ЛЕКЦИЯ ХРОНОБИОЛОГИЯ И ХРОНОМЕДИЦИНА (на пороге кардинальных изменений в биологии и медицине)
advertisement
ЛЕКЦИЯ ХРОНОБИОЛОГИЯ И ХРОНОМЕДИЦИНА (на пороге кардинальных изменений в биологии и медицине) С.Л. Загускин Слайд 1 50 лет назад мне в то время студенту 2 курса и председателю научного студенческого общества биофака РГУ поручили прочитать лекцию для работников завода сантехарматуры. Сейчас на месте этого завода находится банк Центр-Инвест, и я благодарю Центр-Инвест за организацию данной лекции. 50 лет назад тема моей лекции была “Мыслят ли животные?” Я задал слушателям вопрос: ”Кто знает, что такое ЭВМ?” Никто не знал. Сейчас после информационной революции, что такое ЭВМ, компьютер знает любой первоклассник. На данной лекции я прошу поднять руки тех, кто знает, что такое гибридома. В конце лекции я попытаюсь обосновать, почему через 50 лет после начала биотехнологической революции каждый первоклассник к 2034 году будет знать, что такое гибридома. Началом биотехнологической революции можно считать присуждение Нобелевской премии в 1984г за получение гибридомы раковой клетки и лимфоцита мыши. Моя задача обосновать, какое отношение к этому имеет и будет иметь хронобиология. Слайд 2. Хронобиология – междисциплинарная наука о временной организации живых систем. Это не только параметры биоритмов, но и постоянные времени обратных связей, длительности переходных процессов и другие характеристики кинетики процессов жизнедеятельности. В 1729г. Ученый секретарь Парижской академии наук де Мэран описал принципиальный факт эндогенности биоритмов, т.е. их относительной независимости от ритмов внешней среды. Листья фасоли, которые опускаются на ночь и вновь распрямляются днем, после помещения растения в постоянно затемненную комнату сохраняли суточный ритм. Однако биоритмы возможно сдвигать по фазе внешними воздействиями. Практическая потребность в измерении времени, согласовании и координации процессов жизнедеятельности с космогелиогеофизическими ритмами внешней среды и поведением других биосистем существовала у человека всегда. Но только в последние 50 лет стало ясно, что вид, характер и степень десинхроноза, т.е. оценка рассогласования процессов в организме во времени позволяет не только диагностировать, но и прогнозировать развитие различных заболеваний, отражать нарушения функционального состояния, напряженность регуляторных систем. Отсюда возникла задача, как восстановить гармонию биоритмов, как устранить десинхронозы, как обеспечить профилактику и лечение различных заболеваний и управление состоянием человека, процессами жизнедеятельности на всех иерархических уровнях биосистем от клетки до биосферы. Оказалось, что устойчивость клетки, организма человека, биоценоза, биосферы можно количественно измерить и восстанавливать на основе механизмов взаимодействия (синхронизации) нелинейных колебаний. 50 лет назад Ганс Халберг (университет Миннесоты, штат Миниаполис) провел первый симпозиум по хронобиологии. До сих пор большинство хронобиологов изучают околосуточные, околомесячные и сезонные ритмы организмов и биоценозов. Халберг обнаружил впервые околонедельный ритм, не связанный с социальными ритмами человека. Материалы этого симпозиума изданы в СССР в 1964г. в виде книги с названием “Биологические часы”. Еще в средние века, если судить по гравюре на слайде, ученые понимали, что в организме человека большая иерархия разных часов. 50 лет назад вышла и моя первая научная публикация, в которой описаны противофазные колебания возбудимости двигательной и зрительной коры головного мозга кошки. В 1981г. во главе с академиком Ф.И. Комаровым, который впервые показал, что прием пищи в ночное время может привести к язве желудка, и академиком Ю.А. Романовым, доказавшим связь временной и пространственной организации ткани, образована Проблемная комиссия по хронобиологии и хрономедицине при АМН. С тех пор я являюсь членом этой комиссии. В настоящее время известны около 500 показателей организма колеблющихся с околосуточным ритмом. Также 50 лет назад я познакомился с моим учителем проф. В.Я. Бродским, у которого учился цитоспектрофотометрии и интерферометрии в Институте биологии развития РАН. В.Я. Бродский впервые обнаружил околочасовые ритмы синтеза белка в клетке. Околочасовых ритмов на уровне клетки и организма известно уже больше сотни. Мы и сейчас продолжаем сотрудничество в изучении этих ритмов, которые обеспечивают подстройку фазы суточного ритма при необходимости его коррекции при трансмеридианных перелетах и при лечении. Все биоритмы являются нелинейными колебаниями с постоянно варьирующими периодами. Подобно расписанию движения поездов и электричек существуют интервалы, люфты, допустимых вариаций длительности периодов (опозданий поездов), которые еще не приводят к патологии, но используются для согласования разных ритмов и адаптации (смене расписаний движения). Однако при катастрофическом нарушении расписания движения в организме происходят уже необратимые структурные нарушения, которые соответствуют уже патологическим десинхронозам. Нам удалось разработать