получения новейшей информации о закономерностях формирования патологии, современных эффективных методах терапии, своевременного выявления патологии, повышения выживаемости пациентов при редких и тяжелых заболеваниях, улучшения качества их жизни.

Широта научных интересов отражена полученными результатами, в виде более 700 опубликованных работ, в их числе 16 монографий, учебное пособие, 5 методических рекомендаций, информационные письма, подготовлен учебник. Получено 15 патентов на изобретения.

Основной клинической базой для научных исследований группы стал созданный в 1994 году под руководством И. А. Тузанкиной региональный Центр иммунологии при областной детской клинической больнице № 1 (Екатеринбург). В 2013 году на базе центра совместно с ИИФ УрО РАН организован Центр диагностики и изучения первичных иммунодефицитов имени Джеффри Моделла. Сотрудники группы разработали и внедрили программы помощи пациентам, первыми приняли участие в пилотном проекте скрининга новорожденных на первичные иммунодефициты.

В настоящее время сотрудники научной группы являются членами пяти международных организаций: IUIS (Международный союз иммунологических обществ; с 2004), EFIS (Европейская федерация иммунологических обществ), IPOPI (Международная организация пациентов с первичными иммунодефицитами), ESID (Европейское общество по первичным иммунодефицитам), J Project (международный просветительский проект по первичным иммунодефицитам; г.н.с. И. А. Тузанкина и с.н.с. М. А. Болков являются членами управляющего комитета этого проекта, руководя дочерним проектом J Project по странам Центральной Азии, Уралу, Сибири и Дальнему Востоку: в этих регионах регулярно проводятся организованные сотрудниками группы обучающие школы, семинары, проходит консультирование пациентов, публикуется совместная литература, в том числе статьи и монографии).

Профессор И. А. Тузанкина является членом редакционной коллегии журналов, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, в том числе «Российского иммунологического журнала», электронного «Medline.ru», международного «Journal of Theoretical and Clinical Medicine», работает в качестве приглашенного редактора специализированного выпуска журнала «Frontiers in Immunology», является членом редакционных советов журналов «Эффективная фармакотерапия» и «Траектория исследований — человек, природа, технологии».

С 2006 года по настоящее время сотрудники научной группы активно работают в созданной в институте проблемной комиссии по патофизиологии, аллергологии и иммунологии. Не менее активное участие они принимают в качестве членов секретариата Российского научного общества иммунологов (с 2004) и Уральского общества иммунологов и аллергологов (с 2002), объединяющих научных и практических работников регионов России и почетных членов из зарубежья. Президентом обществ по настоящее время является академик В. А. Черешнев, генеральным секретарем — профессор И. А. Тузанкина, членом секретариата — к.м.н. М. А. Болков.

Высокая квалификация сотрудников этой научной группы подтверждена рядом образовательных сертификатов. В частности, будучи обладателями международного сертификата «GСP: Goods Clinical Practices» (И. А. Тузанкина, М. А. Болков, О. Ю. Санникова, Е. В. Власова, И. А. Пашнина), коллеги активно участвуют в международных клинических исследованиях, в междисциплинарных грантах РФФИ и др.

Результаты исследований научной группы отмечены различными наградами: почетными грамотами Министерства здравоохранения Свердловской области, Законодательного собрания Свердловской области, Уральского отделения Российской Академии наук, Почетным знаком Законодательного собрания Свердловской области, благодарственным письмом Законодательного собрания Свердловской области, почетными грамотами Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Министерства образования и науки Российской Федерации, нагрудным знаком «Орден В. И. Вернадского», медалью Российского общества иммунологов и дипломом «За выдающиеся достижения в области иммунологии», дипломом лауреатов премии имени М. В. Ломоносова и дипломом за научно-исследовательскую работу «Нейро-иммуно-эндокринная регуляция жизнеобеспечения у людей в условиях Арктического региона», медалью «За вклад в организацию государственной политики в области научно-технологического развития» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации; профессор, д.м.н. И. А. Тузанкина удостоена звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».

Многие сотрудники лаборатории совмещают научную работу в лаборатории с преподавательской деятельностью в высших учебных заведениях Екатеринбурга (УрФУ, УГМУ, УрГЮУ) и в аспирантуре ИИФ УрО РАН, а также на многочисленных всероссийских обучающих мероприятиях (школах, семинарах, симпозиумах и конференциях) в рамках постдипломного образования врачей различных специальностей (д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ И. А. Тузанкина, д.м.н., доцент Н. Г. Саркисян, к.м.н. М. А. Болков, к.б.н. С. С. Дерябина, аспирант Д. А. Черемохин, к.б.н. Н. В. Зотова, к.б.н. Л. В. Соломатина).

С целью проведения научных исследований сотрудники лаборатории используют приборную базу Центра коллективного пользования ИИФ УрО РАН.

Лаборатория морфологии и биохимии

Лаборатория морфологии и биохимии в составе Института иммунологии и физиологии УрО РАН была образована в 2008 году при объединении двух ранее существовавших подразделений — лаборатории морфологии (под руководством к.м.н., доцента С. Ю. Медведевой) и лаборатории биохимии (под руководством д.б.н., доцента И. Г. Даниловой). С начала существования и до сегодняшнего дня заведующей лабораторией является д.б.н., доцент Ирина Георгиевна Данилова, которая до 2003 года работала доцентом кафедры биохимии и биоорганической химии и зам. декана Уральской медицинской академии, а в настоящее время также является заведующей кафедрой медицинской биохимии и биофизики Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ) и членом научного сообщества Society for Experimental Biology and Medicine (SEBM).

Сотрудниками лаборатории в разные годы были к.м.н., доцент С. Ю. Медведева, к.б.н. И. Ф. Гетте, к.м.н. Н. Б. Блинкова, к.б.н. Е. А. Мухлынина, к.б.н. С. В. Ломаева, к.б.н. И. А. Брыкина, к.б.н. З. А. Шафигуллина, к.б.н. К. В. Соколова, М. А. Чиши, Н. Е. Шарапова, Т. С. Булавинцева, С. Е. Смирных, В. А. Поздина, Т. Р. Султанова.
Лаборатория проводит исследования совместно с коллегами из УрФУ, Уральского государственного экономического университета, Уральского государственного медицинского университета (УГМУ), Института клеточных технологий, с коллегами из других городов и стран.

Область научных интересов сотрудников лаборатории составляют иммунологические механизмы регуляции регенерации тканей с разной восстановительной способностью. Особое внимание уделяется изучению восполнения утраченной или сниженной в условиях диабета инсулин-продуцирующей функции поджелудочной железы. Модифицированная в лаборатории модель аллоксанового диабета у крыс отличается от большинства используемых в общей исследовательской практике моделей повышенной выживаемостью лабораторных животных и стабильностью воспроизводимых биохимических и морфологических изменений, характерных для диабета 1-го типа. Исследования проводятся на различных экспериментальных моделях, таких как модели сахарного диабета 1-го и 2-го типа, стресса, частичной гепатэктомии и нефрэктомии, токсического гепатита и др. Ряд работ был посвящен оценке восстановительных процессов в поджелудочной железе, печени, почках, миокарде на фоне фармакологической коррекции производным аминофталгидразида (АФГ), которая показала перспективность данного синтетического иммуномодулятора с антиоксидантными свойствами.

Получены уникальные данные о механизмах клеточной регенерации поджелудочной железы за счет внеостровковых инсулин-продуцирующих клеток. Впервые дана характеристика субпопуляций инсулин-позитивных клеток (ИПК) в эпителии ацинусов и протоков поджелудочной железы крыс; показано, что увеличение количества ИПК в эпителии ацинусов и протоков железы происходит на фоне увеличения количества Pdx1-позитивных клеток в паренхиме неэндокринной части железы и роста содержания TGF-β1 в ткани железы.

Совместно с сотрудниками других лабораторий ИИФ УрО РАН проведены исследования на моделях экспериментального инфаркта миокарда, сахарного диабета, овариоэктомии. Было установлено, что экспериментальная фармакологическая коррекция инфаркта миокарда у крыс задерживает экссудативно-альтеративную фазу воспаления и снижает уровень IL-1 и TNFα. Модель овариоэктомии показала, что дефицит эстрогенов вызывает снижение сократимости одиночных кардиомиоцитов левого желудочка, но увеличивает сократимость миоцитов левого предсердия.

В лаборатории используются современные методы исследования: иммуногистохимические, проточной цитометрии, иммуноферментного анализа, биохимические методы оценки антиоксидантной активности и др.

В рамках сотрудничества с УрФУ (Химико-технологический институт, кафедра иммунохимии) выполнены исследования антидиабетического действия синтетических антиоксидантов (производные из ряда 1,3,4-тиадиазинов, соединения L17 и L14) и природных антиоксидантов (липоевая кислота, аскорбиновая кислота). Определена функциональная активность одиночных и кластерных внеостровковых инсулин-продуцирующих клеток (ИПК) в ацинарной и перидуктальной частях поджелудочной железы при моделировании сахарного диабета 2-го типа у крыс и при воздействии соединения L-17. Показана способность соединения L-17 стимулировать образование внепанкреатических инсулин-продуцирующих клеток в тимусе, селезенке, печени у крыс с сахарным диабетом 2-го типа, а также повышать их функциональную инсулин-продуцирующую активность в печени. Изучались особенности экспрессии продуктов гомеобоксных генов (Pdx1, MafA, Ngn3) в поджелудочной железе крыс с экспериментальным СД2 под влиянием соединения L-17. Показано, что препарат вызывал усиление экспрессии транскрипционных факторов Pdx1 и MafA+ в ацинарной и перидуктальной частях у животных с диабетом 2-го типа.

Исследование изофлавоноидов (ИФ), экстрагированных из растительного сырья методом «зеленых» биотехнологий с применением природных глубоких эвтектических растворителей, проведенное совместно с сотрудниками кафедры технологии органического синтеза Института естественных наук УрФУ, показало проявление антиоксидантной активности ИФ in vitro, снижение гипергликемии и оксидативного стресса, предотвращение потери массы β-клеток in vivo, что определяет перспективность использования ИФ для разработки функциональных антидиабетических продуктов питания.

Совместно с сотрудниками кафедры физической и неорганической химии Института естественных наук УрФУ дана оценка безопасности полиоксометаллатов (железо-молибденовых наночастиц), предназначенных для направленной доставки лекарственных средств.

Коллектив лаборатории участвовал в выполнении успешно завершенных проектов РФФИ и РНФ, руководителем которых являлась д.м.н. И. Г. Данилова:

проект РФФИ № 19-315-90012 «Разработка и экспериментальное обоснование нового метода коррекции токсического повреждения печени» (годы реализации 2019–2021);
проект РНФ 16-15-00039 «Поиск средств фармакологической коррекции регенераторных процессов при экспериментальном моделировании сахарного диабета» (годы реализации 2019–2020);
проект РНФ 16-15-00039 «Поиск средств фармакологической коррекции регенераторных процессов при экспериментальном моделировании сахарного диабета» (годы реализации 2016–2018).

Всего сотрудниками лаборатории опубликовано 98 работ, цитируемых в Russian Science Citation Index, Web of Science Core Collection и Scopus, выпущена монография, получено 5 патентов на изобретения.

Сотрудниками лаборатории морфологии и биохимии выполнены и защищены 5 диссертационных работ, из них одна докторская, в настоящее время выполняются еще 4 кандидатские диссертации. Кроме того, при их активном участии планировались и были выполнены еще 6 диссертационных работ, успешно защищенных.
Результаты работ коллектива лаборатории регулярно представляются на съездах и конгрессах различного уровня в России, в странах Европы и Азии, в том числе в Италии, Греции, Франции, Чехии, Узбекистане. Также сотрудники принимают участие в организационных комитетах областных и региональных конференций, российских и международных съездов и конгрессов.

Многие сотрудники лаборатории осуществляют учебно-педагогическую деятельность в вузах Екатеринбурга (кафедра биохимии УГМУ, кафедра физиологии человека и животных и кафедра медицинской биохимии и биофизики УрФУ), являются руководителями курсовых и дипломных работ студентов. Ириной Георгиевной Даниловой разработаны и читаются курсы «Нанотехнологии в биологии медицине», «Биомедицинские нанотехнологии», «Клиническая биохимия», осуществляется руководство работами аспирантов.

За активную работу и научно-исследовательские достижения представителям лаборатории присуждены награды и почетные грамоты:

благодарность Министерства науки и высшего образования Российской Федерации за значительный вклад в развитие научной сферы и многолетний добросовестный труд (2021) (Даниловой И. Г.);
почетная грамота администрации Кировского района г. Екатеринбурга (2012) (Гетте И. Ф.);
диплом за I место на конкурсе устных докладов (Всероссийская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки», Ярославль, 2012) (Мухлыниной Е. А.);
диплом за II место на конкурсе устных докладов (Всероссийская молодежная научная конференция ИФ Коми НЦ «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике», Сыктывкар, 2012) (Мухлыниной Е. А.);
почетная грамота Уральского отделения РАН за многолетний добросовестный труд, большой вклад в развитие фундаментальной науки в области биологии и медицины, содействие в реализации научных разработок в здравоохранении (2012) (Мухлыниной Е. А.);
премия имени академика В. В. Парина за серию работ «Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов» (2015) (Мухлыниной Е. А.);
диплом II степени за лучший устный доклад на Х Всероссийском конгрессе студентов и аспирантов-биологов с международным участием «Симбиоз Россия 2017» (Россия, Казань, 2017) (Соколовой К. В.).

Лаборатория иммунопатофизиологии

В год учреждения Института иммунологии и физиологии УрО РАН была организована и лаборатория иммунологического скрининга, работу которой возглавлял до последних дней своей жизни заслуженный врач РФ, д.м.н., профессор Яков Борисович Бейкин (1949–2023). Главным научным сотрудником лаборатории на момент ее становление стал заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор Виталий Васильевич Фомин, сыгравший огромную роль в разработке основного научного направления деятельности лаборатории, которое было сформулировано как «комплексная оценка параметров гомеостаза при воздействии на макроорганизм антигенов инфекционной и неинфекционной природы».

Позднее, в 2008 году, лаборатория была преобразована в лабораторию иммунопатофизиологии путем слияния с лабораторией иммунофизиологии обменных процессов (под руководством профессора, д.м.н. Петра Алексеевича Сарапульцева). Данное объединение послужило основой для формирования магистральных направлений деятельности лаборатории — вопросов иммунопатогенеза инфекционных заболеваний и стрессорных нарушений.

Инструментальной базой для проведения исследований стал городской Центр лабораторной диагностики ВИЧ, инфекционной патологии и болезней матери и ребенка, переименованный позднее в Клинико-диагностический центр (КДЦ). Научное взаимодействие коллектива КДЦ с лабораторией иммунологического скрининга легло в основу работ, посвященных изучению процессов нарушения репродуктивной функции в человеческом организме. Результатом стала монография «Иммунологические и генетические факторы нарушения репродуктивной функции» (В. А. Черешнев, И. В. Рыбина, Я. Б. Бейкин, Т. А. Обоскалова), изданная под редакцией действительного члена Российской академии естественных наук А. А. Ярилина в 2005 году. Результаты проведенных исследований легли в основу проекта «Разработка иммуногенетических подходов к диагностике, лечению и профилактике региональной патологии на примере Екатеринбурга», получившего премию имени Татищева и де Геннина в 2005 году.

