Биофизика
Рецензируемый журнал «Биофизика» (английская версия "Biophysics") публикует статьи, содержащие результаты оригинальных экспериментальных и теоретических исследований, материалы которых не представлены и не опубликованы в других изданиях, а также заказанные редколлегией (или предложенные автором и одобренные редколлегией) обзоры.
Свидетельство о регистрации СМИ: № 0110172 от 04.02.1993
Тематика публикуемых материалов включает три основных раздела:
- «Молекулярная биофизика»;
- «Биофизика клетки»;
- «Биофизика сложных систем».
Журнал выходит 6 раз в год.
ISSN русской версии: 0006-3029.
ISSN английской версии: 0006-3509 (печатный вариант) и 1555-6654 (электронный вариант).
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 70, № 6 (2025)
Молекулярная биофизика
ПРО- И АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭНДОГЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ХОЛИНА
Аннотация
Изучено влияние эндогенных четвертичных аммониевых соединений, производных холина, ацетилхолина и L-карнитина, на распад гидропероксидов. Установлено, что холин и ацетилхолин в органических средах образуют совместные наноагрегаты (QAC–ROOH), в которых ускоряется радикальный распад гидропероксидов; иммобилизованные на твердом носителе (микрокристаллическая целлюлоза) холин и ацетилхолин сохраняют способность генерировать радикалы в присутствии гидропероксидов и инициировать цепные процессы окисления и радикальной полимеризации. L-Карнитин, в отличие от ацетилхолина и холина является внутренней солью, и катион R4N+ нейтрализуется карбоксильный группой –COO−, т. е. L-карнитин не имеет внешнего противопона и, вероятно, по этой причине отличается по механизмам адсорбции и взаимодействия с гидропероксидами от ацетилхолина и холина. Индивидуальный L-карнитин не влияет на процессы окисления липидов, но в сочетании с 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридином образует карнитинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния, обладающий антиокислительной и биологической активностью. В данной работе холин, L-карнитин и карнитинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния сопоставлены по рост-стимулирующей активности на примере прорастания семян пшеницы.
Биофизика. 2025;70(6):1045-1051
1045-1051
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ КИСЛОТ 4-Н-ПИРАНОВОГО РЯДА С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
Аннотация
Основными представителями кислот 4-Н-пиранового ряда являются меконовая, коменовая, хелидоновая и койевая кислоты. В отношении данных веществ установлен широкий спектр физиологической активности, включая нейропротекторную, противовоспалительную, иммуномодулирующую и регенерирующую активность. Проведен сравнительный анализ антиоксидантной активности указанных кислот в различных модельных системах с использованием хемилюминесцентного, спектрофотометрического и флуоресцентного методов анализа, а также расчетных методов квантовой химии. Выявлено, что по отношению к липидным, люминольным и пироксильным радикалам все исследуемые в работе кислоты проявили дозозависимое снижение интенсивности свечения хемилюминесцентной реакции, выражающееся разной степенью ингибирования для каждого соединения. По отношению к стабильному радикалу ABTS+• все исследуемые кислоты также оказали ингибирующее действие. С разной эффективностью исследуемые соединения проявляли хелатирующий эффект в отношении катионов Fe2+ и ингибировали развитие реакции Фентона в модельной системе. Полученные экспериментальные данные об антирадикальной активности исследуемых соединений коррелировали с проведенными теоретическими расчетами их антиоксидантного потенциала. Установленные антиоксидантные и хелатирующие свойства основных кислот 4-Н-пиранового ряда позволяют рассматривать их как потенциальные лиганды и компоненты при синтезе новых комплексных и гибридных соединений.
Биофизика. 2025;70(6):1052-1067
1052-1067
ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ, СПЕЦИФИЧНЫХ К ОБСКУРИНУ ДЛИННОХВОСТОГО СУСЛИКА Urocitellus undulatus: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Аннотация
С помощью полученных поликлональных антител, специфичных к N-последовательности (76–289 a.o.) обскурина длиннохвостого суслика (Urocitellus undulatus), исследован изоформный состав этого белка в двух поперечно-полосатых мышцах: миокарде левого желудочка и m. gastrocnemilus medialis. Идентифицирована одна низкомолекулярная изоформа обскурина с молекулярной массой 115 кДа. Другие изоформы обскурина, в том числе, гигантские A- и B-изоформы, обнаружены не были. Сезонные изменения содержания визуализированной низкомолекулярной изоформы обскурина в сердечной и скелетной мышцах длиннохвостого суслика не выявлены. Перспективы дальнейших исследований заключаются в осуществлении секвенирования тена obscu длиннохвостого суслика и в проведении анализа транскриптов обскурина с целью получения антител, специфичных к гигантским изоформам этого белка.