способы оценки такой гомеостатической мощности, иначе резервов саморегуляции и алгоритмы ранней хронодиагностики и прогнозирования заболеваний уже на доклинической стадии. Удалось обосновать и способ биосинхронизации (биоуправления) для нормализации гармонии биоритмов фазовых золь-гель переходов в клетке, ритмов микроциркуляции крови, ритмов центрального кровотока и других процессов в организме человека. Слайд 3 Что дает и может дать хронобиология медицины можно увидеть на данном слайде. По инструкции Минздрава для диагностики человека используют 5-минутные записи ЭКГ. В московском центре биохронотерапии 2 за 4, 5 часа я провел подряд более таких 50 записей и построил графики различных официально используемых для диагностики показателей. За все время опыта никаких эмоциональных или иных воздействий не было, но обнаружился околочасовой ритм для большинства показателей. Если сравнить соседние максимумы и минимумы, то за 4,5 часа согласно Инструкции Минздрава я 3 раза заболел и 4 раза выздоровел. В действительности есть ритм (в данном случае период 43 минуты) вегетативного статуса и вариабельности ритма сердца, что видно по скатерограммам, хаосограммам и отношению низких и высоких частот. Таким образом, заключение врача, не знакомого с хронобиологией, зависит, в какое время суток и даже фазы околочасового ритма проведен анализ. Если учесть, что лабораторные анализы, биохимические, физиологические, микробиологические проводят в наших клиниках не так, как следует их хронобиологии, а как удобно медсестре, то больные пациенты могут объявляться здоровыми, а здоровые больными. Поразителен факт, полученный проф. В.А. Фроловым в университете Дружбы народов. Сезонные различия ультраструктуры митохондрий сердца кролика оказались больше, чем эти же различия в нормальном миокарде и в сердце кролика, перенесшего инфаркт. Слайд 4. На данном слайде представлен оригинальный способ выявления параметров разных ритмов (по интервалу усреднения) на примере анализа коэффициента корреляции Пирсона R-R интервалов ЭКГ для двух больных артериальной гипертензией. Оба больных в момент записи имели сходные показатели и получали одинаковое лечение. У больного, состояние которого впоследствии ухудшилось, наблюдались нарушения около пяти минутных и околочасовых ритмов работы сердца в ночное время. У больного, состояние которого впоследствии улучшилось, таких нарушений не было. Но восстановить около пяти минутные и околочасовые ритмы возможно, как нами показано, с помощью биоуправляемой светотерапии. Если и у других больных причиной гипертонии окажется нарушение в ночное время указанных биоритмов, то они, как и этот больной, смогут лечиться без лекарств или значительно уменьшить их прием. В фармакологии до сих пор распространено правило: 3 раза в день по одной таблетке. Проф. Р.М. Заславской с позиции хронобиологии исследованы десятки различных фармпрепаратов для лечения гипертонии. Оказалось, что таблетка, принятая на фазе подъема суточной кривой колебания артериального давления (у разных больных максимум может быть в разное время суток) действительно нормализует давление наиболее оптимальным физиологическим способом – путем увеличения венозного возврата крови. Однако таблетки, принятые больным на фазах снижения артериального давления, лишь раскачивают эти ритмы и могут усугубить состояние больного, повысить тонус периферических сосудов без уменьшения нагрузки на сердце. Таким образом, учет фаз индивидуальных биоритмов позволяет снизить суточную и курсовую дозы лекарств и 3 повысить эффективность лечения, исключив практически побочные негативные реакции. Аналогично по исследованиям И.Е. Оранского у больных ИБС, церебральным атеросклерозом проведение бальнеологических процедур только в нужные фазы околосуточных колебаний вегетативного статуса больного позволяют исключить побочные эффекты и повысить качество и скорость лечения. Хронодиагностика по ритмам продукции гормонов и использование лечения гормональными препаратами только в фазы снижения их концентрации в крови больного позволяет исключить побочные эффекты, например при лечении миодистрофии Дюшена. Таких примеров можно привести десятки. Главное, что хронодиагностика и лечение с учетом фаз биоритмов больного должны использоваться во всех областях медицины как при медикаментозном лечении, так и при физиотерапии. Тоже касается спорта (оптимизация тренировочных нагрузок су четом фаз биоритмов спортсмена), косметологии, ветеринарии, экологии. Слайд 5. В дополнении к вопросу “Как лечить?” хронобиология показывает “Когда лечить?” Очень важно при этом оперативно оценивать состояние человека, контролировать течение заболевания, направленность ответных реакций и эффективность лечения. Аспирантом Ю. Гуровым разработан алгоритм и программа хронодиагностики (модификация метода Лоренца), которая позволяет оперативно прогнозировать заболевания и результаты лечения по приближению или отдалению пространственного образа от нормы. Слева – здоровые люди, справа – больные. В дополнении к количественным характеристикам других методов хронодиагностики