Тема репродуктивного здоровья нашла свое развитие и в вышедшей в 2013 году с участием коллектива авторов (В. А. Черешнев, С. В. Пичугова, Л. Г. Тулакина, А. В. Клейн, Т. Л. Савинова, Я. Б. Бейкин) монографии «Ультраструктура сперматозоидов в норме и патологии».

Продолжением серии работ, посвященных причинам формирования мужского бесплодия, послужила диссертация Светланы Владимировны Пичуговой на соискание ученой степени кандидата медицинских наук «Роль иммунологических, гормонально-метаболических, инфекционных и генетических факторов в развитии астенозооспермии у мужчин с бесплодием». В последующем была запланирована диссертация С. В. Пичуговой на соискание ученой степени доктора медицинских наук «Роль левостороннего варикоцеле в нарушении репродуктивной функции у подростков и сравнительная характеристика патологических изменений при II и III степени варикоцеле, в зависимости от давности оперативной коррекции», представленная в настоящее время к защите.

Диапазон научных интересов лаборатории иммунопатофизиологии включающий в себя в том числе вопросы инфекционной иммунологии, нашел отражение в исследовании иммунопатогенетических механизмов нейроинфекций вирусной этиологии, проведенном Юлией Геннадьевной Лагеревой. Полученные результаты внесли вклад в изучение иммунологических детерминант чувствительности к нейроинфекциям с позиций возрастных, ассоциированных с полом и полиморфизмом HLA особенностей дифференцировки различных эффекторных субпопуляций Т-лимфоцитов. В 2016 году исследование завершилось защитой диссертации Ю. Г. Лагеревой «Эффекторные субпопуляции Т-лимфоцитов и иммунопатогенез менингитов вирусной этиологии», представленной на соискание ученой степени доктора биологических наук (научные консультанты В. А. Черешнев, Я. Б. Бейкин). Продолжением данной работы стал выход в 2018 году монографии «Иммунологические аспекты энтеровирусной инфекции центральной нервной системы» (Ю. Г. Лагерева, Я. Б. Бейкин, В. А. Черешнев).

Еще одним направлением работы лаборатории явилось изучение этиологии септических состояний, вызванных оппортунистической госпитальной флорой. Эти исследования выполнялись Софьей Марковной Розановой. Анализ динамики микробного пейзажа за период с 1994 по 2020 год выявил увеличение доли неферментирующих грамотрицательных бактерий — НГОБ (в первую очередь Acinetobacter baumanniae).

Дальнейшее сотрудничество учреждений и научных школ КДЦ и ИИФ УрО РАН ознаменовалось появлением уникального издания — «Атласа ультраструктурных изменений органов и тканей человека при различных заболеваниях» (В. А. Черешнев, Л. Г. Тулакина, С. В. Пичугова, А. В. Клейн, Т. Л. Савинова, Я. Б. Бейкин), систематизировавшего данные по ультраструктурной патологии при различных нозологических формах, которое в рамках проекта «Коррекция нарушений иммунной системы в условиях воздействия химических факторов различного генеза» было удостоено диплома победителя на XV конкурсе «Национальная экологическая премия имени В. И. Вернадского» в номинации «Глобальная экология» в 2018 году.

Кроме того, лаборатория приняла участие в проекте «Разработка инновационных методов профилактики, диагностики, лечения инфекционных и соматических заболеваний на основе комплексного системного изучения механизмов развития воспаления», удостоенного в 2021 году в номинации «За заслуги в области науки, техники, охраны окружающей среды и медицины» премии имени Татищева и де Генина.

Под руководством П. А. Сарапульцева в лаборатории продолжались работы, инициированные им в Уральской медицинской академии, исследовались этиопатогенетические механизмы возникновения функциональной патологии сердца, механизмы возникновения и клинические проявления патологии сердечно-сосудистой системы при анкилозирующем спондилоартрите, была разработана методика выявления генетической предрасположенности к различным формам сахарного диабета, выявлены особенности изменения сердечно-сосудистой системы при развитии диабетической кардиопатии и метаболическом синдроме. В 2011 году П. А. Сарапульцев был удостоен почетного звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации». В 2010–2011 годах группа сфокусировалась на междисциплинарных исследованиях (под руководством академика РАН О. Н. Чупахина) — на изучении свойств новых классов химических соединений, синтезированных в Институте органического синтеза УрО РАН и обладающих широким спектром биологической активности. Особо интересные результаты были получены по центральному действию химических соединений группы замещенных тиадиазинов, которые проявили себя в качестве мультитаргетных соединений, обладающих свойствами атипичных нейролептиков. В ходе совместных исследований с российскими и словацкими партнерами были установлены молекулярные мишени для этих соединений, что дает предпосылки позиционировать их в качестве основы для создания новых классов лекарственных веществ. Полученные в рамках этих исследований материалы вошли в докторскую диссертацию П. А. Сарапульцева «Патофизиологические механизмы развития дистресса и обоснование поиска фармакологических препаратов стресс-лимитирующего действия (теоретико-экспериментальное исследование)».

Группа активно взаимодействовала с группой профессора, д.м.н., заслуженного деятеля науки РФ Александра Владимировича Зурочки, являющегося одним из основоположников развития проточной цитометрии в России. Им была основана первая в России школа ученых, применивших проточную цитометрию для диагностики нарушений иммунной системы при различных патологических состояниях. Был предложен многоцветный анализ лейкоцитов при различных патологических состояниях и разработана стандартизованная технология оценки рецепторного аппарата лейкоцитов, утвержденная Минздравом Российской Федерации. Разработка стандартизованной технологии позволила унифицировать методы оценки клеток иммунной системы как для научных исследований, так и для практического здравоохранения. На основании совместных исследований участниками коллектива за цикл работ «Теоретико-экспериментальное обоснование поиска фармакологических препаратов и диагностических критериев иммунопатологии, в том числе и при воздействии стрессорных факторов» в 2019 году был получен почетный диплом имени В. Н. Черниговского в области медицинских наук.

Параллельно под руководством академика РАН В. А. Черешнева и его учеников (д.б.н. М. В. Комелькова) осуществляются фундаментальные и клинические исследования основных иммунопатофизиологических механизмов развития дистрессорных состояний при тяжелых заболеваниях и психогенной нагрузке. К основным результатам можно отнести выделение дистинктных фенотипов животных, различающихся по типу используемой при хроническом стрессе адаптационной стратегии, а также формулирование концепции о формировании гипокортикоидного состояния на фоне хронического стресса как следствия действия провоспалительных цитокинов на фоне системного воспаления низкой градации.

С 2020 года фокус исследований сместился в сторону иммунопатогенеза и эпидемиологии новой коронавирусной инфекции и ее осложнений. Началось выполнение международного российско-китайского проекта РФФИ 20-515-55003 «Иммуноопосредованные механизмы SARS-CoV-2 инфекции: новые направления и новые вызовы» (совместно с А. В. Зурочкой). В ходе клинических и лабораторных исследований была показана значимость и прогностическая ценность изменения функционального состояния NK и Т-клеток крови у больных; выявление РНК SARS-CoV-2 и характерного комплекса относительных изменений в протеоме спинномозговой жидкости больных с COVID-19 позволило расширить представления о патогенезе инфекции. Особое внимание коллектива направлено на изучение «постковидного синдрома иммунопатологии». Так, выявлено, что у постковидных пациентов формируются несколько новых, неизвестных ранее фенотипов повреждения иммунной системы. Также под непосредственным руководством А. В. Зурочки проводятся широкомасштабные исследования активных центров цитокинов (наиболее значимые данные были получены по активным центрам ИЛ1-бетта и ГМ-КСФ). В фокусе — изучение найденного в ходе этих исследований активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Была выявлена минимальная структура пептида, обладающая максимальными свойствами, что позволило наладить синтез данного соединения и в конечном итоге выйти на создание косметического лечебного средства. Был получен и запатентован пептид химической формулы из 12 аминокислот.

В 2023 году группа А. В. Зурочки вошла в состав лаборатории, что позволило в полной мере раскрыть потенциал и обеспечило проведение совместных исследований на качественно новом уровне.

С 2023 года руководителем объединенной лаборатории стал д.б.н. Алексей Петрович Сарапульцев.

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ:
(Часть 2) (Часть 3)

Информация о материале: Статьи; 12 марта 2015; Просмотров: 312

Оглавление

Направление «Молекулярные механизмы мышечных сокращений и биомеханика неоднородного миокарда»

Становление уральской научной школы «Физиология и биофизика миокарда»

Первым структурным подразделением, на базе которого создавался ИИФ УрО РАН, был Екатеринбургский отдел молекулярной и клеточной биомеханики Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, директор — академик М. П. Рощевский). Заведовал отделом профессор, д.б.н., заслуженный деятель науки РФ Владимир Семенович Мархасин, который вошел в состав вновь созданной лаборатории биофизики и математического моделирования и стал научным руководителем одного из двух основных направлений исследований в институте — «Молекулярные механизмы мышечного сокращения и биомеханика неоднородного миокарда». В 2003 году В. С. Мархасин был избран членом-корреспондентом РАН. Он проработал в институте главным научным сотрудником до своей кончины в 2015 году.

В момент организации ИИФ УрО РАН в 2003 году были образованы 3 лаборатории: 2 экспериментальные — лаборатория биомеханики (заведующий — д.б.н. Юрий Леонидович Проценко) и лаборатория молекулярных механизмов мышечного сокращения (заведующий — д.б.н. Сергей Юрьевич Бершицкий) — и теоретическая лаборатория биофизики и математического моделирования (заведующая — д.ф.-м.н., профессор Ольга Эдуардовна Соловьёва). Позднее в ходе оптимизации структуры института экспериментальные лаборатории были объединены в одну — лабораторию биологической подвижности (заведующий С. Ю. Бершицкий). Лаборатория биофизики и математического моделирования переименована в лабораторию математической физиологии, и в 2016 году ей было присвоено имя члена-корреспондента РАН В. С. Мархасина.

Костяк сотрудников отдела в составе Ю. Л. Проценко, С. Ю. Бершицкого, Л. Б. Кацнельсона, О. Э. Соловьёвой, Л. В. Никитиной, Г. В. Копыловой, Б. Ю. Бершицкого, Н. А. Балакиной-Викуловой, А. А. Балакина, П. В. Коновалова работает в институте с момента его создания по сегодняшний день. Уже во время работы в институте сотрудниками лабораторий защищено 5 докторских диссертаций и 17 кандидатских диссертаций по биофизике, физиологии. В 2018 году преимущественно из молодых сотрудников лаборатории математической физиологии и биологической подвижности, учеников и аспирантов С. Ю. Бершицкого, Л. В. Никитиной, О. Э. Соловьёвой, была создана молодежная лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики (заведующая — к.ф.-м.н. А. Д. Хохлова).

Этапы организационного развития научной школы

1973–1977	Экспериментальная лаборатория городской клинической больницы № 23 г. Свердловска (заведующий В. Я. Изаков)
1977–1979	Лаборатория биофизики миокарда Свердловской областной клинической больницы № 1 (заведующий В. Я. Изаков)
1979–1988	Лаборатория биофизики НИИ гигиены труда и профзаболеваний (заведующий В. Я. Изаков)
1988–1991	Отдел биофизики Института физиологии Коми научного центра УрО РАН (заведующие В. Я. Изаков, 1988–1990; В. С. Мархасин, 1990–1991) лаборатория биомеханики (заведующие В. С. Мархасин, 1989–1990; Ю. Л. Проценко, 1990–1991) лаборатория физиологически активных веществ (заведующий В. Я. Изаков)
1991–1998	Екатеринбургский филиал Института физиологии Коми научного центра УрО РАН (директор филиала В. С. Мархасин) лаборатория биоинженерии (1994–1997) (заведующий Н. А. Лукин) лаборатория биомеханики (заведующий Ю. Л. Проценко) лаборатория биофизики (заведующий В. С. Мархасин)
1998–2000	Отдел молекулярно-клеточной биомеханики Института физиологии Коми научного центра УрО РАН (заведующий отделом В. С. Мархасин) лаборатория биомеханики (заведующий Ю. Л. Проценко) лаборатория биофизики (заведующий В. С. Мархасин)
2000–2003	Екатеринбургский филиал института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН лаборатория биомеханики (заведующий Ю. Л. Проценко) лаборатория молекулярных механизмов мышечного сокращения (заведующий С. Ю. Бершицкий) лаборатория биофизики и математического моделирования (заведующая О. Э. Соловьёва)
2003–2008	Институт иммунологии и физиологии УрО РАН лаборатория биомеханики мышц (заведующий Ю. Л. Проценко) лаборатория молекулярных механизмов мышечного сокращения (заведующий С. Ю. Бершицкий) лаборатория биофизики и математического моделирования (заведующая О. Э. Соловьёва)
2008 — наст. время	Институт иммунологии и физиологии УрО РАН лаборатория биологической подвижности (заведующий С. Ю. Бершицкий) лаборатория математической физиологии (заведующая О. Э. Соловьёва) лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики (с 2018) (заведующие А. Д. Хохлова, 2018–2021; Д. В. Щепкин, с 2021-го по наст. время)

Основателями научного направления и уральской научной школы физиологии и биофизики сердца, к которой относятся лаборатории биологической подвижности, математической физиологии и трансляционной медицины и биоинформатики, являются профессор Валерий Яковлевич Изаков (1941–1990) и член-корреспондент РАН, профессор Владимир Семенович Мархасин (1941–2015). Более старшее поколение сотрудников лабораторий (доктора наук Ю. Л. Проценко, С. Ю. Бершицкий, Л. Б. Кацнельсон, О. Э. Соловьёва, Л. В. Никитина и кандидаты наук Г. В. Машанов, Н. А. Балакина-Викулова, А. А. Балакин, В. Ю. Гурьев, О. Н. Лукин, Т. В. Чумарная) — их прямые ученики.

Валерий Яковлевич Изаков и Владимир Семенович Мархасин учились в одной группе в Свердловском медицинском институте и окончили его в 1964 году. В числе первых в СССР они начали регистрировать электрическую активность в препаратах миокарда, эти результаты вошли в их кандидатские диссертации, которые они защитили в один день в 1968 году.

Markhasin_Izakov В. С. Мархасин и В. Я. Изаков, 1964

Началом становления школы физиологии и биофизики миокарда в Екатеринбурге (тогда Свердловске) можно считать небольшую группу, созданную Изаковым и Мархасиным в 1974 году на базе 23-й городской клинической больницы при поддержке руководителя отделения кардиохирургии, выдающегося кардиохирурга, профессора Милослава Станиславовича Савичевского. Тогда же в группу вошли Сергей Юрьевич Бершицкий, Юрий Леонидович Проценко, Павел Борисович Цывьян, которые затем выросли в маститых исследователей, стали докторами наук и до сегодняшнего дня образуют костяк уральской школы.