Биофизика. 2025;70(6):1068-1074
1068-1074
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВАРИАНТОВ ГИСТОНОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ НУКЛЕОСОМ МЕТОДАМИ ГЛУБОКОГО ОБУЧЕНИЯ
Аннотация
Гистоны играют ключевую роль в организации хроматина и регуляции генов, модулируя стабильность нуклеосом и доступность ДНК. Различные варианты гистонов могут изменять плотность упаковки ДНК и влиять на функции клетки. В данном исследовании продемонстрировано успешное применение разработанной нейронной сети ProBAN для прогнозирования аффинности белок-белковых взаимодействий, что может применяться для оценки влияния различных вариантов гистонов на стабильность нуклеосом. Показано, что включение вариантов гистонов в нуклеосому может стабилизировать или дестабилизировать структуру октамера гистонов посредством измененных паттернов межмолекулярных взаимодействий. В частности, замещающие варианты гистонов H2A.Z, TSH2A.1-TSH2B.1 (в форме димера) и H3.3 образуют более стабильные структуры внутри нуклеосомы, чем канонические гистоны, в то время как другие варианты, такие как TSH2A.1, TSH2B.1 (по отдельности) и H3.6, продемонстрировали менее стабильные взаимодействия. Наблюдаемые различия могут объяснять, как клетки регулируют гены в специализированных тканях или в процессе развития. Эти результаты демонстрируют, какое действие вариации последовательностей гистонов оказывают на стабильность нуклеосом, что важно для регуляции транскрипции и эпигенетических механизмов. Алгоритм ProBAN продемонстрировал высокую точность предсказаний, представляя собой ценный инструмент для дальнейшего изучения влияния вариантов гистонов на функционирование хроматина и развитие заболеваний.
Биофизика. 2025;70(6):1075-1085
1075-1085
Биофизика клетки
ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЦИТОХРОМА с С КРАТКОВРЕМЕННО ОБЛУЧЕННЫМИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ СВЕТОМ ПРЕПАРАТАМИ МАРГАНЕЦ-СТАБИЛИЗИРУЮЩЕГО БЕЛКА PsbO И МЕМБРАН ФОТОСИСТЕМЫ II
Аннотация
Исследовано взаимодействие цитохрома с с облученными ультрафиолетовым светом марганец-стабилизирующим белком PsbO и мембранами фотосистемы II. Установлено, что белок PsbO, облученный ультрафиолетовым светом, способен восстанавливать цитохром с, причем этот процесс ингибируется супероксиддисмутазой и стимулируется каталазой, что указывает на участие активных форм кислорода. Аналогичное восстановление цитохрома с наблюдалось при добавлении облученных ультрафиолетовым светом растворов тирозина или цистина, что подтверждает роль радикалов аминокислот в этом процессе. Показано, что ультрафиолетовое облучение вызывает димеризацию белка PsbO. Инкубация с цитохромом с (24 ч) снижает уровень димера, восстанавливая концентрацию мономера. Облученные ультрафиолетовым светом мембраны фотосистемы II также восстанавливали цитохром с, активность восстановления зависела от присутствия PsbO в фотосистеме II. Показано, что окисленный цитохром с связывается с белком PsbO и фотосистемой II прочнее, чем восстановленный. Полученные данные позволяют предположить, что ультрафиолетовое облучение генерирует в белке PsbO (как в изолированной форме, так и в составе фотосистемы II) реакционноспособные группы (тирозиновые радикалы, тиоловые соединения), восстанавливающие цитохром с. Кроме того, облучение белка PsbO в растворе приводит к образованию промежуточных продуктов с участием активных форм кислорода, окисляющих восстановленный цитохром с.
Биофизика. 2025;70(6):1086-1096
1086-1096
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ СО ВСТРОЕННЫМИ В МЕМБРАНЫ ЛИПОСОМ СПИН-МЕЧЕННЫМИ ПРОИЗВОДНЫМИ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТЫ
Аннотация
С использованием ЭПР-спектроскопии изучено взаимодействие аскорбиновой кислоты с нитроксильными радикалами спиновых меток 5-доксилстеариновой и 16-доксилстеариновой кислот, встроенных в липосомальные мембраны и фосфатидилхолина. Показано, что аскорбиновая кислота эффективно восстанавливает в липосомах метки 5-доксилстеариновой кислоты. Уменьшение ЭПР-сигнала этой метки на 70% происходит через 90 и 20 мин под действием 10 и 50 мм аскорбиновой кислоты соответственно. Вместе с тем снижение амплитуды ЭПР сигнала 16-доксилстеариновой кислоты, причем не более чем на 35%, наблюдалось только при инкубации меченых липосом в течение 120 мин с аскорбиновой кислотой в концентрации 100 мм. Существенно также, что оставшийся сигнал 16-доксилстеариновой кислоты был стабильным более 3 ч. Обнаружено образование аскорбат-радикала при восстановлении 5-доксилстеариновой кислоты, но не 16-доксилстеариновой кислоты, что, вероятно, связано с ограниченной диффузией аскорбиновой кислоты вглубь бислоя. Можно сделать вывод, что в отсутствие активного переноса аскорбиновая кислота может проникать в мембрану на уровень меток 5-доксилстеариновой кислоты и эффективно взаимодействовать с радикалами вблизи полярной области. Эти данные важны для понимания антиоксидантной роли витамина С в липидных мембранах.