данный метод позволяет быстро оценивать направленность процесса подобно тому, как мы можем практически моментально отличить лицо женщины и мужчины, не прибегая к количественному анализу изображений. Слайд 6. Хронобиологический подход в медицине позволяет диагностировать по изменению параметров биоритмов не только уже наступившие в результате заболевания структурные и функциональные нарушения, но и выявлять их на доклинической стадии. Ранняя диагностика до наступления необратимых нарушений, как и их профилактика и устранение могут проводиться более дешевыми и простыми предлагаемыми нами приборами для хронодиагностики и аппаратами для биоуправляемой хронофизиотерапии, уже разработанными или предлагаемыми нами в виде макетов. Это не означает, что компьютерные томографы, УЗИ, холтеровские мониторы и другую современную аппаратуру для диагностики и лечения следует заменить. Но для массовой первичной диспансеризации населения и, особенно в сельских здравпунктах и даже в быту, в школах такие приборы и аппараты позволят резко снизить потребность в лекарствах, затраты на профилактику, диагностику и лечение, повысив их эффективность. Рассмотрим суть наших предложений на примере сравнения возможностей дорогостоящего (24 тыс. долларов) тепловизора и разработанного нами метода и устройств дифференциальной термометрии. 4 Записи изменений температуры на французском тепловизоре надежно можно вести только для неподвижных объектов. Эту работу я проводил в Институте радиотехнике и электронике РАН. Даже в течение 1 минуты записи неподвижных пальцев руки можно заметить не только изменение уровня, но и колебаний температуры, особенно в режиме биоуправления. Труднее заметить температурную асимметрию носового дыхания. Слайд 7 Нами разработаны метод и устройство дифференциальной термометрии. Слайд 8 С помощью этого устройства, которое дешевле самого дешевого российского тепловизора в тысячу раз, возможно с такой же временным и пространственным разрешением не только измерять температурные градиенты и температурную асимметрию глаз, ушей, носового дыхания, позвоночника, но исследовать на неограниченных по длительности записях параметры ритмов этих показателей. Слайд 9 Для диагностики заболеваний позвоночника (в данном случае остеохондроз и смещение позвонка в грудном отделе до и после лечения) вместо тепловизора вполне достаточно использовать дифференциальный термометр. Его датчиками определяют разность температур слева и справа вдоль позвоночника. Возможно в отличие от тепловизора регистрировать и динамику этой асимметрии в ходе лечения. Слайд 10 Устройство с двумя термодатчиками позволяет оценивать клеточный иммунитет по разности температур над тимусом и подключичной впадиной и контролировать его восстановление с помощью другого разработанного нами метода биоуправляемой магнитолазерной терапии. Внедрение этих дешевых устройств могло бы резко снизить заболеваемость населения, обеспечить профилактику простудных, аллергических и инфекционных заболеваний. Устройство дифференциальной термометрии с 28 беспроводными термодатчиками, разрабатываемое по нашим патентам, заменит метод Фолля с его инструментальной ошибкой и многие другие диагностические дорогостоящие приборы. Слайд 11 Проверка точности метода косвенной оценки клеточного иммунитета проводили у тех же больных по обычным иммунограммам. Слайд 12 Все процессы в организме скоординированы во времени. Человек невольно подстраивает вдох под моменты восприятия наиболее важной информации – ключевые слова интересного собеседника, кадры зрительных изображений, запахи и т.д. Просыпаясь утром, мы можем потянуться только в момент вдоха. Для тренировки мышц сгибателей или разгибателей спортсмены должны согласовывать их сокращения с фазами дыхания. Чтобы не оказаться на фотографии с закрытыми глазами, нужно в момент фотосъемки вдохнуть. Чувствительно периферических и центральных частей 5 зрительного и слухового анализаторов мозга колеблется в такт с ритмами дыхания и сокращения сердца. Помните, как в басне Крылова на важную информацию - “лисицины слова ворона каркнула во все воронье горло”. Мы экспериментально доказали, что предъявление зрительной и слуховой информации только в моменты вдоха и сокращения сердца несмотря на уменьшение общей длительности предъявляемой информации, скорость, объем и прочность ее запоминания увеличиваются. Для улучшения запоминания таблицы умножения, иностранного языка, карт, схем, текстов и т.д. нами разработано устройство “Домашний доктор и учитель”. Кроме биоуправляемого обучения аспирантом Ю.