Первое время работа велась на чистом энтузиазме, но сегодня тогдашние волонтеры вспоминают о подвале 23-й больницы с теплотой и ностальгией. Финансовая поддержка исследований появилась благодаря академику Валерию Ивановичу Шумакову, директору федерального НИИ трансплантологии и искусственных органов, когда группа получила официальный статус лаборатории биофизики миокарда и штатные ставки в рамках советско-американской программы «Искусственное сердце». Задачей, поставленной перед лабораторией, была разработка искусственного водителя ритма сердца. В. Я. Изаков выдвинул идею — использовать для запуска стимулятора сокращение предсердия, которое оставалось у реципиента при трансплантации. При постоянной ритмической стимуляции скелетную мышцу кролика пытались трансформировать в мышцу, подобную миокарду. Сотрудники изучали механизмы электрогенеза в кардиомиоцитах, связь между возбуждением и сокращением, механизмы расслабления сердечной мышцы, а также природу вязкоупругого поведения миокарда животных.

В. С. Мархасин одним из первых в стране начал исследовать биоптаты сердца больных в клинике М. С. Савичевского на базе свердловской ГКБ № 23. Там В. С. Мархасин и его ученики изучали механизмы нарушений сократительной функции миокарда при врожденных и приобретенных пороках сердца. Обнаружив существенную неоднородность электрической и механической активности в препаратах сердечной мышцы, Владимир Семенович впервые задумался о физиологической и патофизиологической роли неоднородности миокарда в сердечной деятельности. Впоследствии этот феномен стал одним из основных направлений исследований и «визитной карточкой» научной школы, представители которой с самого начала стремились найти практическое применение своим фундаментальным результатам. Пионерские работы уральских кардиофизиологов в 1980-е годы намного опередили «бум неоднородности», охвативший мировую физиологию сердца десятилетием позже. Новизна и глубина исследований постепенно превратили лабораторию в уникальную научную школу по изучению биомеханики и биофизики мышечного сокращения.

После 23-й горбольницы лаборатория биофизики миокаpда под руководством В. Я. Изакова еще несколько лет работала сначала в областной клинической больнице № 1, затем почти 10 лет в НИИ гигиены труда и профзаболеваний. И наконец в 1988 году коллектив приобрел статус академического, войдя в качестве отдела биофизики в Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, что стало возможным благодаря доброй воле и значительным усилиям директора этого института — академика Михаила Павловича Рощевского. К сожалению, Валерию Яковлевичу Изакову недолго пришлось руководить отделом, который после его ухода из жизни в 1990 году возглавил Владимир Семенович Мархасин. Сейчас уже трудно представить, какие организационные и материальные трудности преодолевал коллектив, чтобы сохраниться и продолжать развиваться в те сложные времена. Существенную поддержку ему обеспечивали гранты Российского фонда фундаментальных исследований, а также международные исследовательские гранты Фонда Сороса, Национального института здоровья США, НАТО, Фонда Александра Гумбольдта, Института Говарда Хьюза, фондов CRDF и Wellcome Trust.

В период развития уральской школы физиологии и биофизики миокарда В. С. Мархасин получил ученую степень доктора биологических наук, защитив в 1983 году диссертацию «Механизмы нарушения сократительной функции миокарда при хронической сердечной недостаточности (экспериментальное исследование биоптатов миокарда больных врожденными и приобретенными пороками сердца)», В. Я. Изаков в 1986 году защитил диссертацию «Исследование клеточныx cиcтем pегуляции меxаничеcкой активноcти (биомеxаничеcкий аспект)» и стал доктором медицинских наук. В 1980–1990-е кандидатами наук стали их ученики: Ю. Л. Проценко, С. М. Руткевич, П. Б. Цывьян, Б. Л. Быков, С. В. Желамский, С. Ю. Бершицкий, О. Н. Бершицкая, Ф. А. Бляхман, Т. Ф. Шкляр, Л. Б. Кацнельсон, Л. В. Никитина, Г. И. Машанов, Т. А. Барабанова. В 1994 году Павел Борисович Цывьян, ученик В. С. Мархасина, уже работая в Уральском НИИ охраны материнства и младенчества, защитил докторскую диссертацию по кардиологии «Регуляторные механизмы регуляции сократительной активности и насосной функции сердца новорожденного». В эти же два десятилетия были изданы ключевые монографии, до сих пор являющиеся настольными книгами для сотрудников института и нескольких поколений исследователей биофизики и биомеханики миокарда[1].

[1] Изаков В. Я., Иткин Г. П., Мархасин B. C. и др. Биомеханика сердечной мышцы. М.: Наука, 1981; Мархасин B. C., Изаков В. Я., Шумаков В. И. Физиологические основы нарушения сократительной функции миокарда. СПб: Наука, 1994; Мархасин B. C., Кацнельсон Л. Б., Никитина Л. B., Проценко Ю. Л., Руткевич С. М., Соловьёва О. Э., Ясников Г. П. Биомеханика неоднородного миокарда. Екатеринбург, 1999; Изаков В. Я., Мархасин В. С., Ясников Г. П., Белоусов B. C., Проценко Ю. Л. Введение в биомеханику пассивного миокарда. М.: Наука, 2000.

Сотрудники группы В. Я. Изакова в 1975 году. Слева направо: П. Б. Цывьян, Ю. Л. Проценко, В. Я. Изаков, В. С. Мархасин и Е. П. Амон

В начале 2000-х отдел В. С. Мархасина послужил основой для создания Института иммунологии и физиологии УрО РАН, который организовал и возглавил академик В. А. Черешнев. В новом институте коллектив обзавелся уникальным оборудованием и продолжил экспериментальные и теоретические исследования в области биомеханики и электромеханического сопряжения в сердечной и скелетной мышцах на современном мировом уровне. Сотрудники этого отдела по сей день работают в лабораториях биологической подвижности и математической физиологии ИИФ. В 2003 году Владимир Семенович был выдвинут институтом и избран членом-корреспондентом РАН Отделения физиологии.

Член-корреспондент В. С. Мархасин, академики Ю. В. Наточин, О. Г. Газенко, В. А. Черешнев на XIX всероссийском съезде физиологов. Екатеринбург, 2004

Отдел проводит эксперименты как на многоклеточных препаратах миокарда, так и на его изолированных клетках и на целом сердце, изучает тонкие механизмы регуляции функции в нормальном миокарде и при его патологии. В лаборатории биологической подвижности под руководством доктора биологических наук С. Ю. Бершицкого, ученика В. Я. Изакова, ведутся эксперименты на молекулярном уровне, в которых изучается взаимодействие сократительных белков сердечной мышцы и их кальциевая регуляция. Группа доктора биологических наук Л. В. Никитиной, ученицы В. С. Мархасина, исследует неоднородность сократительных белков миокарда. Такого рода экспериментами занимаются очень немногие лаборатории мира. В сотрудничестве с еще одним «школьником» с советских времен доктором физико-математических наук Андреем Кимовичем Цатуряном (Институт механики МГУ) и при участии коллег из Лондонского имперского колледжа активно развиваются исследования фундаментальных механизмов функционирования моторных мышечных белков, инициированные в свое время В. Я. Изаковым. Группа доктора биологических наук Ю. Л. Проценко, тоже ученика В. Я. Изакова, изучает биомеханику сердечной мышцы в норме и при патологии: в частности, исследуются нарушения функции миокарда, вызванные гипертензией, которая может приводить к тяжелой гипертрофии сердца. Активно развивается математическое моделирование сердечной мышцы, значение которого так хорошо понимали и поддерживали В. Я. Изаков и В. С. Мархасин. Первые работы по моделированию были выполнены ими еще в 1980-е годы совместно с профессором, д.ф.-м.н. Григорием Нойховичем Мильшейном (УрГУ) и А. К. Цатуряном (МГУ). Позднее развитию этих работ посвятили себя сначала д.ф.-м.н. Леонид Борисович Кацнельсон, ученик В. Я. Изакова и В. С. Мархасина, а потом и д.ф.-м.н. Ольга Эдуардовна Соловьёва, ученица Владимира Семеновича. Сегодня она руководит лабораторией математической физиологии, которую В. С. Мархасин создал в ИИФ и в которой работал до самых последних дней.

В настоящее время в рамках направления работают следующие лаборатории:

лаборатория биологической подвижности;
лаборатория математической физиологии;
лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики.

Лаборатория биологической подвижности

Лаборатория биологической подвижности была создана в 2008-м, в год реструктуризации института, и объединила лаборатории биомеханики и молекулярных механизмов мышечного сокращения, как было изложено выше. Сегодня исследования в этой лаборатории ведутся двумя научными группами: группой молекулярных механизмов мышечного сокращения д.б.н. С. Ю. Бершицкого и группой биомеханики мышц д.б.н. Ю. Л. Проценко.

Научная группа молекулярных механизмов мышечного сокращения д.б.н. С. Ю. Бершицкого

В 2003 году филиал Института экологии и генетики микроорганизмов был преобразован в самостоятельный Институт иммунологии и физиологии УрО РАН во главе с академиком В. А. Черешневым. Лабораторию биологической подвижности (под руководством С.Ю. Бершицкого) объединили с лабораторией биомеханики (под руководством Ю.Л. Проценко), и она стала называться лабораторией биологической подвижности. Галина Васильевна Копылова занималась в ней экспериментами на in vitro подвижной системе, к ней присоединилась Лариса Валерьевна Никитина. С помощью Бориса Юрьевича Бершицкого и Дениса Александровича Овсянникова мы изготовили две новые установки для волоконных экспериментов: одну для использования на синхротроне, вторую — в лаборатории. Сделали новые моторы для быстрых деформаций волокна, дистанционно управляемый блок ячеек с растворами, который позволял держать мышечное волокно в рентгеновских экспериментах в вертикальном положении, что улучшало пространственное разрешение в меридиональном направлении рентгенограммы.

В 2005 году С. Ю. Бершицкий защитил докторскую диссертацию на кафедре биофизики биологического факультета МГУ на тему «Исследование механизма генерации силы в мышце».

В 2006 году в лабораторию пришёл Салават Рафаилович Набиев — выпускник кафедры экспериментальной физики УПИ, сначала в качестве магистранта, а потом сотрудника. Вместе с ним, Денисом и Борисом мы занялись строительством установки двухлучевой оптической ловушки. Был получен грант РФФИ на приобретение флуоресцентного микроскопа, из средств гранта HHMI мы купили оптические компоненты, лазеры, противовибрационные столы и прочее. К 2009 году единственная в стране установка для исследования механизма мышечного сокращения на уровне взаимодействия одиночных молекул белков была готова. Это, конечно же, расширило экспериментальные возможности лаборатории.

В 2008 году у нас появился ещё один молодой сотрудник — Даниил Владимирович Щепкин, окончивший биологический факультет УрГУ, с его приходом тематика лаборатории расширилась: к изучению молекулярных механизмов сокращения мышц добавились молекулярные механизмы его регуляции. Эти исследования идут в тесной кооперации с лабораторией структурной биохимии белка в московском Институте биохимии имени А. Н. Баха и с Институтом механики МГУ.

Заведующий лабораторией — Сергей Юрьевич Бершицкий поделился своими воспоминаниями о истроии создания лаборатории и деятельности своей научной группы в лирико-документальном очерке.

Научная группа биомеханики мышц д.б.н. Ю. Л. Проценко

Ключевыми сотрудниками группы биомеханики мышц в лаборатории биологической подвижности являются ее руководитель г.н.с., д.б.н. Юрий Леонидович Проценко (научная карьера с 1971 года), с.н.с., к.б.н. Сергей Михайлович Руткевич (научная карьера с 1970 года), с.н.с., к.б.н. Олег Николаевич Лукин (научная карьера с 1998 года), с.н.с., к.б.н. Александр Александрович Балакин (научная карьера с 1998 года), с.н.с., к.б.н. Леонид Тимофеевич Смолюк (научная карьера с 2008 года), м.н.с., к.б.н. Алексей Тимофеевич Смолюк (научная карьера с 2015 года), м.н.с. Руслан Владимирович Лисин (научная карьера с 2009 года), н.с. Даниил Андреевич Кузнецов (научная карьера с 2009 года).

Коллектив группы Ю. Л. Проценко имеет длительный опыт работы в области биомеханики и физиологии нормального и патологически измененного миокарда. Основной объект ее экспериментальных исследований — изолированные многоклеточные препараты сердечной мышцы (папиллярные мышцы, трабекулы) и изолированные кардиомиоциты желудочков и предсердий сердца теплокровных животных. Экспериментальные методы включают в себя прямые биомеханические измерения и оптическую регистрацию свечения флуоресцентных красителей. Одним из направлений исследований коллектива является изучение длинозависимой (ин)активации механической активности и кальциевой регуляции в кардиомиоцитах нормального и патологически измененного миокарда. В его рамках исследуется феноменология быстрых, в течение нескольких циклов сокращения, изменений сократимости и кинетики несвязанного цитозольного кальция (кальциевого перехода) в ответ на деформацию (феномен Франка — Старлинга) и более длительных, в течение минут, изменений сократимости и кальциевого перехода (феномен Анрепа).

Новое направление, сформированное под научным руководством В. С. Мархасина (биомеханика неоднородного миокарда), позволило сотрудникам группы создать уникальный метод экспериментального исследования механической и электрической активности неоднородного миокарда — метод мышечных дуплетов. В его основе лежит разработанный С. М. Руткевичем алгоритм программного управления в реальном масштабе времени механической связью двух отдельно расположенных мышц. Этот метод активно применяется в лаборатории для изучения роли пространственно-временной неоднородности сердечной ткани в регуляции ее сократительной функции. В частности, проводится исследование непрерывного механического взаимодействия сердечной мышцы с последовательно или параллельно соединенным мышечным или виртуальным (математическая модель) партнером. Такое взаимодействие характерно для сокращения мышечных волокон в целом сердце, в процессе чего происходит взаимная автоподстройка их сократительной активности.

Под руководством Ю. Л. Проценко разработана и верифицирована уникальная математическая модель вязкоупругих свойств и геометрических размеров морфофункционального элемента миокарда — фасцикулы (пластины), которая защищена двумя кандидатскими диссертациями (Л. Т. Смолюк и А. Т. Смолюк).

В тесном сотрудничестве с Екатеринбургским медицинским научным центром профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий Роспотребнадзора лаборатория токсикологии изучает эффекты острого и хронического отравления солями и наночастицами тяжелых металлов (свинец, кадмий) на сократимость миокарда желудочка крыс. В частности, выполняются исследования влияния острого и субхронического токсического действия солей свинца и кадмия in vitro на фундаментальные механизмы регуляции сократимости миокарда при регистрации механических и электрических характеристик и кинетики кальция в кардиомиоцитах, многоклеточных препаратах миокарда и на уровне изолированного интактного сердца здоровых крыс и крыс с экспериментальной моделью легочно-сердечной недостаточности. Это направление является перспективным ввиду его очевидной актуальности.

С 2006 года группа проводит исследования по нескольким грантам Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), Российского научного фонда (РНФ), программ Президиума Российской академии наук и УрО РАН.

