История на развитието на медицинската физика. Най-важните открития в медицината

Откритията не се раждат изведнъж. Всяко развитие, преди медиите да разберат за него, е предшествано от дълга и усърдна работа. И преди в аптеката да се появят тестове и хапчета, а в лабораториите - нови диагностични методи, трябва да мине време. През последните 30 години броят на медицинските изследвания се е увеличил почти 4 пъти и те са включени в медицинската практика.

Биохимичен кръвен тест у дома
Скоро биохимичен кръвен тест, като тест за бременност, ще отнеме няколко минути. Нанобиотехнологиите на MIPT поставят високопрецизен кръвен тест в обикновена тест лента.

Биосензорната система, базирана на използването на магнитни наночастици, дава възможност за точно измерване на концентрацията на протеинови молекули (маркери, показващи развитието на различни заболявания) и максимално опростяване на процедурата за биохимичен анализ.

"Традиционно тестовете, които могат да се извършват не само в лаборатория, но и на полето, се основават на използването на флуоресцентни или цветни етикети, а резултатите се определят "на око" или с помощта на видеокамера. Използваме магнитни частици, които имат предимството: с тяхна помощ е възможно да се извърши анализ дори чрез потапяне на тест лента в напълно непрозрачна течност, да речем, за определяне на вещества директно в цяла кръв“, обяснява Алексей Орлов, изследовател в GPI RAS и водещ автор на изследването.

Ако обичайният тест за бременност съобщава или "да", или "не", тогава това развитие ви позволява точно да определите концентрацията на протеина (тоест на какъв етап на развитие е).

"Численото измерване се извършва само по електронен път с помощта на преносимо устройство. Ситуациите "да или не" са изключени", казва Алексей Орлов. Според проучване, публикувано в списанието Biosensors and Bioelectronics, системата успешно се е доказала в диагностиката на рак на простатата, а в някои отношения дори надминава "златния стандарт" за определяне на PSA - ензимен имуноанализ.

Когато тестът се появи в аптеките, разработчиците все още мълчат. Предвижда се биосензорът, освен всичко друго, да може да извършва мониторинг на околната среда, анализ на продукти и лекарства и всичко това на място, без излишни инструменти и разходи.

Тренировъчни бионични крайници
Днешните бионични ръце не се различават много от истинските като функционалност – те могат да движат пръстите си и да вземат предмети, но въпреки това все още са далеч от „оригинала“. За да "синхронизират" човек с машина, учените имплантират електроди в мозъка, премахват електрическите сигнали от мускулите и нервите, но процесът е трудоемък и отнема няколко месеца.

Екипът на GalvaniBionix, състоящ се от студенти и докторанти на MIPT, намери начин да улесни ученето и да го направи така, че не човек да се адаптира към робот, а крайник да се адаптира към човек. Програма, написана от учени с помощта на специални алгоритми, разпознава "мускулните команди" на всеки пациент.

"Повечето от моите съученици, които имат много готини знания, се занимават с решаване на финансови проблеми - отиват на работа в корпорации, създават мобилни приложения. Това не е лошо или добро, просто е различно. Аз лично исках да направя нещо глобално, в end "така че децата да имат какво да разкажат. И във Phystech намерих съмишленици: всички те са от различни области - физиолози, математици, програмисти, инженери - и намерихме такава задача за себе си", Алексей Циганов, член на екипа на GalvaniBionix, сподели личния си мотив.

ДНК диагностика на рак
В Новосибирск е разработена свръхпрецизна тестова система за ранна диагностика на рак. Според Виталий Кузнецов, изследовател от Центъра за вирусология и биотехнология „Вектор“, неговият екип е успял да създаде определен онкомаркер – ензим, който може да открие рак в ранен стадий с помощта на ДНК, изолирана от слюнка (кръв или урина).

Сега подобен тест се извършва чрез анализиране на специфичните протеини, които образуват тумора. Новосибирският подход предлага да се разгледа модифицираната ДНК на ракова клетка, която се появява много преди протеините. Съответно диагнозата ви позволява да откриете заболяването в началния етап.

Подобна система вече се използва в чужбина, но в Русия не е сертифицирана. Учените успяха да "поевтинят" съществуващата технология (1,5 рубли срещу 150 евро - 12 милиона рубли). Служители на "Вектор" очакват в най-скоро време техният анализ да влезе в задължителния списък за клиничен преглед.

електронен нос
В Сибирския физико-технически институт е създаден "електронен нос". Газоанализаторът оценява качеството на храни, козметични и медицински продукти, а също така може да диагностицира редица заболявания по издишан въздух.

„Изследвахме ябълки: поставихме контролната част в хладилника, а останалата част оставихме на закрито при стайна температура“, казва Тимур Муксунов, инженер-изследовател в Лабораторията за методи, системи и технологии за безопасност на Сибирския институт по физика и технологии.

„След 12 часа с помощта на инсталацията беше възможно да се установи, че втората част отделя газове по-интензивно от контролната. Сега в зеленчуковите бази продуктите се получават по органолептични показатели, а с помощта на създаваното устройство , ще бъде възможно по-точно да се определи срокът на годност на продуктите, което ще се отрази на тяхното качество" , - каза той. Муксунов възлага надежди на програмата за подпомагане на стартиращи компании - "носът" е напълно готов за серийно производство и чака финансиране.