Гуровым по разработанным нами алгоритмам написаны другие программы. Программа биосинхронизации по сигналам с датчиков пульса и дыхания изображений на мониторе компьютера цветных фрактальных структур, меняющих размеры и яркость в такт с ритмами пульса и дыхания и программа изменения громкости лечебной музыки устраняют функциональные нарушения зрения и слуха. При этом восстанавливается спектр ритмом микроциркуляции крови в тканях глаза и кортиевого органа и в соответствующих отделах головного мозга. Улучшение питания ткани глаз проверено лазерной доплеровской флуометрией. В этом же приборе автоматизирована йоговская и другие виды дыхательной гимнастики, позволяющей реализовать безлекарственное лечение и управление состоянием человека (всего 13 назначений). К этому же прибору прилагаются программы “Хронодиагностики“ и “Монитор” для записей межпульсовых и дыхательных интервалов, передачи их по электронной почте или мобильным телефоном для диагностики и выработки рекомендаций специалистами по правилам телемедицины. В будущем планируется подключать к нему дифференциальный термометр и на выходе компьютера подключать различные источники физиотерапевтических воздействий для использования их в режимах автоматической биосинхронизации и биоуправления. Слайд 13 Все практические внедрения в хрономедицину обоснованы проводимыми нами фундаментальными экспериментальными исследованиями на уровне одиночной клетки. Для этого использовано уникальное оборудование 11 медицинских учреждений и институтов АН, где мне разрешали работать по реализации хронобиологических идей хронодиагностики состояния клетки и биоуправления внутриклеточными процессами. С 1975г, когда мне было запрещено печатать научные работы и ездить на конференции, существует экспериментальная установка в нашей квартире. Комнату в НИИ физики я получил только 10 лет назад. После перевода меня в 1980г в НИИ механики и прикладной математики около 10 лет я выполнял безлимитные хозтемы в ФИАНЕ и ИОФАНЕ благодаря финансированию и личному участию в этих работах Нобелевского лауреата акад. А.М. Прохорова. Экспериментальная установка, показанная на слайде, 6 позволяет синхронизовать лазерное или электрическое воздействия с ритмами клетки и регистрировать и анализировать их на компьютере. Слайд 14 На данном слайде показано изображение живой нервной клетки с использованием разработанного мною метода дифференциальной интерферометрии. Разрешение не уступает современным конфокальным микроскопам. Окраски нет, расширена красная линия спектра. Этим методом оказалось возможным изучать при электрофизиологическом контроле функционального состояния клетки параметры ритмов фазовых золь-гель переходов в компартментах клетки, отражающих биосинтез белка в разных участках клетки и параметры других ритмов пространственно-временной ее организации. Слайд 15 В настоящее время можно доказать, что нет ни одного процесса жизнедеятельности, который не зависел бы и не определялся параметрами ритмов фазовых золь-гель переходов в компартментах клетки. Гистерезисная зависимость золь-гель переходов от концентрации кальция в цитозоле и АТФ определяет свойства памяти, опережающего отражения изменений внешней среды. Синхронизация ритмов золь-гель переходов, регулирующих параметры внутриклеточных процессов разной энергоемкости и лабильности составляет природу и механизм биологических часов. Их общая энергетическая параметрическая зависимость обеспечивает смену направлений движения маятника биологических часов, использование энергии внешней среды при согласовании ритмов внутренних процессов с внешними, взаимное поддержание колебаний “волчков жизни”. Гидродинамический удар при переходе части золя в гель и генерация при этом акустических и электромагнитных полей является основной информационной функцией в живых системах. Переход геля в золь увеличивает скорость диффузии на 7 порядков и является основным механизмом регуляции обмена веществ, транспорта молекул и микроструктур в нужное время и в нужное место путем образования солитонов и других форм синхронизации иерархии ритмов золь-гель переходов. Слайд 16 Здесь показаны два разработанных мною методы изучения в динамике биосинтеза и содержания белка в живой клетке, ритмы которых также определяются иерархией ритмов золь-гель переходов. Слайд 17 Здесь показаны разработанные мною методы прижизненной регистрации спектров поглощения и динамики РНП и белка в различных участках клетки при различных ее функциональных состояниях, также регулируемых золь-гель переходами. Слайд 18 Здесь показан разработанный мною метод микрокиноденситографии, который использован для изучения ритмов золь-гель переходов по агрегации 7 митохондрий и ретикулюма в живой клетке при разных внешних воздействиях. Степень и ритмы агрегации митохондрий интегрально отражают регуляцию энергетического обмена в клетке, а ритмы агрегации ретикулюма – интегральный результат регуляции биосинтеза и пластических процессов. Слайд 19 Здесь показан метод лазерной проекционной микроскопии с лазерным нелинейным усилением яркости изображения, создающим контраст изображения без нагревания живой клетки. С помощью скоростной киносъемки 100тыс. кадров в сек. удалось определить наиболее быстрые золь-гель переходы с периодом около 100мкс. в участках плазматической мембраны живой клетки и в участках кольцевых структур хроматина в интерфазном ядре клеток речного рака. О диапазоне параметров золь-гель переходов в других клетках можно судить по следующим фактам. Частота сокращения мышечной клетки (переход золя в гель) и расслабления (переход геля в золь) крыльев