Сотрудниками группы защищены диссертации:

Проценко Ю. Л. «Влияние неоднородности и нелинейности механических характеристик миокарда на его сократимость». Специальность: 03.00.13 — физиология. Сыктывкар, Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, 2005. Научный консультант д.м.н. Мархасин В. С.
Балакин А. А. «Биомеханические эффекты взаимодействия элементов неоднородного миокарда в последовательном и параллельном дуплетах». Специальность: 03.00.13 — физиология. Сыктывкар, Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, 2009. Руководитель д.б.н. Проценко Ю. Л., научный консультант д.м.н. Мархасин В. С.
Лукин О. Н. «Исследование влияния механической неоднородности миокарда на его сократимость методом параллельного гибридного дуплета». Специальность: 03.00.13 — физиология. Екатеринбург, Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, 2006. Руководитель д.б.н. Проценко Ю. Л., научный консультант д.м.н., член-корр. РАН Мархасин В. С.
Смолюк Л. Т. «Экспериментальное и теоретическое исследование вязкоупругих свойств папиллярной мышцы». Специальность: 03.01.02 — биофизика. Пущино, 2011. Руководители д.б.н. Проценко Ю. Л., к.ф-м.н. Кобелев А. В.
Смолюк А. Т. «Неоднородность вязкоупругих свойств миокарда. Модель и эксперимент». Специальность: 03.01.02 — биофизика. Санкт-Петербург, ФГАОУ ВО «СПбПУ», 2018. Руководитель д.б.н. Проценко Ю. Л.
Клинова С. В. «Научное обоснование принципов биологической профилактики кардиовазотоксического действия свинца и кадмия». Специальность: 14.02.01 — гигиена. Москва, 2021. Научные руководители д.б.н. Минигалиева И. А., д.б.н. Проценко Ю. Л.

Получен ряд патентов на изобретения: патент № 2636768 «Устройство для фиксации изолированных мышечных препаратов» (Лисин Р. В., Проценко Ю. Л., Балакин А. А., 2018), патент №189320 «Устройство для фиксации мелких и средних лабораторных животных при проведении хирургических вмешательств под ингаляционной анестезией» (Кузнецов Д. А., Проценко Ю. Л., Балакин А. А., 2019), патент № 2712954 «Способ повышения устойчивости организма к комбинированному вредному действию свинца и кадмия» (Привалова Л. И., Клинова С. В., Минигалиева И. А., Сутункова М. П., Валамина И.Е ., Макеев О. Г., Проценко Ю. Л., Никитина Л. В., Герцен О. П., Гурвич В. Б., Кацнельсон Б. А., 2020).

Ю. Л. Проценко и О. Н. Лукин вели исследовательскую и преподавательскую деятельность в Уральском государственном университете и Уральском медицинском университете, под их руководством защищено несколько кандидатских, магистерских и бакалаврских работ.

Сотрудники группы становились лауреатами Премии губернатора Свердловской области для молодых ученых за лучшую работу в области физиологии: Леонид Тимофеевич Смолюк (2011), Олег Николаевич Лукин (2012), Алексей Тимофеевич Смолюк (2015), Даниил Андреевич Кузнецов (2017).

Коллектив лаборатории плодотворно сотрудничает с рядом зарубежных научных групп под руководством д-ра Питера Коля (ранее Университет Оксфорда, Великобритания, ныне Университет Фрайбурга, Германия), д-ра Гэнтаро Ирибэ (Университет Окаямы, Япония), д-ра Питера де Тумба и д-ра Оливье Казорлу (Университет Монпелье, Франция). Ряд сотрудников (О. Н. Лукин, Л. Т. Смолюк) проводили длительные исследования и стажировки за рубежом.

Исследования группы регулярно представляются на российских и зарубежных научных мероприятиях, включая ежегодные конгрессы Biophysical Society (США), European Society of Cardiology (Германия), European Muscle Conference (Польша, Чехия), Mechano-Electric Feedback (Англия, Германия), Российского кардиологического общества (Москва, Екатеринбург, Санкт-Петербург).

Ключевые научные и научно-технические достижения группы Проценко

В рамках исследований группы на изолированных трабекулах и папиллярных мышцах желудочка сердца теплокровных животных было установлено, что в стационарном изометрическом режиме сокращения характеристики спада кальциевого перехода в фазу расслабления существенно зависят от величины степени растяжения мышцы. Впервые было показано, что существуют видовые отличия в проявлении такой зависимости — конкретно в миокарде предсердий и желудочков крысы и морской свинки. Установлены особенности изменения длинозависимого поведения характеристик изометрического сокращения и кальциевого перехода в миокарде крыс при гипертрофии и терминальной стадии легочно-сердечной недостаточности. Помимо краткосрочного феномена регуляции сократимости миокарда (феномен Франка — Старлинга) активно исследуется феномен среднесрочной регуляции сократительной активности миокарда — медленный ответ силы сокращения на резкое изменение длины мышцы (феномен Анрепа). Было показано, что этот весьма выраженный в здоровом миокарде феномен практически полностью подавлен в миокарде крыс с экспериментальной моделью легочно-сердечной недостаточности[1] (Lookin & Protsenko, Eur. Heart J., 2018; Lookin, Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2020).

С помощью метода мышечных дуплетов был открыт и подробно описан новый тип медленных изменений сократительной активности в мышце, возникающих в ходе ее непрерывного механического взаимодействия с последовательно соединенным мышечным партнером; при таком взаимодействии мышца подвержена циклическим динамическим деформациям, характерным для сокращения волокна в целом сердце[2]. Установлено, что в основе этого феномена лежат изменения в кинетике образования и распада кальций-тропониновых комплексов, а также натрий-регулирующие внутриклеточные механизмы[3]. Феномен пространственно-временной морфофункциональной неоднородности кардиомиоцитов в стенке желудочка определяет новый класс процессов внутренней оптимизации сократительной функции сердечной мышцы[4].

Проведена серия работ по исследованию кардиотоксического действия солей и наночастиц тяжелых металлов (свинца и кадмия), установлены различия в степени и направлении модификации сократительной активности препаратов папиллярных мышц и трабекул при хроническом воздействии этими металлами[5] (Protsenko et al., Food Chem. Toxicol., 2020; ).

С помощью одновременного измерения механической активности и кальциевой кинетики в изолированных кардиомиоцитах и многоклеточных препаратах миокарда установлены новые взаимоотношения между степенью нагружения миоцита и его сократительным ответом, а также роли кальциевой активации миофиламентов в механизмах Франка — Старлинга и среднесрочной регуляции сократимости[6] (Lookin, Clin. Exp. Pharmacol. Physiol., 2020; Lookin et al., Front. Physiol., 2022).

Феноменология электро-кальций-механического сопряжения и механо-электрических обратных связей в нормальном/патологическом миокарде желудочка и предсердия исследуется с применением методов прецизионного измерения силы сокращения и задания деформации кардиомиоцита или сердечной мышцы в сочетании с оптическими методами измерения кальциевой активности с использованием эпифлуоресцентной и лазерной сканирующей конфокальной микроскопии и методом измерения трансмембранного потенциала плавающими электродами.

Группа постоянно публикует результаты своих исследований в ведущих зарубежных высокорейтинговых журналах (первого и второго квартилей): «Frontiers in Physiology», «Progress in Biophysics and Molecular Biology», «European Heart Journal», «American Journal of Physiology (Heart Physiology)», «European Journal of Physiology» (ранее «Pflugers Archiv»), «International Journal of Molecular Sciences», «Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology», «Journal of Physiological Science», «Toxicology Reports», «Food and Chemical Toxicology» и других. Сотрудники группы выступили в качестве (со)авторов нескольких монографий^{^[7]}.

Сотрудники группы получили несколько патентов: № 2636768 (2017), № 189320 (2019), № 2712954 (2020).

Работа группы постоянно поддерживается (финансируется) российскими и зарубежными фондами научных исследований, такими как РФФИ (включая конкурсы совместных исследований с зарубежными научными группами), РНФ, Программы Президиума РАН и УрО РАН, Wellcome Trust (Великобритания), National Institutes of Health (США), а также коммерческими компаниями (ОПТЭК, официальный представитель Carl Zeiss в России).

Данные об уникальном оборудовании и приборной базе

Биомеханические измерения сократимости и оптическая регистрация свечения флуоресцентного красителя в изолированной сердечной мышце выполняются с помощью систем для исследования мышечной активности (Muscle Research System, Scientific Instruments GmbH, Гейдельберг, Германия), а также самостоятельно разработанных комплексов для проведения одновременного измерения на двух изолированных сердечных мышцах, в том числе с применением микроэлектродной техники для измерения трансмембранного мембранного потенциала (IE-210 Intracellular Electrometer) и для онлайн-измерений (в псевдореальном масштабе времени) сократительного ответа изолированных сердечных мышц и управления режимами их сокращения в физиологическом эксперименте, что позволяет имитировать изометрический, изотонический, физиологический режимы сокращения сердечной мышцы (Protsenko et al., Food Chem. Toxicol., 2020). Для обработки, анализа и документирования получаемых данных разработан программный комплекс EqapAll6.

На уровне изолированного целого сердца животных проводятся исследования сократимости камер сердца для оценки насосной функции методом построения петли «давление-объем» и электрической функции при регистрации ЭКГ комплексом приборов (Radnoti Working Heart System с набором датчиков и обрабатывающим комплексом Power Lab 30 (ADinstruments, USA) с датчиком MPVS-Ultra Pressure-Volume Unit (ADinstruments, USA)) при измерении внутриполостного давления и внутриполостного объема крови в сердечном цикле.

bm image1 Комплекс приборов для одновременного измерения механической активности и кальциевой кинетики в изолированных кардиомиоцитах и многоклеточных препаратах миокарда

bm image2 Первый комплекс приборов для проведения одновременного измерения мышечной активности на двух изолированных сердечных мышцах (параллельный дуплет)

Для получения одиночных кардиомиоцитов применяется стандартная методика ретроградной (по Лангендорфу) перфузии изолированного сердца раствором с добавлением ферментативного агента с использованием системы перфузии целого сердца (Radnoti, AD Instruments, Австралия). Эта же система позволяет проводить исследования на изолированном интактном сердце при ретроградной и прямой перфузии. Регистрация механической активности, потенциала действия, кальциевого перехода в изолированном кардиомиоците выполняется с помощью системы лазерной конфокальной микроскопии (LSM-710, Carl Zeiss, Германия) и программного обеспечения Zen 2010 (Carl Zeiss, Германия); частота сканирования изображения клетки может составлять до 500 кадров/сек. Метод карбоновых волокон, который используется для проведения прямых биомеханических измерений и манипуляций с изолированными кардиомиоцитами, был впервые применен в ИИФ (в конфигурации двух волокон) сотрудниками группы Ю. Л. Проценко.

Комплекс приборов для исследования изолированного целого сердца животных при регистрации насосной и электрической функции (Radnoti Working Heart System с набором датчиков и обрабатывающим комплексом Power Lab 30 ( ADinstruments, USA) с датчиком MPVS-Ultra Pressure-Volume Unit (ADinstruments, USA)) измерения внутриполостного давления и внутриполостного объема крови в сердечном цикле

В группе также успешно реализованы методики выделения изолированных кардиомиоцитов при перфузии целого сердца крысы (морской свинки) ферментативным раствором, окрашивания изолированных сердечных мышц и одиночных кардиомиоцитов кальций-связывающими флуоресцентными красителями, задания растяжения изолированного кардиомиоцита с помощью техники карбоновых волокон, задания физиологического режима сокращений предсердия и желудочка (аналогично P-V петле целого сердца).

bm image5 Визит профессора Гэнтаро Ирибэ (Университет Окаямы, Япония) в ИИФ УрО РАН.
Внизу: Г. Ирибе, О.Н. Лукин. Вверху: А.А. Балакин, Ю.Л. Проценко, Д.А. Кузнецов.

bm image6 В.С. Мархасин и С.М Руткевич

bm image8 Акад. О. Г. Газенко с женой, С. М. Руткевич и Ю. Л. Проценко на фоне комплекса приборов для измерения механической активности двух изолированных сердечных мышц в изоляции и взаимодействующих в дуплете в реальном масштабе времени

[1] Lookin O., Protsenko Y. The lack of slow force response in failing rat myocardium: role of stretch-induced modulation of Ca-TnC kinetics // J. Physiol. Sci. 2019. Vol. 69(2). P. 345–357.

[2] Protsenko Yu. L. et al. Hybrid duplex — a novel method to study the contractile function of heterogeneous myocardium // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2005. Vol. 289. P. H2733–2746; Markhasin V. S. et al. Slow force response and auto-regulation of contractility in heterogeneous myocardium // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2012. Vol. 110. P. 305–318.

[3] Katsnelson L. B. et al. Contribution of mechanical factors to arrhythmogenesis in calcium overloaded cardiomyocytes: model predictions and experiments // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2011. Vol. 107. Is. 1. P. 81–89.

[4] Balakin A. et al. The phenomena of mechanical interaction of segments of hypertrophied myocardium // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2018. Vol. 133. P. 20–26.

[5] Protsenko Yu. L. et al. Effects of subchronic lead intoxication of rats on the myocardium contractility // Food Chem. Toxicol. 2018. Vol. 120. P. 378–389; Protsenko Yu. L. et al. Further analysis of rat myocardium contractility changes associated with a subchronic lead intoxication // Food Chem. Toxicol. 2019. Vol. 125. P. 233–241; Protsenko Y. L. et al. Changes in rat myocardium contractility under subchronic intoxication with lead and cadmium salts administered alone or in combination // Toxicol. Rep. 2020. Vol. 7. P. 433–442; Klinova S. V. et al. Cardioinotropic Effects in Subchronic Intoxication of Rats with Lead and/or Cadmium Oxide Nanoparticles // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22(7). Art. 3466.

[6] Lookin O., Protsenko Yu. Length-dependent activation of contractility and Ca-transient kinetics in auxotonically contracting isolated rat ventricular cardiomyocytes // Frontiers in Physiology. 2019. Vol. 10. Art. 1473; Lookin O. et al. The role of pacing rate in the modulation of mechano-induced immediate and delayed changes in the force and Ca-transient of cardiac muscle // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2021. Vol. 159. P. 34–45;

^{^[7]} Мархасин В. С. и др. Биомеханика неоднородного миокарда. Екатеринбург, 1999; Мархасин В. С. и др. Введение в основы биомеханики пассивного миокарда. Москва, 2000; Кобелев А. В. и др. Нелинейные вязкоупругие свойства биологических тканей. Екатеринбург, 2012; Markhasin et al. Activation sequence of cardiac muscle in simplified experimental models: relevance for cardiac mechano electric coupling // Cardiac Mechano-Electric Coupling & Arrhythmias / ed. P. Kohl et al. 2nd edition. Oxford University Press, 2011.