хапче за депресия
Учени от заедно с колеги от тях. Н.Н. Ворожцова разработиха ново лекарство за лечение на депресия. Таблетката повишава концентрацията на серотонин в кръвта, като по този начин помага за справяне с блуса.

Сега антидепресантът под работното наименование TC-2153 е в процес на предклинични изпитвания. Изследователите се надяват, че "той успешно ще премине всички останали и ще помогне да се постигне напредък в лечението на редица сериозни психопатологии", пише Интерфакс.

Иновациите се раждат в научни лаборатории

В продължение на няколко години служителите на лабораторията по епигенетика на развитието на Федералния изследователски център "Институт по цитология и генетика на Сибирския клон на Руската академия на науките" работят върху създаването на биобанка от клетъчни модели на човешки заболявания, които след това ще бъдат използвани за създаване на лекарства за лечение на наследствени невродегенеративни и сърдечно-съдови заболявания.

Наночастици: невидими и влиятелни

Устройство, проектирано в Института по химическа кинетика и горене. В.В. Воеводска SB RAS, помага за откриване на наночастици за няколко минути.- Има разработки на руски, украински, английски и американски изследователи, които показват, че в градовете с високо съдържание на наночастици има повишена честота на сърдечни, онкологични и белодробни заболявания, - подчертава старши научен сътрудник в IHKG SB RAS кандидат на химическите науки Сергей Николаевич Дубцов.

Новосибирски учени разработиха съединение, което ще помогне в борбата с туморите

​Изследователи от Института по химическа биология и фундаментална медицина на Сибирския клон на Руската академия на науките създават конструктивни съединения на базата на протеина албумин, който може ефективно да достигне до туморите на пациенти с рак - в бъдеще тези вещества могат да станат основата за наркотици.

Сибирски учени разработиха клапна протеза за детски сърца

Сътрудници на Националния медицински изследователски център на името на академик Е. Н. Мешалкин създадоха нов тип клапна биопротеза за детска сърдечна хирургия. Той е по-малко склонен към калцификация от други, което ще намали броя на повторните хирургични интервенции.

Сибирските инхибитори на противоракови лекарства са подложени на предклинични изпитвания

Учени от Института по химическа биология и фундаментална медицина на Сибирския клон на Руската академия на науките, Новосибирския институт по органична химия. Институтът по цитология и генетика Н. Н. Ворожцов на Сибирския клон на Руската академия на науките и Институтът по цитология и генетика на Сибирския клон на Руската академия на науките са открили ефективни протеинови мишени за разработването на лекарства срещу рак на ректума, белите дробове и червата.

Институтите на Сибирския клон на Руската академия на науките ще помогнат на SIBUR LLC да разработи биоразградими пластмаси

​На VI Международен форум за технологично развитие и изложението Technoprom-2018 бяха подписани споразумения за сътрудничество между нефтохимическата компания SIBUR LLC и две изследователски организации в Новосибирск: Новосибирския институт по органична химия на името на N.N.

Изминалата година беше много плодотворна за науката. Специален напредък учените са постигнали в областта на медицината. Човечеството направи невероятни открития, научни пробиви и създаде много полезни лекарства, които със сигурност скоро ще бъдат свободно достъпни. Каним ви да се запознаете с десетте най-невероятни медицински пробива на 2015 г., които със сигурност ще допринесат сериозно за развитието на медицинските услуги в съвсем близко бъдеще.

Откриване на теиксобактин

През 2014 г. Световната здравна организация предупреди всички, че човечеството навлиза в така наречената пост-антибиотична ера. И наистина, тя беше права. Науката и медицината наистина не са произвеждали нови видове антибиотици от 1987 г. Болестите обаче не стоят неподвижни. Всяка година се появяват нови инфекции, които са по-устойчиви на съществуващите лекарства. Това се превърна в реален световен проблем. През 2015 г. обаче учените направиха откритие, което според тях ще доведе до драматични промени.

Учените са открили нов клас антибиотици от 25 антимикробни средства, включително един много важен, наречен теиксобактин. Този антибиотик унищожава микробите, като блокира способността им да произвеждат нови клетки. С други думи, микробите под въздействието на това лекарство не могат да се развият и развиват резистентност към лекарството с течение на времето. Teixobactin вече е доказал своята висока ефективност срещу резистентен Staphylococcus aureus и няколко бактерии, които причиняват туберкулоза.

Лабораторни тестове на теиксобактин са проведени върху мишки. По-голямата част от експериментите показват ефективността на лекарството. Изпитанията върху хора трябва да започнат през 2017 г.

Лекарите са отгледали нови гласни струни

Една от най-интересните и перспективни области в медицината е тъканната регенерация. През 2015 г. към списъка с изкуствено пресъздадени органи беше добавен нов артикул. Лекари от университета на Уисконсин се научиха да отглеждат човешки гласни струни всъщност от нищото.
Група учени, ръководени от д-р Нейтън Уелхан, биоинженерстваха, за да създадат тъкан, която може да имитира работата на лигавицата на гласните струни, а именно тази тъкан, която е представена от два дяла на струните, които вибрират, за да създадат човешка реч . Донорски клетки, от които впоследствие са отгледани нови връзки, са взети от пет пациенти доброволци. В лаборатория за две седмици учените отгледаха необходимата тъкан, след което я добавиха към изкуствен модел на ларинкса.

Звукът, създаден от получените гласни струни, се описва от учените като метален и се сравнява със звука на роботизирано казу (духов музикален инструмент играчка). Учените обаче са уверени, че създадените от тях гласни струни в реални условия (т.е. при имплантиране в жив организъм) ще звучат почти като истински.