медоносной пчелы составляет 11 кГц. Ускорение при выбросе языка хамелеоном больше, чем у реактивного самолета. Медленный переход золя в гель при росте грибов создает давление до 7 тонн на кв. см. Слайд 20. Гель-золь переход является универсальной реакцией клетки и ее структур на любые физические воздействия. Для поддержания ритмов зольгель переходов необходимы активные формы кислорода, что объясняет быструю смерть клеток и организмов в отсутствии АФК. Опубликованная мною гипотеза о физической природе информационных внутриклеточных и межклеточных сигналов получает все большее подтверждение и объясняет многие факты, которые игнорировались или относились к разряду мистики. Это дистанционные взаимодействия клеток, деревьев, самца и самки бабочки, поведение особей в косяках рыб, стаях птиц и стадах животных, при которых исключена передача химических сигналов, подсознательное восприятие и внушение, экстрасенсорное воздействие. Величина этих сигналов недостаточна для прямой регистрации физическими методами. Она может быть ниже уровня тепловых флуктуаций (КТ) и регистрироваться только биологическими детекторами. Однако до появления кровеносной, лимфатической и нервной систем физический способ передачи информации был единственный в системах, где простая диффузия исключена или недостаточна. Тщетно пытаются найти каналы передачи информации от биологически активных точек и по меридианам. Гуморальная и нервная регуляции добавилась как адресные к основной лишь на поздних этапах эволюции жизни на Земле. Могло бы развиваться общество людей, если бы существовала только адресная передача информации (почта, транспорт и мобильный телефон), но отсутствовала бы устная речь, радио и телевидение?! Акустические и ЭМ поля, генерируемые и отражающие параметры ритмов золь-гель переходов в клетках, остаются основным механизмом информационных процессов. Нельзя рассматривать работу мозга только как генерацию электрических импульсов, распространяющихся 8 по нервам. С этих позиций работает в мозгу не 10% нейронов, а все его нервные, глиальные и другие клетки. Как показали наши опыты в генетическом аппарате клетки колеблются все структуры в диапазоне ритмов золь-гель переходов от 100 мкс до годового ритма. И этой “работой” по синхронизации колебаний занят весь геном, а 3% ДНК лишь обеспечивают общий результат работы по кодированию синтезируемых белков. Слайд 21 В последние годы все больше появляется работ о действии на биологические объекты сверхслабых доз химических веществ и реакций на физические воздействия сверхслабых интенсивностей. Продолжаются споры о механизмах гомеопатии и памяти кластерной структуры воды в биологических жидкостях и в клетке. С позиции фактов о иерархии ритмов золь-гель переходов все они находят естественнонаучное объяснение. Бимодальность и даже полимодальность реакций, когда с увеличением концентрации или плотности мощности воздействия реакция пропадает, а потом при дальнейшем увеличении вновь возникает, объясняется иерархией ритмов золь-гель переходов и фазами золя в диапазоне увеличения реакций. Вообще биологические системы эволюционно выработали высокую помехоустойчивость даже к случайным воздействиям, равным по частоте средней частоте биоритма на адресуемом уровне. Они демпфируются сопряженными ритмами выше и ниже лежащих уровней интегрированной целостной биосистемы и ускользают за счет постоянного варьирования периода биоритма. Однако все биосистемы выработали также чрезвычайную чувствительность к биологически и физиологически значимым внешним воздействиям, биологическим кодам, интенсивность которых может быть даже ниже тепловых флуктуаций и уровня помех. Биорезонанс, как это мы показали экспериментально при навязывании ритмов одной клетки другой, основан не на каких либо магических частотах, а на инвариантных отношениях частот подобно одному и тому же аккорду в разных октавах. Он основан на явлении, которое мы с А.М. Прохоровым назвали многочастотным параллельным резонансным захватом. Одно и то же слово, произнесенное мужским (более низкие частоты) и женским (более высокие частоты) голосом одинаково понятно. Отношение частоты сокращений сердца к частоте дыхания в стационарном состоянии одинаково у мышки, человека и слона. Биологические коды вырабатываются в филогенезе и в онтогенезе. Слайд 22 Для понимания условий обучения и выработки биологических кодов важен установленный нами впервые факт возможности выработки временной связи (по типу условного рефлекса с угашением и закреплением) на изолированной одиночной нервной клетке. На исходно подпороговое электрическое или лазерное воздействия клетка после нескольких сочетаний этого условного раздражителя с подкрепляющей реакцией на надпороговое адекватное механическое раздражение давала ответные реакции. Слайд 23 9 В экологии применяются дорогостоящие методы анализа на предмет превышения предельно допустимых доз и концентраций различных загрязнений среды проживания и работы человека. Однако индивидуальная чувствительность и измерения в разные фазы ритмов чувствительности к этим загрязнениям не позволяют