Продолжить чтение:
(часть 1) (часть 3)

Информация о материале: Статьи; 12 марта 2015; Просмотров: 328

Оглавление

Лаборатория математической физиологии им. чл.-корр. РАН В.С. Мархасина

Lab math phys Нижний ряд слева направо: Д.В. Мангилева, Н.А. Балакина-Викулова, О.Э. Соловьева, Л.Б. Кацнельсон.
Вехний ряд слева направо: Р. Рокеах, А.Г. Курсанов, Т.В. Чумарная, П.В. Коновалов, Т.М. Нестерова.

Лаборатория математической физиологии была организована по инициативе В.С. Мархасина в процессе создания Института иммунологии и физиологии УрО РАН в 2003 году на базе лаборатории биофизики и математического моделирования, которая появилась в результате реорганизации руководимого В.С. Мархасиным отдела молекулярно-клеточной биомеханики Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (1996–2000) в Екатеринбургский филиал Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (2000–2003). Заведующей лабораторией с момента ее основания по настоящее время является д.ф.-м.н., профессор Ольга Эдуардовна Соловьёва.

В.Я. Изаков и В.С. Мархасин одними из первых в СССР начали использовать и развивать математическое моделирование как инструмент и объект исследований в физиологии. Физиологи Мархасин и Изаков вольнослушателями освоили программу первых двух базовых курсов на математико-механическом факультете Уральского государственного университета. Позднее это позволило им разрабатывать и использовать математические модели для теоретического анализа механизмов электромеханического сопряжения в сердечной мышце, что стало новым направлением в физиологии миокарда.

Еще в конце 1970-х — начале 1980-х были опубликованы их первые работы по моделированию сокращения сердечной мышцы^{^[1]}.

Разработке модели сокращения сердечной мышцы была посвящена кандидатская диссертация Леонида Борисовича Кацнельсона (аспиранта В. Я. Изакова) на тему «Математическое моделирование активации и деактивации механического цикла сокращение-расслабление в однородном и неоднородном миокарде». По результатам исследований в 1991 году была опубликована пионерская работа «Cooperative effects due to calcium binding by troponin and their consequences for contraction and relaxation of cardiac muscle under various conditions of mechanical loading» — прорыв коллектива в высокорейтинговый международный журнал «Circulation Research»^{^[2]}. В этой работе и ряде последующих^{^[3]} был сформулирован и формализован ряд постулатов о кооперативности процессов кальциевой активации сократительных белков кардиомиоцитов. В то время предсказания модели частично опередили экспериментальные данные и были позже подтверждены в нескольких экспериментальных работах. Диссертация была защищена Л. Б. Кацнельсоном в 1994 году, когда В. Я. Изакова уже не стало, и завершал научное руководство работой В. С. Мархасин.

Моделированию ритмоинотропных явлений в сердечной мышце (т. е. зависимости параметров сокращения сердечной мышцы от частоты сокращений и отклонений от регулярного ритма) были посвящены первые научные работы О. Э. Соловьёвой, начатые еще во время обучения в Уральском государственном университете под руководством Г. Н. Мильштейна и В. С. Мархасина. В статье 1985 года^{^[4]} была построена модель, формализующая гипотезу о том, что высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулюма в сердечных клетках происходит в форме дискретных квантов и их количество может существенно увеличиваться при стимуляции клетки парными стимулами. Это позволило объяснить экспериментально наблюдаемое увеличение силы сердечной мышцы более чем в два раза по сравнению со стимуляцией одиночными стимулами. Была реализована идея существования кальциевого S-пула, или, как его потом прозвали коллеги, VS-пула, который накапливает кальций во внутриклеточном депо и в определенных условиях стимуляции может выдавать в саркоплазму клетки дополнительные количества кальция, активирующие сокращения. Сегодня теория кальциевых «спарков» — дискретных порций высвобождаемого кальция в сердечных клетках — экспериментально доказанный факт, правда, что обидно и как часто бывает в западной науке, без ссылок на нашу российскую статью.

C тех пор модели сокращений миокарда и их регуляции постоянно усовершенствуются сотрудниками лаборатории. Большим толчком для развития лаборатории и всего направления биофизики в институте стала поддержка в начале 2000-х годов международных грантов: сначала коллаборативного грантового проекта с французской группой профессора Ива Ле-Карпентье (Париж), а затем международного проекта с группой профессора Дениса Нобла из Оксфордского университета, поддержанного авторитетным британским фондом Wellcome Trust. Сотрудничество с группой Д. Нобла и приглашенного им в Оксфорд профессора Питера Коля позволило представить работы коллектива на лучших международных конференциях, таких как конгрессы Международного общества физиологов в Новой Зеландии (2001) и в США (2005), конференции Физиологического общества в Великобритании и Биофизического общества в США. Институту удалось познакомиться и наладить контакты с многими ведущими специалистами в области биофизики и математического моделирования миокарда из разных стран мира. Сотрудники лаборатории О. Н. Лукин и А. Д. Хохлова прошли длительные стажировки в Университете Оксфорда, Университете Окаямы в Японии. Освоенная там процедура работы с изолированными клетками сердца с использованием карбоновых волокон для управления механической нагрузкой на клетки была перенесена в домашние лаборатории и сейчас является одной из методик, обеспечивающих приоритет исследований института в области клеточной физиологии миокарда.

Благодаря сотрудничеству с группой Дениса Нобла, известного специалиста в области клеточной электрофизиологии сердца, екатеринбургская механическая модель кардиомиоцита была объединена с оксфордской моделью генерации потенциала действия в сердечных клетках. Денис Нобл — ученик сэра Эндрю Хаксли, автора классической модели Ходжкина — Хаксли, описывающей генерацию и распространение нервного импульса^{^[5]}. Он первым применил формализмы Ходжкина — Хаксли к описанию генерации потенциалов действия в сердечных клетках: первая его работа была опубликована в 1960 году в журнале «Nature»^{^[6]}, и в последующих работах модель совершенствовалась по мере появления новых экспериментальных данных об ионных токах в кардиомиоцитах различных видов животных и человека. Полученная интегративная модель, описывающая весь комплекс клеточных процессов сопряжения возбуждения с сокращением, позволила проанализировать механизмы реализации механо-электрической обратной связи в кардиомиоцитах. Интегративная модель электромеханической активности кардиомиоцита, названная Екатеринбург-Оксфордской моделью, и полученные с ее помощью результаты вошли в кандидатскую диссертацию Н. А. Балакиной-Викуловой (2005), защищенную под руководством В. С. Мархасина и О. Э. Соловьёвой, и в несколько часто цитируемых работ коллектива^{^[7]}. В настоящее время модель описывает широкий класс механических и электрических явлений, наблюдаемых в эксперименте. Более того, модель смогла предсказать новые феномены, которые потом были обнаружены в реальных экспериментах. Так, в работах Т. Б. Сульман под руководством Л. Б. Кацнельсона («Mathematical modeling of mechanically modulated rhythm disturbances in homogeneous and heterogeneous myocardium with attenuated activity of Na⁺-K⁺ pump») устанавливалось, что появление спонтанной активности и экстрасистол в кардиомиоцитах при перегрузке кальцием может зависеть от механических условий сокращения миокарда. Эти предсказания модели были позднее подтверждены в экспериментальных работах, проведенных группой Ю. Л. Проценко^{^[8]}. Результатом стал целый цикл работ, направленных на изучение влияния механики на аритмогенез в кардиомиоцитах и миокардиальной ткани, а также на изучение эффектов взаимодействия нормальных и поврежденных клеток в миокардиальной ткани. Первой и одной из наиболее широко используемых современных ионных моделей кардиомиоцита человека является модель ten Tusscher–Noble–Noble–Panfilov (TNNP), разработанная ученицей профессора А. В. Панфилова, совместно с профессором Д. Ноблом в Университете Утрехта^{^[9]}.

Развитие модели не прекращается и в настоящее время. В рамках исследования, выполняемого в лаборатории по гранту РФФИ под руководством профессора Александра Панфилова, механичеcкий блок модели был объединен с моделью TNNP. Сейчас эта модель является одной из наиболее детализированных моделей электромеханической активности кардиомиоцита человека^{^[10]}. Также механический блок модели был использован для создания электромеханической модели сократительной активности кардиомиоцитов крысы. Сотрудники лаборатории Л. Б. Кацнельсон и П. В. Коновалов объединили его с электрофизиологическими моделями Pandit и Hinch^{^[11]} и адаптировали для описания сократительной активности мышц^{^[12]}. Недавно модели сократительной активности кардиомиоцита крысы и человека были дополнены описанием внутриклеточных метаболических процессов. С помощью математической модели показано, как изменение механических условий сокращения кардиомиоцита влияет не только на электрофизиологическое поведение клетки, но и изменяет ее энергопотребление^{^[13]}. Модель электромеханометаболических явлений в кардиомиоцитах человека разрабатывается в рамках гранта РНФ (2021–2023, руководитель Л. Б. Кацнельсон), который направлен на изучение механизмов аритмий, возникающих в ишемизированном миокарде. Данная работа ведется в тесном сотрудничестве с экспериментальной группой профессора Я. Э. Азарова из лаборатории физиологии сердца Института физиологии Коми НЦ УрО РАН.

Особое новаторское направление исследований в области физиологии и биофизики миокарда, которое уже более 30 лет развивается в экспериментально-теоретических работах сотрудников лабораторий биологической подвижности, математической физиологии и молодежной лаборатории трансляционной медицины и биоинформатики, связано с изучением неоднородности миокарда. Гипотеза о роли клеточной неоднородности миокарда впервые была сформулирована в докторской диссертации В. С. Мархасина в 1983 году. Она возникла на основе его собственных наблюдений о неоднородности электрической и механической активности препаратов сердечной мышцы, в особенности в патологически измененном миокарде, совмещенных с имеющимися к тому времени литературными данными и естественно-научными аналогиями с другими биологическими системами. Однако на тот момент отсутствовал экспериментальный метод, который бы позволил продемонстрировать эффекты неоднородности миокарда и оценить результаты взаимодействия между элементами неоднородной системы. Идея метода исследования взаимодействия сегментов сердечной мышцы — мышечного дуплета — также была впервые изложена В. С. Мархасиным в его докторской диссертации, а потом реализована и развита его коллегами Ю. Л. Проценко, С. М. Руткевичем, Л. Б. Кацнельсоном, Л. В. Никитиной, О. Э. Соловьёвой, В. Ю. Гурьевым, Н. А. Балакиной-Викуловой, О. Н. Лукиным, А. А. Балакиным, П. В. Коноваловым, А. Д. Хохловой, А. Г. Курсановым и далее их учениками в нескольких вариантах, включая уникальные экспериментальные установки, осуществляющие взаимодействие двух препаратов сердечной мышцы, а также математические модели, имитирующие взаимодействие двух мышц^{^[14]}. При помощи этого метода был открыт новый тип взаимодействия между неоднородными сократительными элементами миокардиальной ткани — интрамиокардиальный медленный неоднородный ответ. Разработка математической модели, имитирующей работу мышечного дуплета, на основе Екатеринбург-Оксфордской модели электромеханической активности кардиомиоцита позволила описать молекулярные механизмы, обеспечивающие такое взаимодействие. Результаты этих исследований легли в основу кандидатской диссертации П. В. Коновалова (руководители В. С. Мархасин и О. Э. Соловьёва).

Особой гордостью коллектива под руководством В. С. Мархасина была разработка гибридного мышечного дуплета, осуществляющего взаимодействие в реальном времени живого мышечного препарата и виртуальной мышцы — компьютерной программы, имитирующей функцию реальной мышцы и генерирующей сигналы, управляющие сократительной активностью живой мышцы, как при реальном взаимодействии^{^[15]}. Этот метод до сих пор является визитной карточкой нашего коллектива. Благодаря использованию метода мышечных дуплетов были проведены пионерские исследования, в которых убедительно показано, что неоднородность миокарда — это присущее ему свойство, отдельный механизм управления его сократительной активностью и может как оптимизировать функцию нормального миокарда, так и усиливать патологические проявления нарушений функции. Различные аспекты исследований, в том числе моделирования неоднородности миокарда на клеточном и тканевом уровнях, вошли в серию диссертаций, защищенных в коллективе. Это докторские диссертации Ю. Л. Проценко (2005), О. Э. Соловьёвой (2006), Л. Б. Кацнельсона (2008), Л. В. Никитиной (2014), а также кандидатские диссертации учеников В. С. Мархасина и учеников его учеников: В. Ю. Гурьева (2004), Н. А. Балакиной-Викуловой (2005), О. Н. Лукина (2006), М. П. Филипьева (2007), Т. Б. Сульман (2008), Т. В. Чумарной (2009), А. А. Балакина (2009), Л. Т. Смолюка (2011), П. В. Коновалова (2013), А. М. Рывкина (2014), А. Д. Хохловой (2015), А. Т. Смолюка (2018), А. Г. Курсанова (2018), О. П. Герцен (2021), С. Ю. Хамзина (2022).

Дальнейшим развитием исследований с применением математических моделей сердца стали работы по созданию «виртуального сердца». Этот проект был начат В. С. Мархасиным при поддержке Программы фундаментальных исследований УрО РАН и Президиума РАН (2009–2014), затем продолжен в рамках гранта РНФ для создания новых лабораторий (2014–2016) и гранта РНФ для научных групп (2019–2023), проектов Программы развития Уральского федерального университета (2014–2022). Для реализации этого масштабного проекта была создана и действует научная лаборатория «Математическое моделирование в физиологии и медицине» в Уральском федеральном университете (заведующая О. Э. Соловьёва), образована совместная лаборатория УрФУ и ИИФ УрО РАН «Компьютерная биология и медицина» (заведующая О. Э. Соловьёва, научный руководитель профессор А. В. Панфилов). Началась новая эпоха разработки сложных, анатомически детализированных моделей сердца человека и лабораторных животных, которые можно использовать не только для решения фундаментальных задач физиологии и патофизиологии сердца и в том числе для исследования молекулярно-клеточных механизмов сердечных аритмий и сердечной недостаточности, но и для решения задач практической медицины. Коллективом созданы уникальные персонифицированные модели сердец пациентов^{^[16]}, которые можно использовать для диагностики и прогноза состояния пациентов с сердечными патологиями. Совместно с аритмологами НИМЦ имени В. А. Алмазова разрабатывается технология применения компьютерных моделей сердца и методов машинного обучения для оценки эффективности и оптимизации процедур сердечной электрокардиостимуляции^{^[17]}. Современные методы машинного обучения используются для анализа экспериментальных данных, идентификации параметров моделей, предсказания отклика моделей на воздействия, не учтенные при разработке моделей. Решению этих задач посвящена защищенная в конце 2022 года диссертация С. Ю. Хамзина (руководитель О.Э. Соловьёва) и готовящаяся к защите диссертация К. С. Ушенина.

В серии недавних работ лаборатории развивается метод популяционного моделирования. Здесь для решения задач оценки влияния активных веществ или применения терапевтических процедур создается популяция компьютерных моделей, имитирующая популяцию экспериментальных объектов. В рамках такой виртуальной популяции можно анализировать, как то или иное воздействие влияет на когорту образцов с варьируемыми свойствами, так же как это изучается в реальных экспериментальных или клинических исследованиях. С использованием методов популяционного моделирования исследованы влияние старения на электрическую функцию кардиомиоцитов предсердия и их чувствительность к антиаритмическим препаратам. Разработаны модели, описывающие особенности ионной динамики и процессов генерации потенциала действия в клетках водителя сердечного ритма при старении, а также в онтогенезе.