В един от последните експерименти върху лабораторни мишки, присадени с човешки имунитет, изследователите решиха да проверят дали тялото на гризачите ще отхвърли новата тъкан. За щастие това не се случи. Д-р Уелъм е уверен, че тъканта няма да бъде отхвърлена и от човешкото тяло.

Лекарство за рак може да помогне на пациенти с Паркинсон

Tisinga (или нилотиниб) е тествано и одобрено лекарство, което обикновено се използва за лечение на хора с признаци на левкемия. Въпреки това, ново проучване от Медицинския център на университета в Джорджтаун показва, че лекарството на Tasinga може да бъде много мощно средство за контролиране на двигателните симптоми при хора с болестта на Паркинсон, подобряване на тяхната двигателна функция и контролиране на немоторните симптоми на заболяването.

Фернандо Паган, един от лекарите, провели това проучване, вярва, че терапията с нилотиниб може да бъде първият ефективен метод от този вид за намаляване на деградацията на когнитивната и двигателната функция при пациенти с невродегенеративни заболявания като болестта на Паркинсон.

Учените дават повишени дози нилотиниб на 12 пациенти доброволци в продължение на шест месеца. Всичките 12 пациенти, които са завършили това изпитване на лекарството до края, са имали подобрение в двигателните функции. 10 от тях показват значително подобрение.

Основната цел на това проучване е да се провери безопасността и безвредността на нилотиниб при хора. Дозата на използваното лекарство е много по-малка от дозата, която обикновено се дава на пациенти с левкемия. Въпреки факта, че лекарството показа своята ефективност, изследването все още беше проведено върху малка група хора без участието на контролни групи. Следователно, преди Tasinga да се използва като терапия за болестта на Паркинсон, ще трябва да се направят още няколко опита и научни изследвания.

Първият в света 3D принтиран сандък

През последните няколко години технологията за 3D печат навлезе в много области, което доведе до невероятни открития, разработки и нови производствени методи. През 2015 г. лекари от университетската болница в Саламанка в Испания извършиха първата в света операция за замяна на увредения гръден кош на пациент с нова 3D принтирана протеза.

Мъжът страдал от рядък вид сарком и лекарите нямали друг избор. За да избегнат по-нататъшното разпространение на тумора в тялото, експертите премахнаха почти цялата гръдна кост от човек и замениха костите с титанов имплант.

По правило имплантите за големи части от скелета се изработват от голямо разнообразие от материали, които могат да се износят с времето. В допълнение, подмяната на толкова сложни кости като гръдната кост, която обикновено е уникална за всеки отделен случай, изисква от лекарите внимателно да сканират гръдната кост на човек, за да проектират имплант с правилния размер.

Беше решено да се използва титанова сплав като материал за новата гръдна кост. След извършване на високопрецизни 3D CT сканирания, учените са използвали принтер Arcam за 1,3 милиона долара, за да създадат нов титаниев сандък. Операцията за поставяне на нова гръдна кост на пациента беше успешна и лицето вече е завършило пълен курс на рехабилитация.

От кожни клетки до мозъчни клетки

Учени от калифорнийския институт Salk в La Jolla посветиха изминалата година на изследване на човешкия мозък. Те са разработили метод за трансформиране на кожни клетки в мозъчни клетки и вече са намерили няколко полезни приложения за новата технология.

Трябва да се отбележи, че учените са открили начин да превърнат кожните клетки в стари мозъчни клетки, което опростява по-нататъшното им използване, например в изследванията на болестите на Алцхаймер и Паркинсон и връзката им с ефектите от стареенето. Исторически животинските мозъчни клетки са били използвани за такива изследвания, но учените в този случай са били ограничени в своите възможности.

Съвсем наскоро учените успяха да превърнат стволови клетки в мозъчни клетки, които могат да бъдат използвани за изследвания. Това обаче е доста трудоемък процес и резултатът е клетки, които не са в състояние да имитират работата на мозъка на възрастен човек.

След като изследователите разработиха начин за изкуствено създаване на мозъчни клетки, те насочиха вниманието си към създаването на неврони, които биха имали способността да произвеждат серотонин. И въпреки че получените клетки имат само малка част от възможностите на човешкия мозък, те активно помагат на учените в изследванията и намирането на лекове за болести и разстройства като аутизъм, шизофрения и депресия.

Противозачатъчни хапчета за мъже

Японски учени от Изследователския институт за микробни заболявания в Осака публикуваха нова научна статия, според която в близко бъдеще ще можем да произвеждаме реални противозачатъчни хапчета за мъже. В своята работа учените описват изследвания на лекарствата "Tacrolimus" и "Cyxlosporin A".

Обикновено тези лекарства се използват след трансплантация на органи за потискане на имунната система на тялото, така че да не отхвърли новата тъкан. Блокадата възниква поради инхибиране на производството на ензима калциневрин, който съдържа протеините PPP3R2 и PPP3CC, които обикновено се намират в мъжката сперма.

В изследването си върху лабораторни мишки учените установиха, че щом протеинът PPP3CC не се произвежда в организмите на гризачите, техните репродуктивни функции рязко намаляват. Това накара изследователите да заключат, че недостатъчното количество от този протеин може да доведе до стерилитет. След по-внимателно проучване експертите стигнаха до заключението, че този протеин дава на сперматозоидите гъвкавост и необходимата сила и енергия, за да проникнат през мембраната на яйцеклетката.