объективно сравнить и выявить действительно опасные районы. Нами разработан метод интегрального результата воздействия на конкретных людей. Это метод электроннозондового рентгеноспектрального микроанализа ритмов выделения тяжелых элементов и изменения локализации в волосе человека других элементов, отражающих нарушения вторичного обмена веществ и детоксикации организма. Важно не только то, загрязнения выше предельно допустимых или они сверхслабые, а имеются ли у данного человека системные и иерархические десинхронозы по ритмам золь-гель переходов. Слайд 24 Понимание синхронизации нелинейных колебаний золь-гель переходов как основы всех видов жизнедеятельности принципиально меняет пути управления функцией генома. Перспективность химических способов генной инженерии и получения генмодифицированных растений (для животных и человека остается много нерешенных проблем) не вызывает сомнения, но это дорогостоящие методы, имеющие большие ограничения и по возможностям и по непредсказуемости эффектов. Наши работы дают основание предположить, что более простыми и в тысячи и более раз дешевыми способами лазерного воздействия с модуляцией биологическими кодами возможно будет управлять и модифицировать функцию генетического аппарата клетки. Адсорбция серебра происходит только на гели. Из золя серебро вымывается при фиксации клетки. Оказалось возможным избирательно воздействовать на митохондрии, на ретикулюм и на ДНК клетки. Для сравнения показана стехиометрическая окраска на ДНК по Фельгену. Слайд 25 Реостатная модель взаимосвязи ритмов двух систем золь-гель переходов (Функции и Биосинтеза), имеющих общую энергетическую параметрическую регуляцию и отличающиеся по инерционности (постоянным времени обратных связей) и энергоемкости (разные пороги по плотности и по скорости энергорегуляции) объясняет механизм футильных циклов энергетики, условия смены направления маятника биологических часов и соответствует реальным вариантам экспериментальных результатов. Слайд 26 Гидродинамическая модель основана на качественных закономерностях взаимосвязи всех основных ритмов клетки. Если найдется специалист по решению 26 дифференциальных уровней в частных производных, то можно будет дать количественные закономерности механизмов эволюции жизни на Земле, количественный анализ механизмов биологических часов и биоуправления жизнедеятельностью клетки. Слайд 27 10 Алгоритмическая модель клетки в терминах систем автоматического регулирования разработана на основе сотен экспериментально установленных связей и зависимостей, как в наших опытах, так и в литературе. Это докторская диссертация проф. С.Н. Гринченко. Слайд 28 Обобщение результатов изучения связи нескольких десятков ритмов клетки и данных литературы по другим иерархическим уровням биосистем позволило разработать естественную эволюционную классификацию длительностей переходных процессов, постоянных времени обратных связей и периодов биоритмов всех иерархических уровней биосистем. Фрактальность иерархических уровней и временной организации по функции, структуре и энергетике позволила по аналогии с клеткой вывести вначале теоретически. А затем подтвердить фактически некоторые общие закономерности согласования ритмов одного и разных уровней. Фактическое подтверждение нашли две противоположные стратегии поддержания устойчивости любых биосистем. Первая пассивная стратегия повышения экономичности дает приоритет биосистемам в фазах снижения поступления энергии из внешней среды (от вышерасположенного уровня). Вторая активная стратегия дает приоритет в фазах повышения входной внешней энергии биосистемам, способным в это время к увеличению расхода энергии на самоорганизацию, рост, развитие, размножение. Для чередования активной и пассивной стратегий поддержания устойчивости биосистема должна выработать в эволюции ритм этого чередования в соответствии с ритмами внешней входной энергии. В древнеиндийском эпосе “Лотос Брамы” написано: “Ты научись свободно и легко активный план сменять пассивным планом, в слияньи их, в их плавном сочетаньи победа заключается твоя. Не перепутай и не сбейся в ритме. Не действуй, когда надо воспринять!” Дискретная иерархия биоритмов не случайно соответствует основным космогелиогеофизическим ритмам от частоты ионосферного волновода Земли, Рс1 –Рс5, ритмов Солнечной активности и вращения Земли (Корти, Вольфа, Шове, Петерсона, Гребби, Миланковича) до галактического года. К одним ритмам внешней среды биосистемы повышали чувствительность, если они приобретали биологическую значимость и могли использоваться для опережающего сигнатурного отражения, к другим снижать чувствительность путем регуляции кинетики кальция в различных внутриклеточных депо и емкости последних. Только в живых системах периоды функциональных процессов в π7 раз меньше периодов биоритмов структурных процессов (примерно в 3 тыс. раз) того же иерархического уровня. По А.