В фокусе деятельности лаборатории всегда были клинико-физиологические исследования, в которых разрабатывались и использовались методы математического анализа клинических данных. Так, в работах В. С. Мархасина с сотрудниками клинических учреждений был предложен индекс неоднородности движения стенки левого желудочка сердца человека, обладающий, как оказалось, высокой диагностической и прогностической значимостью^{^[18]}. Продолжением исследований неоднородности движения стенки левого желудочка и изменения его формы в течение сердечного цикла в норме и при патологии стала кандидатская диссертация Т. В. Чумарной (2009), ученицы В. С. Мархасина. На основе этих исследований разработана концепция функциональной геометрии сердца, согласно которой характеристики динамического изменения формы сердца в дополнение к традиционным показателям, определяемым при эхокардиографическом исследовании, дают значимую информацию для оценки состояния сократительной функции сердца пациентов с ишемической болезнью, сердечной недостаточностью, транспланированным сердцем^{^[19]}. Эти исследования стали возможны благодаря плодотворному взаимодействию с кардиохирургами Свердловской областной клинической больницы № 1 (Екатеринбург) и Национального медицинского исследовательского центра имени В. А. Алмазова (Санкт-Петербург). В 2021 году Т. В. Чумарная, О. Э. Соловьёва и Э. М. Идов (руководитель Центра сердца и сосудов ОКБ № 1) за серию работ «Определение параметров функциональной геометрии сердца для оценки и прогноза состояния левого желудочка у пациентов с хронической сердечной недостаточностью» были награждены Президиумом Уральского отделения РАН дипломом имени Н. В. Черниговского.

Совместно с Уральским научно-исследовательским институтом охраны материнства и младенчества (Екатеринбург) проводятся исследования функциональной геометрии левого желудочка в онтогенезе у детей от внутриутробного и раннего постнатального периода до дошкольного возраста^{^[20]}, выясняются особенности нарушений развития сердца у недоношенных детей с разным сроком гестации и детей, рожденных при осложненной многоплодной беременности.

Современные методы разведочного анализа и нейронные сети используются для отыскания новых диагностических и прогностических признаков вариабельности сердечного ритма при фибрилляции предсердий.

Инициативные научно-исследовательские проекты сотрудников лаборатории многократно поддерживались российскими грантами в рамках Программы Президиума РАН «Фундаментальная наука — медицине», Президиума УрО РАН, фонда РФФИ, РНФ, программы Рособразования «Развитие научного потенциала высшей школы», ФЦП «Интеграция науки и высшего образования России», а также грантами международных фондов INTAS (Европейское сообщество), Wellcome Trust (Соединенное Королевство), Fogarty International Center и CRDF (США). Молодые сотрудники коллектива получали индивидуальные гранты на поддержку исследований от РФФИ и Фонда президентских грантов.

В лаборатории математической физиологии сформировался крепкий коллектив высококвалифицированных сотрудников. Новые идеи им помогают реализовывать студенты и аспиранты УрФУ и других вузов. В свою очередь, сотрудники лаборатории разрабатывают и читают курсы по биофизике и математическому моделированию в Уральском федеральном университете.

[1] Шумаков В. М., Штейнгольд Е. Ш., Изаков В. Я., Иткин Г. П. Моделирование сокращения предсердий и желудочков сердечной мышцы // Биофизика. 1978. Т. 23 (2). С. 318–325; Цатурян А. К., Изаков В. Я. Математическая модель сопряжения возбуждения с сокращением в сердечной мышце // Биофизика. 1978. Т. 23 (5). С. 895–900; Мархасин B. C., Мильштейн Г. Н. Моделирование влияния ритма на силу сокращений сердечной мышцы // Биофизика. 1978. T. 23 (4). С. 674–681; Мархасин B. C., Мильштейн Г. Н., Соловьева О. Э. К теории регуляции силы сокращений сердечной мышцы // Биофизика. 1985. Т. 30 (2). С. 322–327.

[2] Izakov V. Ya., Katsnelson L. B., Blyakhman F. A., Markhasin V. S., Shklyar T. F. Cooperative effects due to calcium binding by troponin and their consequences for contraction and relaxation of cardiac muscle under various conditions of mechanical loading // Circulation Research, 1991. Vol. 69. P. 1171–1184. doi: 10.1161/01.RES.69.5.1171.

[3] Katsnelson L. B., Markhasin V. S. Mathematical Modeling of relations between the kinetics of free intracellular calcium and mechanical function of myocardium // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 1996. Vol. 28 (3). P. 475–486. doi: 10.1006/jmcc.1996.0044; и др.

[4] Мархасин B. C., Мильштейн Г. Н., Соловьева О. Э. К теории регуляции силы сокращений сердечной мышцы // Биофизика. 1985. Т. 30 (2). С. 322–327.

[5] Hodgkin A. L., Huxley A. F. A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve // The Journal of Physiology. 1952. Vol. 117 (4). P. 500–544.

[6] Noble D. Cardiac action and pacemaker potentials based on the Hodgkin-Huxley equations // Nature. 1960. Vol. 188. P. 495–497.

[7] См., например: Solovyova O. E., Vikulova N. A., Konovalov P. V., Kohl P., Markhasin V. S. Mathematical modelling of mechano-electric feedback in cardiomyocytes // Russian Journal of Numerical Analysis Mathematical Modelling. 2004. Vol. 19 (4), P. 331–35. doi: 10.1515/rnam.2004.19.4.331; Solovyova O., Katsnelson L., Guriev S., Nikitina L., Protsenko Yu., Routkevitch S., Markhasin V. Mechanical inhomogeneity of myocardium studied in parallel and serial cardiac muscle duplexes: experiments and models // Chaos, Solitons & Fractals. 2002. Vol. 13. P. 1685–1711. doi: 10.1016/S0960-0779(01)00175-8; Sulman T., Katsnelson L. B., Solovyova O., Markhasin V. S. Mathematical modeling of mechanically modulated rhythm disturbances in homogeneous and heterogeneous myocardium with attenuated activity of Na⁺-K⁺ pump // Bulletin of Mathematical Biology. 2008. Vol. 70 (3). Р. 910–949. doi: 10.1007/s11538-007-9285-y; и др.

[8] Katsnelson L. B., Solovyova O., Balakin A., Lookin O., Konovalov P., Protsenko Y., Sulman T., Markhasin V. S. Contribution of mechanical factors to arrhythmogenesis in calcium overloaded cardiomyocytes: Model predictions and experiments // Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2011. V. 107(1). P. 81–89. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2011.06.001.

[9] ten Tusscher K. H, Noble D., Noble P. J., Panfilov A. V. A model for human ventricular tissue // Heart and Circulatory Physiology. 2004. Vol. 286 (4). P. H1573–1589. doi: 10.1152/ajpheart.00794.2003.

[10] Balakina-Vikulova N. A., Panfilov A., Solovyova O., Katsnelson L. B. Mechano-calcium and mechano-electric feedbacks in the human cardiomyocyte analyzed in a mathematical model // The Journal of Physiological Sciences. 2020. Vol. 70. Art. 12. doi: 10.1186/s12576-020-00741-6.

[11] Katsnelson L. B., Konovalov P., Solovyova O. New mathematical model of electromechanical coupling in rat cardiomyocytes // Computing in Cardiology. 2018. Vol. 45. P. 1–4. doi: 10.22489/CinC.2018.062.

[12] Khokhlova A., Konovalov P., Iribe G., Solovyova O., Katsnelson L. The effects of mechanical preload on transmural differences in mechano-calcium-electric feedback in single cardiomyocytes: experiments and mathematical models // Frontiers in Physiology. 2020. Vol. 11. Art. 171. doi: 10.3389/fphys.2020.00171.

[13] Balakina-Vikulova N. A., Katsnelson L. B. Integrative mathematical model of electrical, metabolic and mechanical processes in human cardiomyocytes // Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2022. Vol. 58 (1). P. S107–124. doi: 10.1134/S00220930220701.

[14] См. монографию: Мархасин В. С. и др. Биомеханика неоднородного миокарда. Екатеринбург, 1999; обзор: Solovyova O., Katsnelson L. B., Kohl P., Panfilov A. V., Tsaturyan A. K., Tsyvian P. B. Mechano-electric heterogeneity of the myocardium as a paradigm of its function // Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2016. Vol. 120 (1-3). P. 249–254. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2015.12.007.

[15] Protsenko Y. L., Routkevitch S. M., Gur'ev V. Y., Katsnelson L. B., Solovyova O., Lookin O. N., Balakin A. A., Kohl P., Markhasin V. S. Hybrid duplex: a novel method to study the contractile function of heterogeneous myocardium // American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2005. Vol. 289 (6). P. H2733–H2746. doi: 10.1152/ajpheart.00306.2005.

[16] Ushenin K., Kalinin V., Gitinova S., Sopov O., Solovyova O. Parameter variations in personalized electrophysiological models of human heart ventricles // PLoS One. 2021. Vol. 16 (4). Art. e0249062. doi: 10.1371/journal.pone.0249062; Khamzin S., Dokuchaev A., Bazhutina A., Chumarnaya T., Zubarev S., Lyubimtseva T., Lebedeva V., Lebedev D., Gurev V., Solovyova O. Machine Learning prediction of cardiac resynchronisation therapy response from combination of clinical and model-driven data // Frontiers in Physiology. 2021. Vol. 12. Art. 2283. doi: 10.3389/fphys.2021.753282.

[17] Khamzin S., Dokuchaev A., Bazhutina A., Chumarnaya T., Zubarev S., Lyubimtseva T., Lebedeva V., Lebedev D., Gurev V., Solovyova O. Machine Learning prediction of cardiac resynchronisation therapy response from combination of clinical and model-driven data // Frontiers in Physiology. 2021. Vol. 12. Art. 2283. doi: 10.3389/fphys.2021.753282.

[18] Мархасин В. С., Гласман А. А., Честухин В. В., Гольдберг С. И., Кацнельсон Л. Б., Маханек A. O. Вклад сегментарной кинетики левого желудочка в регуляцию насосной и сократительной функции сердца // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 1994. Т. 18 (4). С. 72–79.

[19] Чумарная Т. В., Соловьева О. Э., Сухарева С. В., Варгина Т. А., Mapxacuн В. С. Пространственно-временная неоднородность сокращения стенки левого желудочка в норме и при ишемической болезни сердца // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2008. Т. 94 (11). С. 1217–1239; Chumarnaya T., Solovyova O., Alueva Y., Mikhailov S. P., Kochmasheva V. V., Markhasin V. S. Left ventricle functional geometry in cardiac pathology // Computing in Cardiology. 2015. Vol. 42. P. 353–356; Chumarnaya T., Mikhaylov S. P., Idov E. M., Solovyova O. Classification model of heart transplant outcomes based on features of left ventricular functional geometry // Computing in Cardiology. 2018. Vol. 45. P. 1–4. doi: 10.22489/CinC.2018.028.

[20] Chumarnaya T. V., Kraeva O. A., Tsyvian P. B., Solovyova O. E. Functional geometry of the left ventricle in term newborns with different birth weights // Human Physiology. 2018. Vol. 44 (5). P. 565–573. doi: 10.1134/S0362119718030040.

Лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики (молодежная)

Основные вехи формирования и развития

Лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики (ЛТМиБ) была образована в декабре 2018 года в рамках инициативы создания «молодежных лабораторий» национального проекта «Наука и университеты» и с тех пор устойчиво развивается и укрепляет свой авторитет. ЛТМиБ собрала под своим крылом молодых ученых самых разных направлений — биологов, физиков, химиков, математиков.

Что же объединяет эти юные умы? Госзадание института? Это само собой. Но еще их объединяет боевой настрой, не утоляемая кофеином жажда знаний в глазах и неугомонное стремление трудиться во благо науки круглые сутки! Такая искренняя любовь молодых ученых к науке, желание, даже страсть, узнать истину и понять систему на разных уровнях организации действительно впечатляет.

Трансляционная медицина и биоинформатика — новые, актуальные направления науки, поэтому мы верим, что ЛТМиБ семимильными шагами приближает светлое будущее персонифицированной (и не только) медицины.

Ключевые фигуры и основные направления исследований в аспекте развития научных школ

ЛТМиБ продолжает дело уральской научной школы физиологии, биомеханики и биофизики миокарда, которая выросла из совместной увлеченности

По стопам В. С. Мархасина и В. Я. Изакова и их учеников О. Э. Соловьёвой, С. Ю. Бершицкого и Л. В. Никитиной в ЛТМиБ продолжаются экспериментальные исследования неоднородности на клеточном и молекулярных уровнях организации миокарда под руководством к.ф.-м.н., доцента А. Д. Хохловой, к.б.н. Д. В. Щепкина, к.б.н. О. П. Герцен. Исследуются особенности регуляции механической функции кардиомиоцитов и актин-миозинового взаимодействия в различных отделах сердца в норме и при патологии, в том числе при сердечной недостаточности, фибрилляции предсердий, сахарном диабете 1-го и 2-го типа, а также при интоксикации солями и наночастицами свинца и/или кадмия. Активно изучается влияние фармакологических модуляторов и биопротекторных комплексов на механическую функцию кардиомиоцитов и сократительных белков саркомера в различных регионах сердца. В результате успешной коллаборации лаборатории с профессором Гэнтаро Ирибэ (Университет Асахикава, Япония) Д. А. Волжаниным создана сложная компьютерная система управления уникальной (одной из трех существующих в мире) установкой с использованием карбоновых волокон. Совместно с лабораторией математической физиологии ведутся активные исследования в области персонифицированной кардиологии при помощи методов машинного обучения и биоинформатики (К. С. Ушенин, С. Ю. Хамзин, А. Д. Докучаев). Научные работы лаборатории опубликованы в престижных отечественных и международных научных журналах (Российский кардиологический журнал, «Journal of Molecular and Cellular Cardiology», «International Journal of Molecular Sciences», «Cells», «Frontiers in Physiology», «Toxicology Reports»). Исследования в области биоинформатики является новым и перспективным направлением работы ИИФ, и уже первые результаты были опубликованы в 2022 году в журнале «Математическая биология и биоинформатика» (Е. И. Демичева, К. С. Ушенин, М. А. Болков). За время работы «молодежной» лаборатории в 2022 году О. П. Герцен была защищена первая кандидатская диссертация (научный руководитель Л. В. Никитина).