Тестването върху здрави мишки само потвърди откритието им. Само пет дни употреба на лекарствата "Tacrolimus" и "Cyxlosporin A" доведоха до пълно безплодие на мишките. Репродуктивната им функция обаче била напълно възстановена само седмица след като спрели да дават тези лекарства. Важно е да се отбележи, че калциневринът не е хормон, така че употребата на лекарства по никакъв начин не намалява сексуалното желание и възбудимостта на тялото.

Въпреки обещаващите резултати, ще са необходими няколко години, за да се създадат истински мъжки противозачатъчни хапчета. Около 80 процента от изследванията върху мишки не са приложими при хора. Въпреки това учените все още се надяват на успех, тъй като ефективността на лекарствата е доказана. Освен това подобни лекарства вече са преминали клинични изпитвания върху хора и се използват широко.

ДНК печат

Технологиите за 3D печат създадоха уникална нова индустрия – печат и продажба на ДНК. Вярно е, че терминът „печат“ тук е по-вероятно да се използва специално за търговски цели и не е задължително да описва какво всъщност се случва в тази област.

Главният изпълнителен директор на Cambrian Genomics обяснява, че процесът се описва най-добре с израза „проверка на грешки“, а не „отпечатване“. Милиони парчета ДНК се поставят върху малки метални субстрати и се сканират от компютър, който избира нишките, които в крайна сметка ще съставляват цялата верига на ДНК. След това внимателно с лазер се изрязват необходимите връзки и се поставят в нова верига, предварително поръчана от клиента.

Компании като Cambrian вярват, че в бъдеще хората ще могат да създават нови организми само за забавление със специален компютърен хардуер и софтуер. Разбира се, такива предположения незабавно ще предизвикат справедливия гняв на хората, които се съмняват в етичната коректност и практическата полезност на тези изследвания и възможности, но рано или късно, без значение колко искаме или не, ще стигнем до това.

Сега отпечатването на ДНК не показва много обещания в областта на медицината. Производителите на лекарства и изследователските компании са сред първите клиенти на компании като Cambrian.

Изследователи от института Каролинска в Швеция са отишли ​​още една крачка напред и са започнали да създават различни фигурки от ДНК нишки. ДНК оригами, както го наричат, на пръв поглед може да изглежда като обикновена глезотия, но тази технология има и практически потенциал за използване. Например, може да се използва при доставянето на лекарства в тялото.

Наноботите в жив организъм

В началото на 2015 г. областта на роботиката спечели голяма победа, когато група изследователи от Калифорнийския университет в Сан Диего обявиха, че са провели първите успешни тестове с помощта на наноботове, които изпълняват задачата си от вътрешността на жив организъм.

В този случай лабораторните мишки са действали като жив организъм. След поставянето на наноботите вътре в животните, микромашините отиваха в стомасите на гризачите и доставяха поставения върху тях товар, който представляваше микроскопични частици злато. До края на процедурата учените не са забелязали увреждане на вътрешните органи на мишките и по този начин са потвърдили полезността, безопасността и ефективността на наноботите.

Допълнителни тестове показаха, че повече частици злато, доставено от наноботите, остават в стомасите, отколкото тези, които просто са били въведени там с храна. Това накара учените да мислят, че наноботите в бъдеще ще могат да доставят необходимите лекарства в тялото много по-ефективно, отколкото с по-традиционните методи за прилагането им.

Моторната верига на малките роботи е изработена от цинк. Когато влезе в контакт с киселинно-алкалната среда на тялото, възниква химическа реакция, която произвежда водородни мехурчета, които задвижват наноботите вътре. След известно време наноботите просто се разтварят в киселата среда на стомаха.

Въпреки че технологията се разработва от почти десетилетие, едва през 2015 г. учените успяха да я тестват в жива среда, а не в конвенционални петриеви панички, както беше правено толкова много пъти преди. В бъдеще наноботите могат да се използват за откриване и дори лечение на различни заболявания на вътрешните органи чрез въздействие върху отделните клетки с правилните лекарства.

Инжекционен мозъчен наноимплант

Екип от учени от Харвард е разработил имплант, който обещава да лекува редица невродегенеративни заболявания, които водят до парализа. Имплантът е електронно устройство, състоящо се от универсална рамка (мрежа), към която по-късно могат да бъдат свързани различни наноустройства, след като се постави в мозъка на пациента. Благодарение на импланта ще бъде възможно да се наблюдава невронната активност на мозъка, да се стимулира работата на определени тъкани, както и да се ускори регенерацията на невроните.

Електронната мрежа се състои от проводящи полимерни нишки, транзистори или наноелектроди, които свързват пресечните точки. Почти цялата площ на мрежата е изградена от дупки, което позволява на живите клетки да образуват нови връзки около нея.

До началото на 2016 г. екип от учени от Харвард все още тества безопасността на използването на такъв имплант. Например, две мишки бяха имплантирани в мозъка с устройство, състоящо се от 16 електрически компонента. Устройствата са успешно използвани за наблюдение и стимулиране на специфични неврони.

Изкуствено производство на тетрахидроканабинол

В продължение на много години марихуаната се използва като лекарство за облекчаване на болката и по-специално за подобряване на състоянието на пациенти с рак и СПИН. В медицината активно се използва и синтетичен заместител на марихуаната, или по-скоро неговият основен психоактивен компонент, тетрахидроканабинол (или THC).