М. Молчанову “нынешняя структура есть следствие вчерашней кинетики. Слайд 29 Классификация временной организации биосистем взаимосвязана с классификацией иерархических уровней эволюционной интеграции биосистем. На каждом основном уровне (преодоление конституционных пределов увеличение использования общей и полезной мощности базисного 11 энергообеспечения) имеет место интеграция однородных (преодоление первого кинетического предела) и разнородных (преодоление второго кинетического предела). Для описания эволюции биосистем использован разработанный проф. химфака МГУ А.П. Руденко (при его консультациях) принцип эволюции элементарных открытых каталитических систем. Слайд 30 Фактические данные о дискретности и фрактальности временной организации биосистем соответствуют и минимизации энергозатрат на подержание структуры биосистем при приближении ее к фрактальной организации. Слайд 31 Морфологи находят эту закономерность на всех уровнях пространственной и структурной организации биосистем. Слайд 32 Ритмы золь-гель переходов являются универсальным акцептором всех ритмов космогелиогеофизических воздействий. Еще с 1951г Дж Пиккарди доказал в серии опытов с водными и коллоидными растворами чрезвычайную чувствительность золь-гель переходов к ритмам Солнечной активности. Слайд 33 Магнитные бури повышают вероятность инсультов и инфарктов миокарда в 1,4 раза. Защищаться от магнитных бурь металлическими экранами бесполезно. Пожилые люди и больные сердечно-сосудистыми заболеваниями реагируют на исчезновение привычных Рс колебаний во время магнитной бури по типу рефлекса “Что такое?” и могут получать стресс. Известно, что путевой обходчик просыпается в 3 часа ночи … потому, что в это время по какой-то причине не проходит мимо поезд. Нарушение динамического стереотипа опасно для людей со сниженной гомеостатической мощностью саморегуляции, сниженным клеточным иммунитетом. Необходимо для их повышения использовать наши аппараты для биоуправляемой магнитолазерной терапии. Слайд 34 Не только величина, но даже знак, направленность ответной реакции клетки и других биосистем зависит от их исходного состояния, от фазы увеличения или уменьшения ритма энергообеспечения ответной реакции. Разная направленность (знак реакции) структурных изменений. Слайд 35 То же разная направленность ответной реакции на одно и тоже воздействие по функциональным показателям в разные фазы энергообеспечения. Слайд 36 Обычная физиотерапия, как и прием таблеток при разном исходном состоянии не учитывает исходное состояние клетки, органа и организма. 60% пациентов обычная физиотерапия помогает, 30% не дает эффекта, а 5-10% вредит, что подтверждают, но афишируют опытные физиотерапевты. 12 Лотерея удачных, когда полезно, и неудачных когда это может быть вредно из-за излишней раскачки параметров гомеостазиса, не позволяет прогнозировать и гарантировать исключительно полезный лечебный эффект для всех пациентов. Слайд 37 Автоматическая синхронизация физиотерапевтических воздействий с ритмами увеличения кровенаполнения ткани по сигналам с датчиков пульса и дыхания, установленных на теле пациента, позволила за 25 лет применения наших методов не навредить ни одному пациенту и получить доказательства преимущества разработанного нами метода биоуправляемой хронофизиотерапии в 50 странах, сотнях лечебных учреждений нашей страны и во всех областях медицины. Слайд 38 Аппарат “РИКТА-05био” позволяет учитывать характер местной патологии (гипоксия, артериальная или венозная гиперемия), контролировать состояние и реакции пациента непосредственно во время проведения лечебной процедуры, обеспечивает стабильность лечебного эффекта благодаря использованию биологического таймера и образования тканевой памяти, исключает адаптацию (привыкание) и побочные эффекты для всех пациентов. Слайд 39 В московском центре биохронотерапии три года назад мы решились применить биоуправления для лечения (реабилитации) онкологических больных, добавив блок биосинхронизации к обычному аппарату для фотодинамической терапии. Этот метод применяется уже около 20 лет во всех развитых странах, но только для разрушения опухолей поверхностной локализации, так как красный луч лазера не проникает глубоко в ткани. Результаты добавления биосинхронизации лазерного воздействия с фазами уменьшения кровенаполнения ткани оказались неожиданными. На этом снимке сербский мальчик, которого после химиотерапии (выпали волосы) выписали умирать и справа после лечения методом в нашей модификации. Доктор Борисов, с которым я сотрудничаю с 1995г., заплатил личные деньги для изготовления инженером ИОФАНА В. Заварзиным макета устройства биоуправления по моему техническому заданию. Слайд 40 Разрушение глубокорасположенных опухолей (глиом мозга), куда не может доходить ни один фотон красного лазера, указывает на то, что фотодинамическая терапия в режиме биоуправления индуцирует апоптоз опухолевых клеток, имеющих другие не согласованные с поверхностными клетками ритмы золь-гель переходов. Опухолевые клетки разрушаются генерируемыми по эстафете при переходе золя в гель клетками ретрансляторами собственных сигналов. В пользу такого объяснения свидетельствует отсутствие какой-либо интоксикации у больных, лечившихся нашим методом. При обычной лучевой, ФДТ, химиотерапии многие онкологические больные умирают от интоксикации продуктами 13 распада опухолей. При апоптозе фрагменты макромолекул всегда меньше 100 килодальтон и свободно проходят через мембраны клеток. Слайд 41 За убедительные клинические результаты врачу В.