Біофізика

Відео: Студенти про кафедру біофізики і напрямку навчання

біофізика - область науки, що вивчає фізичні і фізико-хімічні явища зародження, формування, життєдіяльність, відтворення життя на всіх рівнях, починаючи з молекул, клітин, органів і тканин, закінчуючи організмами та біосфери в цілому.
Біофізика - наука, що вивчає фізичні і фізико-хімічні закономірності в життєдіяльності рослинних і тваринних організмів, системну організацію процесів життєдіяльності на всіх рівнях (клітина, тканина, органи, організми, біосфера), а також механізм дії фізичних факторів на організми. Спочатку Б. розвивалася як частина фізіології, і тільки в 20 столітті, завдяки досягненням фізики і фізичної хімії, з одного боку, і фізіології, а з іншого, вона виділилася в самостійну науку. У 18 ст. М. В. Ломоносов, виходячи з уявлень про хімічний зв`язок дратівливих молекул матерії з молекулярними і ефірними структурами нервів, описав механізм подразнень в чутливих нервах і поширення збудження в нервах, а також пояснив, як виникає відчуття смаку та нюху. Італійський фізіолог Л. Гальвані (одна тисяча сімсот дев`яносто одна) поклав початок електробіологіі, довівши, що в живих тканинах є електрика. У 19 ст. німецький фізіолог Г. Гельмгольц визначив швидкість поширення процесів збудження вздовж нерва і заклав основи суч. фізіологічної оптики і фізіологічної акустики. Вітчизняні фізіологи І. М. Сєченов, А. Ф. Вериго, А. Ф. Самойлов, Н. Е. Введенський, А. А. Ухтомський, Д. С. Воронцов розробили Б. м`язів і нервів. К. А. Тімірязєв, спираючись на закон збереження енергії, вперше встановив (1875) кількісну залежність між швидкістю фотосинтезу і вбиранням хлорофілом світлових хвиль різної довжини. Український фізіолог В. Ю. Чаговець, виходячи з теорії електролітичноїдисоціації, вперше (1896) висунув фізико-хімічну теорію електричних явищ в живих тканинах, яку він докладно розвинув у своїх подальших роботах.
Радянський фізіолог і біофізик П. П. Лазарєв вперше розробив точні методи обліку поглиненої енергії, встановив зв`язок між поглинанням енергії і фотохимическим дією, розвинув іонну теорію збудження В. Нернста і розробив теорію адаптації стосовно до всіх органів почуттів і центральної нервової системи.
Анохін П. К. (1898-1974), учень Бехтерева і Павлова сформулював в п`ятдесятих теорію функціональних систем, ввівши поняття системогенеза, як механізм формування живих систем, показавши детермінізм явищ, формування і розвитку систем і критерії їх визначення. Чижевський А. Л. (1897-1964), творець геліобіофізіки і поняття космічної погоди. Вперше встановив механізми впливу на біосферу та соціум Сонячної активності. Ключовими в роботах були встановлені механізми електричних явищ в гемодінаміці.
В останнє десятиліття найбільш інтенсивно розвивається радіобіологія - розділ Б., який вивчає вплив іонізуючого випромінювання здійснюватиме на живий організм. Відкриття Фредеріком і Ірен Жоліо-Кюрі (1932) штучної радіоактивності збагатило біологічну науку новими точними методами дослідження (мічені атоми, авторадіографія, гісторадіографія і ін.), Які дали можливість глибоко вивчати обмінні процеси в організмі. Застосування штучних радіоактивних ізотопів в медицині розширило можливості діагностики і лікування окремих хвороб, зокрема деяких форм раку. В наш час, коли людина опанувала ядерної енергії, перед Б. з`являються нові актуальні проблеми: захист від шкідливих ядерних випромінювань, вивчення впливу на організм умов міжпланетних подорожей і т.д.
біофізичне дослідження характеризує фізична постановка задачі, що стосується живої природи, і застосування фізичних понять і термінів для опису біологічних явищ. Біофізика вивчає також дію фізичних факторів навколишнього середовища на живу матерію. Великою перевагою біофізики є можливість використання непрямих, опосередкованих методів дослідження об`єктів пізнання (безпосереднє вивчення яких з певних причин неможливо) шляхом дослідження їх моделей. Для розуміння ходу фізико-хімічних процесів в клітинах вищих організмів використовуються як моделі більш прості організми, ізольовані клітини або культури клітин, де механізми, які вивчаються, влаштовані простіше. Застосовуються також чисто фізико-хімічні моделі, призначення яких полягає у виділенні явища в чистому вигляді з метою показу його сутності.
Сучасна біофізика використовує новітні методи кількісного дослідження, що дозволяє отримувати кількісні залежності між змінами різних фізико-хімічних параметрів живої системи.


Удосконалення і розробка в цьому напрямку методів з вимірювання електричних потенціалів, іонних струмів, діелектричних властивостей, електропровідності, спектральних характеристик, хемолюмінесценціі і інших є важливим джерелом при вирішенні багатьох проблем сучасної біології. Біофізика з`ясовує важливі практичні завдання і разом з іншими науками є теоретичною основою біології і медицини.
Основні напрямки досліджень:
Сучасна біофізика поділяється за спеціалізацією по рівню організації об`єктів або явищ і методів:
- Інформатика, хоча не є ґрунтовним розділом біофізики, і дуже тісно пов`язана з нею в сфері бионического підходу (инженеринг, нейронні мережі, моделювання) -
- Біоінформатика, саме з позиції комунікацій, програм і читання, записи, трансляції, сприйняття, обробки сигналів в природних биосистемах є ґрунтовним розділом біофізики сенсорних систем - психофізика, комунікативна і ергономічна біофізіка-
- Біометрія - метрологічна, медична, ергономічна, биотехническая, екологіческая-


- Біомеханіка пов`язує функції і структуру опорно-рухового апарату з рухом біосистем - протезування, робототехніка, ергономіка, дизайн, архітектура-
- Біофізика еволюційних процесів і індивідуальний розвиток - Сістемогенез, гомеостаз, формоутворення, провідні чинники норми розвитку і життєдіяльності та патогенезу і їх оздоровчий або реабілітаційний, біомедичний, психофізичний аспекти) -
- Біофізика періодичних (циклічних) процесів - біоритмологія і хрономедицина, адаптаційні механізми, періодичні процеси, фізичні умови і стимули для компенсації або посилення дії періодичних умов природних або штучних джерел вліянія-
- Екологічна гео-біофізика - дослідження, класифікація біофізичних аномалій геофізичного і антропогенного походження, контроль і запобігання і профілактики їх негативного впливу-
- Біофізичні продуктивні технології - Біонічний, нанотехнологічний, фармакологічний, харчової або біопродуктивність напрямки (променеві, магнітні та інші фактори, отримуючи біогаз, рідке біопаливо або технічні розчинники і масла, селективні і конструкційні матеріали і т.д.).
Біофізика в СРСР
Проблеми Б. широко пророблялися в СРСР. В Україні дослідження в області Б. виробляються зокрема в Інституті фізіології ім. А. А. Богомольця Національної академії наук України, Дніпропетровському національному університеті ім. Олеся Гончара, Київському національному університеті ім. Т. Г. Шевченка, Харківському національному університеті ім. В. Н. Каразіна.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!