Биохимиците от Техническия университет в Дортмунд обаче обявиха създаването на нов вид дрожди, които произвеждат THC. Нещо повече, непубликувани данни показват, че същите учени са създали друг вид мая, която произвежда канабидиол, друга психоактивна съставка в марихуаната.

Марихуаната съдържа няколко молекулярни съединения, които представляват интерес за изследователите. Следователно откриването на ефективен изкуствен начин за създаване на тези компоненти в големи количества може да бъде от голяма полза за медицината. Но методът за конвенционално отглеждане на растения и след това извличане на необходимите молекулни съединения сега е най-ефективният начин. В рамките на 30 процента от сухото тегло на съвременната марихуана може да съдържа правилния THC компонент.

Въпреки това учените от Дортмунд са уверени, че ще могат да намерят по-ефективен и по-бърз начин за извличане на THC в бъдеще. Досега създадените дрожди се възстановяват върху молекули от същата гъба, вместо предпочитаната алтернатива под формата на прости захариди. Всичко това води до факта, че с всяка нова партида мая количеството на свободния THC компонент също намалява.

В бъдеще учените обещават да рационализират процеса, да увеличат максимално производството на THC и да го разширят до индустриална употреба, което в крайна сметка ще отговори на нуждите на медицинските изследвания и европейските регулатори, които търсят нови начини за производство на THC, без да отглеждат самата марихуана.

Доктор на биологичните науки Ю. ПЕТРЕНКО.

Преди няколко години в Московския държавен университет беше открит факултетът по фундаментална медицина, който обучава лекари с широки познания в естествените дисциплини: математика, физика, химия и молекулярна биология. Но въпросът колко фундаментални знания са необходими на лекаря продължава да предизвиква разгорещен дебат.

Наука и живот // Илюстрации

Сред символите на медицината, изобразени на фронтоните на сградата на библиотеката на Руския държавен медицински университет, са надеждата и изцелението.

Стенопис във фоайето на Руския държавен медицински университет, който изобразява велики лекари от миналото, седнали замислени на една дълга маса.

У. Гилбърт (1544-1603), придворен лекар на кралицата на Англия, натуралист, открил земния магнетизъм.

Т. Юнг (1773-1829), известен английски лекар и физик, един от създателите на вълновата теория на светлината.

Ж.-Б. Л. Фуко (1819-1868), френски лекар, който обича физическите изследвания. С помощта на 67-метрово махало той доказва въртенето на Земята около оста си и прави много открития в областта на оптиката и магнетизма.

JR Mayer (1814-1878), немски лекар, който установява основните принципи на закона за запазване на енергията.

Г. Хелмхолц (1821-1894), немски лекар, изучавал физиологичната оптика и акустика, формулирал теорията за свободната енергия.

Необходимо ли е да се преподава физика на бъдещите лекари? Напоследък този въпрос вълнува мнозина и не само тези, които обучават специалисти в областта на медицината. Както обикновено, съществуват и се сблъскват две крайни мнения. Тези, които са за, рисуват мрачна картина, която е резултат от пренебрегването на основните дисциплини в образованието. Тези, които са "против", смятат, че в медицината трябва да доминира хуманитарният подход и че лекарят трябва да бъде преди всичко психолог.

КРИЗАТА НА МЕДИЦИНАТА И КРИЗАТА НА ОБЩЕСТВОТО

Съвременната теоретична и практическа медицина е постигнала голям успех, а физическите знания са й помогнали много в това. Но в научните статии и публицистиката не спират да звучат гласове за кризата на медицината като цяло и в частност на медицинското образование. Определено има факти, които свидетелстват за кризата - това е появата на "божествени" лечители и възраждането на екзотичните лечебни методи. Заклинания като "абракадабра" и амулети като жабешкия бут отново се използват, както в праисторически времена. Неовитализмът набира популярност, един от основателите на който, Ханс Дрийш, вярва, че същността на жизнените явления е ентелехия (вид душа), действаща извън времето и пространството, и че живите същества не могат да бъдат сведени до набор от физически и химични явления. Признаването на ентелехията като жизнена сила отрича значението на физичните и химичните дисциплини за медицината.

Могат да се цитират много примери за това как псевдонаучните идеи заместват и изместват истинското научно познание. Защо се случва това? Според Франсис Крик, нобелов лауреат и откривател на структурата на ДНК, когато едно общество стане много богато, младите хора проявяват нежелание да работят: те предпочитат да живеят лесен живот и да се занимават с дреболии като астрология. Това важи не само за богатите страни.

Що се отнася до кризата в медицината, тя може да бъде преодоляна само с повишаване нивото на фундаменталност. Обикновено се смята, че фундаменталността е по-високо ниво на обобщение на научни идеи, в този случай идеи за човешката природа. Но дори и по този път може да се стигне до парадокси, например да се разглежда човек като квантов обект, напълно абстрахиран от физикохимичните процеси, протичащи в тялото.

ДОКТОР-МИСЛИТЕЛ ИЛИ ДОКТОР-ГУРУ?

Никой не отрича, че вярата на пациента в изцелението играе важна, понякога дори решаваща роля (да си припомним плацебо ефекта). И така, от какъв лекар се нуждае пациентът? Уверено произнасяте: „Ще бъдете здрави“ или дълго време обмисляте кое лекарство да изберете, за да получите максимален ефект и в същото време да не навредите?