А. Борисову немцы присудили звание профессора, избрали третьим русским после акад. И.П. Павлова и акад. В.М. Бехтерева членом немецкого медицинского общества. Работа в клинике Берлина В.А.Борисова вошла в Программу сотрудничества РФ и Германии в области медицины. Слайд 42 Чем же отличаются разработанные нами методы биоуправляемой хронофизиотерапии от обычной физиотерапии? Перечислено на слайде. Обычная физиотерапия не может конкурировать с лекарственной. Хотя нет хороших лекарств без побочных эффектов, но результаты обычной физиотерапии не предсказуемы и не гарантируют нужный лечебный эффект. Биоуправляемая хронофизиотерапия лишена этих недостатков. Слайд 43 Что же может дать хронобиология не только для медицины, но и для биотехнологической революции и получения гибридом? Регистрируя ритмы поверхности одной дрожжевой клетки в стадии почкования и модулируя ими лазерное облучение другой дрожжевой клетки в стадии покоя, мы могли вызвать почкование последней. Наоборот, при регистрации ритмов покоящейся клетки и модуляции ими лазерного воздействия на почкующуюся клетку можно было затормозить почкование этой клетки. Этот метод можно использовать для согласования ритмов стволовых клеток с ритмами клеток ткани в месте трансплантации стволовых клеток. Пока в ряде стран трансплантация стволовых клеток даже запрещена, так как возможно в месте трансплантации образование злокачественной опухоли. Хронобиология может открыть путь к таким ремонтам любых органов, лечению диабета (замена бэта клеток островком Лангергарса поджелудочной железы), замена погибших нейронов при болезнях Альцгеймера и Паркинсона и т.д. Но главное – это перспектива получения этим методом новых видов гибридом, совмещающих бессмертие, неудержимый рост и неприхотливость к питанию раковой клетки и нормальной клетки, синтезирующей нужные для человека питательные и иные вещества. Существующие методы получения гибридом (полиэтиленгликоль, вирус Сендай, электрический или осмотический шок) не позволяют согласовать ритмы раковой и нормальной клетки с нужным нам биосинтезом полезных веществ. Раковая клетка имеет как медаль две стороны. С одной – это проклятие человечества, с другой его спасение. Получение гибридомы лимфоцита человека позволит производить человеческий интерферон, чистый в отличие от синтезированного с помощью пересаженного гена в Еширихию коли. Это решение проблемы вирусных заболеваний. Гибридомы мышечной клетки, других клеток растений и животных, употребляемых в пищу и для производства одежды (хлопок, лен) позволят предотвратить продовольственный кризис. 14 Восстановление естественных биоценозов и замена ими с/х полей и ферм, ликвидация сельского хозяйства и связанного с ним машиностроения позволит устранить экологический кризис. А компактные по площади фабрики по производству гибридом, увеличивающие на несколько порядком КПД использования солнечной энергии для жизнеобеспечения человека, предотвратят и энергетический кризис. В развитии человеческого общества глобальные кризисы уже были и устранялись соответственно сельскохозяйственной, промышленной и информационной революциями. Гибридомы клеток с/х растений и животных – основа биотехнологической революции и преодоления очередного глобального кризиса. Слайд 44 Хронобиология – междисциплинарная наука. Физики по образованию, занимающиеся медицинской и биологической физикой, часто не учитывают специфику биологических систем, не обладают эволюционным мышлением и переносят прямо свойства конденсированных сред на биологические объекты, не учитывая отличия их временной организации. Биологам и врачам, занимающимся медицинской и биологической физикой, часто не хватает математического мышления, понимания физических методов исследования. Слайд 45 Разработка физиотерапевтической и лазерной аппаратуры и соответствующих методов проводилась инженерами и физиками, не знакомых не только с хронобиологией, но и фундаментальными основами физиологии и цитологии. Здесь сплошными линиями показаны исходные науки, на основе которых развивались биофизика, медицинская физика и конкретно лазерная медицина и физиотерапия. Пунктирными линиями отмечены недостающие сведения смежных наук, лимитирующих эффективное применение и конструкцию оборудования для лазерной медицины и физиотерапии, поскольку одной практики биологии и клинического опыта без понимания механизмов действия физических факторов и временной организации клетки и организма недостаточно. Слайд 46 Я обращаюсь к студентам физикам, химикам, желающим заниматься биофизикой и биохимией: “ Не бойтесь специфики, но учитывайте особенности временной организации живых систем”. Я обращаюсь к студентам биологам” “Пусть физика и химия не кажется вам страшным тигром!” Мы специализируемся не по наукам, а по проблемам”. Готов ответить на ваши вопросы. 15