Kollazh В. С. Мархасин, В. Я. Изаков, Л.В. Никитина, О.Э. Соловьева, С.Ю. Бершицкий, Д. В. Щепкин, А. Д. Хохлова, О. П. Герцен

Участие лаборатории в общественной жизни Екатеринбурга

Молодые ученые ЛТМиБ активно участвуют в общественной жизни родного города. С 2022 года по инициативе О. П. Герцен в Екатеринбурге была введена социальная транспортная карта для аспирантов, ординаторов и адъюнктов. В 2021–2022 годах О. П. Герцен, Т. А. Мячина и К. А. Бутова реализовали проект коротких видеороликов для школьников «Поговорим о науке» в рамках гранта Министерства образования и молодежной политики Свердловской области. Кроме того, лаборатория (в первую очередь О. П. Герцен, К. А. Бутова, Р. А. Симонова, Т. А. Мячина и А. М. Кочурова) активно занимается популяризацией науки. Более 50 научно-популярных лекций для школьников, студентов и заинтересованных взрослых было прочитано за последние два года. О. П. Герцен и К. А. Бутова совместно с сурдопереводчиком читают лекции для глухонемых. В 2021–2022 годах О. П. Герцен стала победителем всероссийского и международного российско-германского конкурса научно-популярных докладов Science Slam.

Кроме того, сотрудники лаборатории активно участвуют в конференциях всероссийского и международного масштаба, прославляя родной город.

Р. А. Симонова, А. М. Кочурова, Е. А. Бельдия; О. П. Герцен; К. А. Бутова

Ключевые научные и научно-технические достижения

С использованием уникальных методик регистрации взаимодействия сократительных белков исследовано нарушение функции сократительных белков миокарда при интоксикации солями тяжелых металлов (свинец, кадмий).
Изучено влияние фармацевтического активатора сердечного миозина омекамтив мекарбила на кальциевую регуляцию актин-миозинового взаимодействия и сократительную активность кардиомиоцитов предсердий и желудочков.
Разработаны и усовершенствованы методы экспериментальных исследований активности изолированных кардиомиоцитов в норме и при патологии различного генеза. Предложен новый метод выделения жизнеспособных одиночных кардиомиоцитов из сердечной ткани. Разработан новый метод оценки сократительной активности, динамики внутриклеточных ионов кальция и распределения Т-тубулярной сети в различных регионах одиночного кардиомиоцита.
Для изучения пассивных вязкоупругих и активных сократительных свойств интактных одиночных кардиомиоцитов разработаны биомеханические протоколы с использованием методики четырех карбоновых волокон, реализуемой с помощью системы цифрового манипулирования.
Исследованы различия сократительной функции одиночных кардиомиоцитов и сократительных белков саркомера разных отделов сердца при экспериментальном сахарном диабете, гипоэстрогении и фибрилляции предсердий у крыс.
Проведены исследования механизмов патогенеза ряда социально значимых заболеваний на экспериментальных моделях у животных. Исследованы особенности инсулин-позитивных клеток в печени здоровых животных и при экспериментальном сахарном диабете у крыс.

Разработаны новые подходы в использовании нейронных сетей и регрессионного анализа для автоматической обработки данных, полученных при гистологических исследованиях и при применении различных инструментальных методов исследований.

К. А. Бутова, О. П. Герцен, Т. А. Мячина

Данные об уникальном оборудовании и приборной базе

Одиночные кардиомиоциты в ЛТМиБ получают с использованием аппарата Лангендорфа. И его основная функция — с помощью ретроградной (т. е. выполняемой через аорту) перфузии осуществить промывание целого сердца от крови и далее разрушить соединительную ткань с помощью раствора, содержащего ферменты, что позволяет получить изолированные клетки сердца.

Аппарат Лангендорфа

Часть исследований ЛТМиБ проводится на конфокальном лазерном сканирующем микроскопе LSM-710. Он на протяжении многих лет позволяет получать с помощью флуоресцентных красителей информацию о структуре (например, распределение Т-тубул в клетке) и функции (например, об изменении концентрации цитозольного кальция при сокращении клетки) различных живых объектов.

LSM-710 — конфокальный микроскоп

Для исследования влияния механической нагрузки на сократимость изолированных кардиомиоцитов используется уникальная методика крепления клетки с помощью четырех карбоновых волокон. Такой метод измерения имитирует сокращение клеток, близкое к происходящему в живом организме. Для данной методики используются карбоновые волокна толщиной ~10 мкм, которые способны удерживаться на поверхности клеточной мембраны благодаря силам электростатического взаимодействия. Крепление волокон к микроманипуляторам осуществляется с помощью специально изготовленных стеклянных держателей. Программное обеспечение (IonWizard, IonOptix) позволяет регистрировать положение кончиков карбоновых волокон одновременно с изменением длины саркомеров при сокращении кардиомиоцита. Данная методика является уникальной для России, а всего в мире существует три подобных установки.

Молекулярные исследования молодыми учеными ЛТМиБ проводятся с помощью уникального для России метода in vitro motility assay на базе лаборатории биологической подвижности. Этот метод позволяет изучать сокращение сердца на уровне ансамбля молекул. Регулируемый тонкий филамент, состоящий из флуоресцентно меченого F-актина, тропомиозина и тропонина, в присутствии АТФ движется по миозину внутри проточной камеры, покрытой нитроцеллюлозой. При использовании специальных программ записи и обработки этого движения можно исследовать механические характеристики (силу и относительную скорость), а также кальциевую регуляцию (кальциевую чувствительность и коэффициент кооперативности Хилла).

Центр коллективного пользования ИИФ УрО РАН

Центр коллективного пользования ИИФ УрО РАН был создан на базе института иммунологии и физиологии приказом директора Валерия Александровича Черешнева (приказ № 14 от 27 ноября 2014 года). Первым руководителем ЦКП ИИФ УрО РАН был назначен с.н.с. лаборатории биологической подвижности, к.ф.-м.н. Леонид Тимофеевич Смолюк. Основными задачами созданного ЦКП были повышение эффективности использования имеющегося научного оборудования, обеспечение проведения исследований на современном мировом уровне, а также оказание услуг сторонним организациям, участие в подготовке специалистов и кадров высшей квалификации. Главные направления деятельности ЦКП тесно переплетались с научной тематикой института, изучением иммунных механизмов регуляции физиологических функций и расшифровкой молекулярных механизмов мышечного сокращения и биомеханики неоднородного миокарда.

С августа 2020 года заведующей ЦКП ИИФ УрО РАН является с.н.с. лаборатории морфологии и биохимии, к.б.н. Елена Артуровна Мухлынина (приказ № 16 от 24 августа 2020 года).

В 2023 году спектр направлений деятельности ЦКП был расширен за счет исследования функциональных свойств биологически активных веществ на молекулярно-клеточном уровне.

В настоящее время ЦКП ИИФ УрО РАН представляет собой научно-организационную структуру, обладающую современным научным оборудованием, высококвалифицированными кадрами и обеспечивающую на имеющемся оборудовании проведение широкого спектра научных исследований и оказание услуг, в том числе в интересах внешних пользователей. В числе оборудования ЦКП ИИФ УрО РАН — объекты исследовательской инфраструктуры, которые можно использовать для проведения уникальных научных экспериментов (конфокальный микроскоп Carl Zeiss LSM-710, двухлучевая управляемая оптическая ловушка, механографическая установка, in vitro подвижная система, две установки для исследования механических свойств кардиомиоцитов в вариантах с двумя и четырьмя карбоновыми волокнами), а также широкая линейка техники для проведения физиологических и иммунологических исследований.

Исследовательская инфраструктура центра традиционно привлекает внимание внешних пользователей. На материально-технической базе ЦКП ИИФ УрО РАН с момента его основания было реализовано более 30 научно-исследовательских работ. Заказчиками услуг центра в различные годы были Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Уральский государственный медицинский университет, Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского, Екатеринбургский центр МНТК «Микрохирургия глаза», фонд «Джеффри Моделл Фаундейшн», ООО «Бионика», ООО «Институт генных и клеточных технологий», ООО «Экосорб-Развитие» и др.

За последние 5 лет на базе ЦКП ИИФ УрО РАН были реализованы научные исследования по различным тематикам, среди которых исследование ионных токов в одиночных кардиомиоцитах в норме и при патологии, изучение окрашивающей способности веществ различных классов методом конфокальной микроскопии, отработка перспективных методов консервации донорского сердца с использованием системы для работы с изолированным сердцем, доклиническая оценка функциональных свойств соединений различных классов, их композиций, а также медицинских изделий для ветеринарии, дерматологии и офтальмологии, патоморфологические исследования тканей для создания интерактивного атласа онкопатоморфологии мелких домашних животных.

Диссертационный совет ИИФ УрО РАН

Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН является ведущим научным центром Российской Федерации в области фундаментальных и прикладных исследований по иммунологии, физиологии и патофизиологии. Тематика научных исследований связана с анализом иммунологических механизмов воспаления и регенерации; иммунологической регуляции физиологических функций в норме и при патологических процессах; механизмов оптимизации сократительной функции миокарда; молекулярных механизмов актин-миозинового взаимодействия в процессе силогенерации в сокращающейся мышце.

Создание в Институте иммунологии и физиологии диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук было обусловлено необходимостью организации и проведения аттестации кадров высшей квалификации с учетом интересов академических институтов, университетов и медицинских учреждений Уральского региона и в целом Российской Федерации. А систематическое обобщение и координация тематик диссертационных исследований должны были способствовать существенному повышению научного уровня представляемых к защите диссертационных работ.

Создание диссертационного совета на базе Института иммунологии и физиологии УрО РАН было инициировано академиком, д.м.н., профессором Валерием Александровичем Черешневым. Совет Д 004.027.01 был утвержден приказом Министерства образования и науки в конце 2005 года, а в декабре 2015 года закрыт приказом того же министерства в связи с изменением требований ВАК РФ. Этот совет проводил защиты диссертационных работ по трем научным специальностям и двум областям науки: 14.00.36 — аллергология и иммунология, биологические и медицинские науки (с 2010 года: 14.03.09 — клиническая иммунология, аллергология, медицинские науки), 03.00.13 — физиология, биологические и медицинские науки, 14.02.03 — общественное здоровье и здравоохранение, медицинские науки. За десять лет его деятельности под председательством Валерия Александровича Черешнева были защищены 103 диссертационные работы. Географический диапазон защитившихся достаточно широк: Екатеринбург и Свердловская область, Москва, Пермь, Тюмень, Челябинск и Челябинская область, Башкортостан, Оренбург, Омск, Архангельск, Новокузнецк, Благовещенск, Ростов-на-Дону и др.

Работы, защищенные на диссертационном совете ИИФ УрО РАН в 2005–2015 годах

Докторские диссертации
Аллергология и иммунология (Клиническая иммунология, аллергология)			Физиология			Общественное здоровье и здравоохранение
Биологические науки		Медицинские науки	Биологические науки		Медицинские науки	Медицинские науки
1		3	3		0	6
Всего: 4			Всего: 3			Всего: 6
Итого: 13 докторских диссертаций
Кандидатские диссертации
Аллергология и иммунология (Клиническая иммунология, аллергология)			Физиология			Общественное здоровье и здравоохранение
Биологические науки	Медицинские науки		Биологические науки	Медицинские науки		Медицинские науки
12	12		16	1		49
Всего: 24			Всего: 17			Всего: 49
Итого: 90 кандидатских диссертаций

Кандидатские диссертации защитили следующие сотрудники Института иммунологии и физиологии УрО РАН:

по специальности «физиология» 8 человек — О. С. Арташян, Н. В. Тюменцева, О. Н. Лукин, П. А. Коновалов, Г. В. Копылова, Д. А. Щепкин, Е. А. Мухлынина, И. А. Казакова;
по специальностям «аллергология и иммунология» и «клиническая иммунология, аллергология» 12 человек — Н. В. Зотова, Ю. А. Журавлева, О. Ю. Стрюкова, С. В. Пичугова, Т. Н. Тарасевич, Е. Ю. Гусева, Ю. Г. Лагерева, Д. А. Дрометр (заочный аспирант института), Е. Л. Истомина, Л. В. Соломатина, М. А. Болков, Е. Б. Зуева (очный аспирант института).

Причем Ю. А. Журавлева и С. В. Пичугова защитились одновременно по двум специальностям: соответственно «аллергология и иммунология» и «физиология», биологические науки; «клиническая иммунология, аллергология» и «физиология», медицинские науки.

Также в диссертационном совете были защищены докторские диссертации И. Г. Даниловой (заведующая лабораторией биохимии Института иммунологии и физиологии УрО РАН), Л. В. Никитиной (в.н.с. лаборатории биологической подвижности Института иммунологии и физиологии УрО РАН), Т. В. Гавриловой, И. А. Мальчикова (один из научных консультантов — д.м.н., проф. И. А. Тузанкина), Л. В. Бедулевой, С. А. Никифорова, Г. В. Третьякова, И. А. Галюкова, Г. Т. Лютфалиевой, В. А. Подгаевой, О. В. Моисеевой, И. П. Антроповой (научный консультант — д.м.н., профессор Б. Г. Юшков), В. П. Попова.

В 2016 году по приказу Минобрнауки России на базе института был открыт новый диссертационный совет, который действовал до 16 октября 2022 года (причина закрытия совета — изменение названия научной специальности в соответствии с новой номенклатурой научных специальностей и шифра диссертационного совета). Защиты диссертационных работ проводились по двум специальностями и двум отраслям науки: 14.03.09 — клиническая иммунология, аллергология, медицинские науки, 14.03.03 — патологическая физиология, биологические науки. Председателем диссертационного совета вновь был утвержден академик Валерий Александрович Черешнев, ученым секретарем — профессор, д.м.н. Ирина Александровна Тузанкина, которая занимала эту должность с 2005 по 2022 год.

В этот период в совете защитился 21 диссертант: 14 человек стали кандидатами наук и семь — докторами наук. Диссертанты представляли не только Екатеринбург, но также Санкт-Петербург, Челябинск, Ульяновск, Уфу и Курган.

Докторами стали:

по научной специальности «клиническая иммунология, аллергология», медицинские науки: В. А. Зурочка, Н. Г. Саркисян (научные сотрудники Института иммунологии и физиологии УрО РАН) и Е. В. Давыдова;
по специальности «патологическая физиология», биологические науки: Т. В. Абакумова, Я. Г. Торопова и научные сотрудники Института иммунологии и физиологии А. П. Сарапульцев и М. В. Комелькова.

Кандидатские диссертации защитили 6 сотрудников Института иммунологии и физиологии УрО РАН: Е. А. Басс, М. А. Добрынина, В. В. Дукардт и Д. А. Черемохин — по научной специальности «клиническая иммунология, аллергология», медицинские науки; К. В. Соколова и З. А. Шафигуллина — по научной специальности «патологическая физиология», биологические науки.

У семерых диссертантов научным руководителем или научным консультантом выступал В. А. Черешнев, работая совместно с докторами наук, профессорами И. А. Тузанкиной, Г. Н. Чистяковой и др.

Впервые в диссертационном совете института защитился иностранный соискатель ученой степени кандидата биологических наук по специальности «патологическая физиология, биологические науки, — гражданин Китайской Народной Республики Лю Гоцзюнь, очный аспирант Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. Защита была проведена в соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми Минобрнауки России к научным исследованиям иностранных соискателей: в частности, защита диссертации на английском языке сопровождалась синхронным переводом.