Според мемоарите на съвременниците, известният английски учен, мислител и лекар Томас Юнг (1773-1829) често замръзвал в нерешителност до леглото на пациента, колебаел се при поставянето на диагноза, често и дълго време мълчал, потъвайки в себе си. Той искрено и мъчително търси истината в най-сложната и объркваща тема, за която пише: „Няма наука, която да превъзхожда медицината по сложност. Тя надхвърля границите на човешкия ум“.

От гледна точка на психологията лекарят-мислител не отговаря много на образа на идеалния лекар. Липсват му смелост, арогантност, безапелационност, често присъщи на невежите. Вероятно това е природата на човек: след като се разболее, разчитайте на бързите и енергични действия на лекаря, а не на размисъл. Но, както е казал Гьоте, „няма нищо по-ужасно от активното невежество“. Юнг, като лекар, не придоби голяма популярност сред пациентите, но сред колегите му авторитетът му беше висок.

ФИЗИКАТА Е СЪЗДАВАНА ОТ ДОКТОРИ

Познай себе си и ще познаеш целия свят. Първото е медицината, второто е физиката. Първоначално връзката между медицината и физиката е тясна, не случайно до началото на 20 век се провеждат съвместни конгреси на естествени учени и лекари. И между другото, физиката до голяма степен е създадена от лекари и те често са били подтиквани да изследват от въпроси, които поставя медицината.

Лекарите-мислители от древността бяха първите, които се замислиха върху въпроса какво е топлина. Знаели са, че здравето на човека е свързано с топлината на тялото му. Великият Гален (II в. сл. Хр.) въвежда понятията "температура" и "градус", които стават основни за физиката и други дисциплини. Така лекарите от древността са положили основите на науката за топлината и са изобретили първите термометри.

Уилям Гилбърт (1544-1603), лекар на кралицата на Англия, изучава свойствата на магнитите. Той нарекъл Земята голям магнит, доказал го експериментално и измислил модел за описание на земния магнетизъм.

Томас Юнг, който вече беше споменат, беше практикуващ лекар, но също така направи големи открития в много области на физиката. Той с право се смята, заедно с Френел, за създател на вълновата оптика. Между другото, именно Юнг открива един от зрителните дефекти - цветната слепота (неспособността да се прави разлика между червени и зелени цветове). По ирония на съдбата това откритие обезсмърти в медицината името не на лекаря Юнг, а на физика Далтън, който пръв откри този дефект.

Юлиус Робърт Майер (1814-1878), който има огромен принос за откриването на закона за запазване на енергията, служи като лекар на холандския кораб Java. Той лекувал моряците с кръвопускане, което по онова време се смятало за лек за всички болести. По този повод дори се пошегуваха, че лекарите пуснали повече човешка кръв, отколкото е пролята по бойните полета в цялата история на човечеството. Майер отбеляза, че когато корабът е в тропиците, венозната кръв е почти толкова светла, колкото артериалната кръв по време на кръвопускане (обикновено венозната кръв е по-тъмна). Той предположи, че човешкото тяло, подобно на парен двигател, в тропиците, при високи температури на въздуха, консумира по-малко "гориво" и следователно отделя по-малко "дим", така че венозната кръв става по-светла. Освен това, след като се замисли върху думите на един навигатор, че по време на бури водата в морето се нагрява, Майер стигна до извода, че навсякъде трябва да има известна връзка между работа и топлина. Той изрази разпоредбите, които са в основата на закона за запазване на енергията.

Изключителният немски учен Херман Хелмхолц (1821-1894), също лекар, независимо от Майер формулира закона за запазване на енергията и го изразява в съвременна математическа форма, която все още се използва от всички, които изучават и използват физиката. Освен това Хелмхолц прави големи открития в областта на електромагнитните явления, термодинамиката, оптиката, акустиката, както и във физиологията на зрението, слуха, нервната и мускулната система, изобретява редица важни устройства. След като е получил медицинско образование и като професионален лекар, той се опитва да приложи физиката и математиката към физиологичните изследвания. На 50-годишна възраст професионален лекар става професор по физика, а през 1888 г. - директор на Физико-математическия институт в Берлин.

Френският лекар Жан-Луи Поазей (1799-1869) експериментално изследва силата на сърцето като помпа, която изпомпва кръвта, и изследва законите на движението на кръвта във вените и капилярите. Обобщавайки получените резултати, той извежда формула, която се оказва изключително важна за физиката. За услуги към физиката единицата за динамичен вискозитет, поазът, е кръстена на него.

Картината, показваща приноса на медицината в развитието на физиката, изглежда доста убедителна, но към нея могат да се добавят още няколко щриха. Всеки шофьор е чувал за кардан, който предава въртеливо движение под различни ъгли, но малко хора знаят, че е изобретен от италианския лекар Джероламо Кардано (1501-1576). Известното махало на Фуко, което запазва равнината на трептене, носи името на френския учен Жан-Бернар-Леон Фуко (1819-1868), лекар по образование. Известният руски лекар Иван Михайлович Сеченов (1829-1905), чието име носи Московската държавна медицинска академия, изучава физикохимията и установи важен физико-химичен закон, който описва промяната в разтворимостта на газовете във водна среда в зависимост от наличието на електролитите в него. Този закон все още се изучава от студентите и то не само в медицинските университети.

„НЕ РАЗБИРАМЕ ФОРМУЛАТА!“

За разлика от лекарите от миналото, много студенти по медицина днес просто не разбират защо ги учат на науките. Спомням си една история от моята практика. Напрегната тишина, второкурсниците от Факултета по фундаментална медицина на Московския държавен университет пишат тест. Темата е фотобиология и нейното приложение в медицината. Обърнете внимание, че фотобиологичните подходи, основани на физичните и химичните принципи на въздействието на светлината върху материята, сега са признати за най-обещаващи за лечение на онкологични заболявания. Непознаването на този раздел, неговите основи е сериозна вреда в медицинското образование. Въпросите не са много сложни, всичко е в рамките на материала на лекциите и семинарите. Но резултатът е разочароващ: почти половината от учениците получиха двойки. А за всички, които не са се справили със задачата, е характерно едно - не са преподавали физика в училище или са я преподавали през ръкава. За някои тази тема вдъхва истински ужас. В купчина тестови работи попаднах на лист с поезия. Студентката, неспособна да отговори на въпросите, се оплака в поетична форма, че трябва да тъпче не латински (вечната мъка на студентите по медицина), а физика, а накрая възкликна: „Какво да правим? лекари, не можем да разберем формулите!" Младата поетеса, която в стиховете си нарече контролното „Страшния съд“, не издържа изпита по физика и в крайна сметка се прехвърля във Факултета по хуманитарни науки.

Когато студенти, бъдещи лекари, оперират плъх, на никого не му хрумва да попита защо е необходимо това, въпреки че организмът на човека и плъха се различава доста. Защо бъдещите лекари се нуждаят от физика не е толкова очевидно. Но може ли лекар, който не разбира основните закони на физиката, да работи компетентно с най-сложната диагностична апаратура, с която са „натъпкани“ съвременните клиники? Между другото, много студенти, след като са преодолели първите неуспехи, започват да се занимават с биофизика с ентусиазъм. В края на учебната година, когато бяха разгледани теми като „Молекулни системи и техните хаотични състояния“, „Нови аналитични принципи на рН-метрията“, „Физическа природа на химичните трансформации на веществата“, „Антиоксидантна регулация на процесите на липидна пероксидация“ изучавани, второкурсниците написаха: „Ние открихме фундаменталните закони, които определят основата на живота и, вероятно, на Вселената. Ние ги открихме не на базата на спекулативни теоретични конструкции, а в реален обективен експеримент. Беше ни трудно, но интересно." Може би сред тези момчета има бъдещи Федорови, Илизарови, Шумакови.

„Най-добрият начин да изучавате нещо е да го откриете сами", каза немският физик и писател Георг Лихтенберг. „Това, което сте били принудени да откриете сами, оставя пътека в ума ви, която можете да използвате отново, когато възникне необходимост." Този най-ефективен принцип на обучение е стар колкото света. Той е в основата на „сократовия метод“ и се нарича принцип на активното учене. На този принцип е изградено обучението по биофизика във Факултета по фундаментална медицина.

РАЗВИВАНЕ НА ФУНДАМЕНТАЛНОСТ

Фундаменталността на медицината е ключът към нейната настояща жизнеспособност и бъдещо развитие. Възможно е наистина да се постигне целта, като се разглежда тялото като система от системи и се следва пътя на по-задълбочено разбиране на неговото физико-химично разбиране. Ами медицинското образование? Отговорът е ясен: да се повиши нивото на знанията на учениците в областта на физиката и химията. През 1992 г. в Московския държавен университет е създаден Факултетът по фундаментална медицина. Целта беше не само да се върне медицината в университета, но и, без да се намалява качеството на медицинското обучение, рязко да се засили естествено-научната база от знания на бъдещите лекари. Подобна задача изисква интензивна работа както на учители, така и на ученици. От студентите се очаква съзнателно да изберат фундаменталната медицина пред конвенционалната медицина.

Още по-рано сериозен опит в тази посока беше създаването на медико-биологичен факултет в Руския държавен медицински университет. За 30 години работа на факултета са подготвени голям брой медицински специалисти: биофизици, биохимици и кибернетици. Но проблемът на този факултет е, че досега неговите възпитаници можеха да се занимават само с медицински научни изследвания, без да имат право да лекуват пациенти. Сега този проблем се решава - в Руския държавен медицински университет, съвместно с Института за повишаване на квалификацията на лекарите, е създаден учебно-научен комплекс, който позволява на старшите студенти да преминат допълнително медицинско обучение.

Доктор на биологичните науки Ю. ПЕТРЕНКО.

Те промениха нашия свят и значително повлияха на живота на много поколения.

Велики физици и техните открития

(1856-1943) - изобретател в областта на електротехниката и радиотехниката от сръбски произход. Никола е наричан бащата на модерното електричество. Той прави много открития и изобретения, като получава повече от 300 патента за своите творения във всички страни, в които е работил. Никола Тесла е не само теоретичен физик, но и брилянтен инженер, който създава и тества своите изобретения.
Тесла открива променлив ток, безжично предаване на енергия, електричество, работата му води до откриването на рентгеновите лъчи, създава машина, която предизвиква вибрации на земната повърхност. Никола предсказа настъпването на ерата на роботите, способни да вършат всяка работа.

(1643-1727) - един от бащите на класическата физика. Той обоснова движението на планетите от Слънчевата система около слънцето, както и началото на приливи и отливи. Нютон създава основата на съвременната физическа оптика. Върхът на работата му е известният закон за всемирното привличане.