26 января 2023 года приказом Минобрнауки России № 38/нк на базе Института иммунологии и физиологии УрО РАН утвержден и начал работать новый диссертационный совет 24.1.063.01 по двум научным специальностям: «аллергология и иммунология», биологические и медицинские науки, и «патологическая физиология», биологические науки. В составе совета 23 человека, 16 из них являются научными сотрудниками института, председатель совета — вновь академик Валерий Александрович Черешнев. На защиты своих диссертационных работ уже претендуют соискатели ученых степеней кандидатов и докторов наук, как работающие в Институте иммунологии и физиологии УрО РАН, так и исследователи из других городов России (Санкт-Петербурга, Уфы, Архангельска).

Аспирантура ИИФ УрО РАН

Аспирантура (или отдел аспирантуры) существует в ИИФ УрО РАН с момента его основания. За время работы отдела аспиранты выполняли исследования в лабораториях института в рамках подготовки кандидатских диссертаций в очной и заочной форме по специальностям: физиология, патологическая физиология, биофизика, клиническая иммунология, аллергология. До 2014 года формат аспирантуры носил исключительно научно-исследовательский характер. В аспирантуре ИИФ УрО РАН в период с 2002 по 2014 год обучались 66 аспирантов, 18 человек были прикреплены для выполнения диссертационных исследований в качестве соискателей степени кандидата наук и 10 человек — в качестве соискателей степени доктора наук.

Программы аспирантуры относились к программам послевузовского образования, лицензировались и реализовывались по конкретным специальностям научных работников, не вели к присвоению образовательных степеней и не завершались выдачей документов об образовании. Лица, зачисленные в аспирантуру до 2014 года, обучались в соответствии с федеральными государственными требованиями на основании лицензий на образовательную деятельность. Обязанности заведующего аспирантурой в указанный период выполняла к.ф.-м.н. Римма Михайловна Кобелева, совмещая эту деятельность с работой ученого секретаря института.

В 2014–2015 годах для аспирантур образовательных и научных организаций РФ введены ФГОС (федеральные государственные образовательные стандарты) и в соответствии с ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре отнесены к основным образовательным программам высшего образования и представляют собой третий уровень высшего образования. Аспирантура ИИФ УрО РАН успешно прошла аккредитацию согласно всем установленным правилам по двум направлениям подготовки: «фундаментальная медицина» (специальности: «биофизика» и «клиническая иммунология, аллергология»), «биологические науки» (специальность «физиология»).

Выпускникам аспирантуры, успешно прошедшим государственную итоговую аттестацию, стал выдаваться документ об образовании — диплом об окончании аспирантуры по направлению подготовки — и присваиваться квалификация «Исследователь. Преподаватель-исследователь». В соответствии с ФГОС «выполненная научно-исследовательская работа должна соответствовать критериям, установленным для научно-квалификационной работы (диссертации) на соискание ученой степени кандидата наук».

В этот период аспирантурой заведовала к.б.н. Юлия Сергеевна Храмцова. Она успешно трудилась в этом качестве до 2018 года, далее должность заведующей стала занимать и остается в ней по настоящее время к.б.н. Ольга Сергеевна Арташян.

В аспирантуре ИИФ УрО РАН, работающей по ФГОС, в период с 2014 по 2022 год обучался 31 человек, 2 человека были прикреплены для выполнения диссертационных исследований в качестве соискателей степени кандидата наук и 8 человек — в качестве соискателей степени доктора наук.

В настоящее время аспирантура в России как третья ступень высшего образования находится в переходном периоде, так как с 2022/23 учебного года образовательные организации, реализующие программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре, переходят на образовательные программы, разработанные в соответствии с федеральными государственными требованиями (ФГТ), утвержденными приказом Министерства науки и высшего образования Российской Федерации от 20 октября 2021 года № 951 «Об утверждении федеральных государственных требований к структуре программ подготовки научных и научно-педагогических кадров в аспирантуре (адъюнктуре), условиям их реализации, срокам освоения этих программ с учетом различных форм обучения, образовательных технологий и особенностей отдельных категорий аспирантов (адъюнктов)».

Сегодня на первом курсе аспирантуры ИИФ УрО РАН по ФГТ, обучаются 4 аспиранта. По ФГОС продолжают обучение на 2–4 курсах 6 аспирантов. Кроме того, в институте к разным лабораториям прикреплены 3 соискателя степени кандидата наук и 5 соискателей степени доктора наук. Обучение в аспирантуре, согласно новым требованиям, проводится по следующим специальностям:

биофизика,
физиология человека и животных,
иммунология,
патологическая физиология.

С 2003 по 2022 год учащиеся и выпускники аспирантуры ИИФ УрО РАН разных лет, соискатели степеней кандидатов и докторов наук успешно защитили диссертации (как в диссертационном совете нашего института, так и в диссертационных советах других организаций) и получили ученую степень:

кандидата медицинских наук — 28 человек,
кандидата биологических наук — 22 человека,
кандидата физико-математических наук — 9 человек,
доктора медицинских наук — 6 человек,
доктора биологических наук — 6 человек,
доктора физико-математических наук — 2 человека.

Перейти на:
(часть 1) (часть 2)

Информация о материале: Статьи; 03 апреля 2023; Просмотров: 224

Заседание проблемной комиссии
Института иммунологии и физиологии УрО РАН

21 февраля 2024 года состоится заседание проблемной комиссии Института иммунологии и физиологии УрО РАН.
Начало заседания – 14-00.
Место проведения – г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д.106. Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, очный и дистанционный режим.

Повестка дня

Апробация диссертационной работы Иванова Михаила Федоровича, к.м.н., зав. кафедрой общей и клинической патологии: патологической анатомии, патологической физиологии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, соискателя ученой степени доктора медицинских наук по специальности 3.2.7. Иммунология, на тему «ИММУНОПАТОГЕНЕЗ И ИММУНОДИАГНОСТИКА ГЕМОРРАДИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКИ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ».
- Научный консультант – Балмасова Ирина Петровна, д.м.н., проф., в.н.с. лаборатории молекулярно-биологических исследований Научно-исследовательского медико-стоматологического института ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России.
  Рецензенты:
- Гусев Евгений Юрьевич, д.м.н., проф., зав. лабораторией иммунологии воспаления ИИФ УрО РАН;
- Зурочка Александр Владимирович, д.м.н., профессор, ЗДН РФ, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунопатофизиологии ИИФ УрО РАН (г. Екатеринбург).
- Чистякова Гузель Нуховна, д.м.н., проф., ЗДН РФ, руководитель научного отделения иммунологии, микробиологии, патоморфологии и цитодиагностики ФГБУ «Уральский Научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества» Минздрава России, г.В Екатеринбург.
Апробация диссертационной работы Мохоновой Екатерины Валерьевны, н.с. ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора, соискателя ученой степени кандидата биологических наук по специальности 3.2.7. Иммунология на тему: «ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ HELICOBACTER PYLORI НА ВОЗМОЖНОСТЬ РАЗВИТИЯ АУТОИММУННЫХ СДВИГОВ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГАСТРИТОМ».
- Научный руководитель – Новиков Виктор Владимирович, д.м.н., проф., зав. лабораторией иммунохимии ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной» Роспотребнадзора.
  Рецензенты:
- Бердюгина Ольга Викторовна, д.б.н., в.н.с. лаборатории иммунологии воспаления ФГБУН «Институт иммунологии и физиологии» ИИФ УрО РАН;
- Лагерева Юлия Геннадьевна, д.б.н., и.о. главного врача ГАУЗ СО «Клинико-диагностический центр им. Я.Б. Бейкина» Минздрава Свердловской обл., врач высшей квалификационной категории.

Участие членов комиссии обязательно.
Приглашаем всех желающих.

Председатель проблемной комиссии,
академик, д.м.н., проф., В.А. Черешнев

Информация о материале: Статьи; 09 января 2018; Просмотров: 277

Информация 2024 года

2023 год и раньше

Паспорт научной специальности 3.3.3. «Патологическая физиология»
Паспорт научной специальности 1.5.2. «Биофизика»
Паспорт научной специальности 3.2.7. «Аллергология и иммунология»
ПОЛОЖЕНИЕ о совете по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук С ИЗМЕНЕНИЯМИ, утвержденными приказом Минобрнауки РФ № 458 от 07.06.2021
Рекомендация ВАК №1-пл/6 от 22.06.2023 "О переводе в электронный формат документов, выдаваемых в системе государственной научной аттестации"
Рекомендация ВАК №1-пл/2 от 22.06.2023 "О работе по совершенствованию и оптимизации перечня научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук"
(НОВЫЙ!!!) ПРИКАЗ об уверждении номенклатуры научных специальностей, по которым присуждаются научные степени №118 от 24.02.2021
Информация ВАК о применении новой номенклатуры научных специальностей
Информация о категорировании журналов, входящих в Перечень журналов, рецензируемых ВАК (декабрь 2022)
Справочная информация об отечественных изданиях, которые входят в международные реферативные базы данных и системы цитирования и в соответствии с пунктом 5 правил формирования перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (далее – Перечень), утвержденных приказом Минобрнауки России от 12 декабря 2016 г. № 1586 (зарегистрирован Минюстом России 26 апреля 2017 г., регистрационный № 46507), с изменениями, внесенными приказом Минобрнауки России от 12 февраля 2018 г. № 99 (зарегистрирован Минюстом России 15 марта 2018 г., регистрационный № 50368), считаются включенными в Перечень (по состоянию на 30 декабря 2022 г.)
Положение о порядке присуждения ученых степеней
Организационно-распорядительные и нормативные документы о защите диссертаций иностранными гражданами в России

Информация о материале: Статьи; 25 мая 2023; Просмотров: 237

Ученый Совет
Института иммунологии и физиологии УрО РАН

№ 10

28 июня 2023 г.

Повестка дня

Государственная итоговая аттестация аспирантов 2023 г.
1. Селюгина Карина Алексеевна (Хлыстова К.А.)
  Тема: Экспериментальная оценка эффективности применения новой иммунотропной композиции в терапии пародонтита.
  3.2.7 Иммунология (Аллергология и иммунология)
  Руководитель: д.м.н., доцент Саркисян Н.Г.
  Рецензенты: Гусев Е.Ю., д.м.н, профессор, зав. лабораторией иммунологии воспаления ИИФ УрО РАН, Тузанкина И.А., д.м.н., профессор, г.н.с. лаборатории иммунологии воспаления ИИФ Уро РАН.
2. Чумаков Никита Сергеевич
  Тема: Оптимизация репаративного остеогенеза у экспериментальных животных при разработке новой иммуно-остеотропной композиции (экспериментальное исследование).
  3.2.7 Иммунология (Аллергология и иммунология)
  Руководитель: д.м.н., доцент Саркисян Н.Г.
  Рецензенты: Гусев Е.Ю., д.м.н, профессор, зав. лабораторией иммунологии воспаления ИИФ УрО РАН, Тузанкина И.А., д.м.н., профессор, г.н.с. лаборатории иммунологии воспаления ИИФ УрО РАН.
3. Бутова Ксения Андреевна
  Тема: Сократительная функция предсердий крыс в норме и при фибрилляции предсердий вегетативного генеза.
  1.5.2 Биофизика, 3.3.3 Патологическая физиология
  Руководители: д.б.н., г.н.с. лаборатории биологической подвижности Проценко Ю.Л.; к.ф.-м.н., доцент, с.н.с. лаборатории трансляционной медицины и
  биоинформатики Хохлова А.Д.
  Рецензенты: Бершицкий С.Ю., д.б.н., зав. лабораторией биологической подвижности ИИФ УрО РАН, Сарапульцев А.П., д.б.н., зав. лабораторией иммунопатофизиологии ИИФ УрО РАН.
Итоги публикационной активности ИИФ УрО РАН за первое полугодие 2023 года (Храмцова Ю.С.)
Отчет по работе центра коллективного пользования (ЦКП) (Мухлынина Е.А.)
О конференции к 20-летию ИИФ УрО РАН (Тузанкина И.А.)
ИИФ УрО РАН 20 лет! Поздравления (Соловьева О.Э.)

Ученый секретарь, к.б.н. Ю.С. Храмцова.

Заседание Ученого совета ИИФ УрО РАН состоится 28 июня (среда) в 15.00 в конференц-зале по адресу: ул. Первомайская 106

Страница 2 из 10

Заседание проблемной комиссии ИИФ УрО РАН

Документы СМУ

Заседание проблемной комиссии ИИФ УрО РАН

Заседание Ученого совета ИИФ УрО РАН

История Института иммунологии и физиологии УрО РАН (часть 1)

Основание ИИФ УрО РАН

Лаборатории института

Научное направление «Иммунные механизмы регуляции физиологических функций»

Лаборатория иммунофизиологии и иммунофармакологии

Лаборатория иммунологии воспаления

Лаборатория морфологии и биохимии

Лаборатория иммунопатофизиологии

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ:
(Часть 2) (Часть 3)

История Института иммунологии и физиологии УрО РАН (Часть 2)

Направление «Молекулярные механизмы мышечных сокращений и биомеханика неоднородного миокарда»

Становление уральской научной школы «Физиология и биофизика миокарда»

Этапы организационного развития научной школы

Лаборатория биологической подвижности

Научная группа молекулярных механизмов мышечного сокращения д.б.н. С. Ю. Бершицкого

Научная группа биомеханики мышц д.б.н. Ю. Л. Проценко

Продолжить чтение:
(часть 1) (часть 3)

История Института иммунологии и физиологии УрО РАН (Часть 3)

Лаборатория математической физиологии им. чл.-корр. РАН В.С. Мархасина

Лаборатория трансляционной медицины и биоинформатики (молодежная)

Основные вехи формирования и развития

Ключевые фигуры и основные направления исследований в аспекте развития научных школ

Участие лаборатории в общественной жизни Екатеринбурга

Ключевые научные и научно-технические достижения

Данные об уникальном оборудовании и приборной базе

Центр коллективного пользования ИИФ УрО РАН

Диссертационный совет ИИФ УрО РАН

Работы, защищенные на диссертационном совете ИИФ УрО РАН в 2005–2015 годах

Аспирантура ИИФ УрО РАН

Перейти на:
(часть 1) (часть 2)

Заседание проблемной комиссии ИИФ УрО РАН

Информация для соискателей

Заседание Ученого совета ИИФ УрО РАН

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ:(Часть 2) (Часть 3)

Становление уральской научной школы «Физиология и биофизика миокарда»

Этапы организационного развития научной школы

Научная группа молекулярных механизмов мышечного сокращения д.б.н. С. Ю. Бершицкого

Научная группа биомеханики мышц д.б.н. Ю. Л. Проценко

Продолжить чтение:(часть 1) (часть 3)

Основные вехи формирования и развития

Ключевые фигуры и основные направления исследований в аспекте развития научных школ

Участие лаборатории в общественной жизни Екатеринбурга

Ключевые научные и научно-технические достижения

Данные об уникальном оборудовании и приборной базе

Работы, защищенные на диссертационном совете ИИФ УрО РАН в 2005–2015 годах

Перейти на:(часть 1) (часть 2)

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ:
(Часть 2) (Часть 3)

Продолжить чтение:
(часть 1) (часть 3)

Перейти на:
(часть 1) (часть 2)