Джон Далтън- английски физикохимик. Открива закона за равномерното разширение на газовете при нагряване, закона за многократните съотношения, феномена на полимерите (например етилен и бутилен).Създател на атомната теория за структурата на материята.

Майкъл Фарадей(1791 - 1867) - английски физик и химик, основател на теорията за електромагнитното поле. Той направи толкова много научни открития през живота си, че дузина учени биха били достатъчни, за да увековечат името му.

(1867 - 1934) - физик и химик от полски произход. Заедно със съпруга си тя открива елементите радий и полоний. Работил върху радиоактивността.

Робърт Бойл(1627 - 1691) - английски физик, химик и теолог. Заедно с Р. Таунли той установява зависимостта на обема на същата маса въздух от налягането при постоянна температура (закон на Бойл-Мариот).

Ърнест Ръдърфорд- Английски физик, разкрил природата на индуцираната радиоактивност, открил еманацията на торий, радиоактивното разпадане и неговия закон. Ръдърфорд често с право е наричан един от титаните на физиката на двадесети век.

- немски физик, създател на общата теория на относителността. Той предположи, че всички тела не се привличат, както се смяташе от времето на Нютон, а огъват околното пространство и време. Айнщайн е написал над 350 статии по физика. Създател е на специалната (1905) и общата теория на относителността (1916), на принципа за еквивалентност на масата и енергията (1905). Разработил много научни теории: квантов фотоелектричен ефект и квантов топлинен капацитет. Заедно с Планк той разработва основите на квантовата теория, представляваща основата на съвременната физика.

Александър Столетов- Руски физик установи, че големината на фототока на насищане е пропорционална на падащия върху катода светлинен поток. Той се доближи до установяването на законите на електрическите разряди в газовете.

(1858-1947) - немски физик, създател на квантовата теория, направила истинска революция във физиката. Класическата физика, за разлика от съвременната физика, сега означава "физика преди Планк".

Пол Дирак- английски физик, открил статистическото разпределение на енергията в система от електрони. Той получава Нобелова награда по физика „за откриването на нови продуктивни форми на атомната теория“.

Постижения в медицината

Историята на медицината е неразделна част от човешката култура. Медицината се развива и формира според законите, които са еднакви за всички науки. Но ако древните лечители следват религиозни догми, то по-късно развитието на медицинската практика се извършва под знамето на грандиозните открития на науката. Порталът Samogo.Net ви кани да се запознаете с най-значимите постижения в света на медицината.

Андреас Везалий изучава човешката анатомия въз основа на своите аутопсии. За 1538 г. анализът на човешки трупове е необичаен, но Везалий смята, че понятието анатомия е много важно за хирургическите интервенции. Андреас създава анатомични диаграми на нервната и кръвоносната система, а през 1543 г. публикува труд, който бележи началото на раждането на анатомията като наука.

През 1628 г. Уилям Харви установява, че сърцето е органът, отговорен за кръвообращението и че кръвта циркулира в човешкото тяло. Неговото есе за работата на сърцето и кръвообращението при животните става основа за науката физиология.

През 1902 г. в Австрия биологът Карл Ландщайнер и неговите сътрудници откриват четири кръвни групи при хората и разработват класификация. Познаването на кръвните групи е от голямо значение при кръвопреливането, което се използва широко в медицинската практика.

Между 1842 и 1846 г. някои от учените откриват, че химикалите могат да се използват при анестезия за обезболяване при операции. Още през 19 век смеещият газ и серен етер са били използвани в стоматологията.

Революционни открития

През 1895 г. Вилхелм Рентген, докато експериментира с изхвърляне на електрони, случайно открива рентгеновите лъчи. Това откритие носи на Рьонтген Нобеловата награда за история на физиката през 1901 г. и революционизира медицината.

През 1800 г. Пастьор Луи формулира теория и смята, че болестите се причиняват от различни видове микроби. Пастьор наистина се смята за "баща" на бактериологията и неговата работа е била тласък за по-нататъшни изследвания в науката.

Ф. Хопкинс и редица други учени през 19 век откриват, че липсата на някои вещества причинява болести. По-късно тези вещества са наречени витамини.

В периода от 1920 до 1930 г. А. Флеминг случайно открива плесента и я нарича пеницилин. По-късно G. Flory и E. Boris изолират чист пеницилин и потвърждават свойствата му при мишки, които имат бактериална инфекция. Това даде тласък на развитието на антибиотичната терапия.

През 1930 г. G. Domagk открива, че оранжево-червеното багрило засяга стрептококова инфекция. Това откритие позволява синтеза на химиотерапевтични лекарства.

Допълнителни изследвания

Доктор Е. Дженър през 1796 г. за първи път ваксинира срещу едра шарка и установява, че тази ваксинация осигурява имунитет.

F. Banting и колеги през 1920 г. идентифицират инсулина, който помага да се балансира кръвната захар при хора с диабет. Преди откриването на този хормон такива пациенти не можеха да бъдат спасени.

През 1975 г. G. Varmus и M. Bishop откриват гени, които стимулират развитието на туморни клетки (онкогени).

Независимо един от друг през 1980 г. учените Р. Гало и Л. Монтание откриват нов ретровирус, който по-късно е наречен вирус на човешката имунна недостатъчност. Освен това тези учени класифицират вируса като причинител на синдрома на придобита имунна недостатъчност.