Биофизика. 2025;70(6):1097-1104
1097-1104
НОРМАЛИЗАЦИЯ Са2+-ГОМЕОСТАЗА НЕ ПРИВОДИТ К КОРРЕКЦИИ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО рН В НЕЙРОНАХ КУЛЬТУРЫ ГИППОКАМПА НА ФОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНА АММОНИЯ
Аннотация
При патологиях, связанных с эксайтотоксичностью и нарушением кальциевого гомеостаза, нередко наблюдается гипервозбуждение нейронов, в том числе во время ишемического инсульта, гипераммониемии и нейродегенеративных заболеваниях. В случае долговременной устойчивой деполяризации эта гиперактивность нарушает множество процессов, в том числе энергетический баланс АТФ, и может вести к гибели клеток. Этим реакциям зачастую сопутствует продолжительное закисление цитозоля. Оно воздействует на активность большого количества зависимых от внутриклеточного рН ионных каналов, иных молекулярных объектов, которые регулируют концентрацию [Са2+] и других ионов в клетке, а также мембранный потенциал. Такие процессы могут дополнительно приводить к гипервозбуждению и нарушению ионного гомеостаза. Понимание связи [Са2+] и рН представляет интерес для развития подходов по устранению вышеописанных дисфункций. В частности, остается невыясненным, влечет ли коррекция Са2+-гомеостаза за собой нормализацию рН. В этой работе показано, что устранение проявлений гипервозбуждения, а именно, сверхвысокой частоты импульсов [Са2+] и повышенного уровня базального [Са2+] путем применения агониста дофаминовых D2-подобных рецепторов PD-168077 (10 мкМ) или агониста α2-адренергических рецепторов гуанфацина (10 мкМ) не приводит к заметной коррекции рН в гиппокампальных нейронах и астроцитах. Таким образом, для устранения последствий гипервозбуждения регуляция рН, является задачей отдельной, независимой от подходов по нормализации кальциевого гомеостаза.
Биофизика. 2025;70(6):1105-1114
1105-1114
ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО НИЗКОЧАСТОТНОГО МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ РЕСПИРАТОРНОГО ВЗРЫВА В НЕЙТРОФИЛАХ МЫШИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕМЕННОЙ КОМПОНЕНТЫ ПОЛЯ
Аннотация
Исследовано влияние слабых комбинированных магнитных полей – постоянного магнитного поля (60 мкТл) и коллинеарного ему переменного магнитного поля на частоте 12.6 Гц при амплитудах в диапазоне 10–2500 нТл – на регистрируемую методом люминол-зависимой хемилюминесценции интенсивность респираторного взрыва в суспензии нейтрофилов мыши в ответ на активатор – пептид N-формил–Met–Leu–Phe. Показано, что 40-минутное воздействие комбинированных магнитных полей, предшествующее введению активатора, усиливает респираторный взрыв в диапазоне амплитуд переменного поля 40–265 нТл.
Биофизика. 2025;70(6):1115-1122
1115-1122
ВЛИЯНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВАЦИИ НА МИТОХОНДРИАЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ И ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ИНГИБИТОРОВ АПОПТОЗА У КЛЕТОК ОСТРОГО МИЕЛОИДНОГО ЛЕЙКОЗА ТНР-1
Аннотация
Проведено исследование ключевых функций митохондриального дыхания и экспрессии генов семейств BCL2 и IAP у клеток THP-1 острого миелоидного лейкоза при липополисахарид- и зимозан A-индуцированной воспалительной активации, а также в условиях асептической воспалительной активации, имитирующих воспалительное микроокружение, с использованием трехмерных клеточных культур. Установлено, что в условиях как липополисахарид- и зимозан A-индуцированной, так и асептической воспалительной активации, на фоне повышения секреции провоспалительных медиаторов ИЛ-1-бета, ФНО-альфа и ИЛ-6 происходило снижение митохондриального мембранного потенциала и скорости потреблении кислорода у митохондрий. В то же время было показано увеличение продукции активных форм кислорода и лактата. Также показано, что у клеток THP-1 в условиях воспалительной активации происходило повышение экспрессии генов BIRC3, BIRC7, BCL2, BCL21.1, BCL21.2 и BCL2A1, кодирующих соответствующие антиапоптотические белки.
Биофизика. 2025;70(6):1123-1131
1123-1131
Биофизика cложныx cиcтем
ТЕХНОЛОГИИ БИОГЕОХИМИЧЕСКОГО ИНЖИНИРИНГА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ПОЧВ
Аннотация
Рассмотрены технологии биогеохимического инжиниринга для создания искусственных почв. Обоснована необходимость применения нативных биофизических моделей, имитирующих как природные почвенные функции, так и вновь создаваемые для различных видов функционального использования территорий. Показано, что искусственные почвы могут создаваться из различных материалов, включая, прежде всего, различные промышленные, строительные и бытовые отходы. Применение биогеохимических технологий позволяет регулировать биогеохимический круговорот на уровне микробного звена, даны соответствующие примеры таких технологий.
Биофизика. 2025;70(6):1132-1142
1132-1142
КОМПАКТНЫЙ ИСТОЧНИК/ДЕТЕКТОР ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЕРИОДИЧЕСКИ ГОФРИРОВАННОГО ВОЛНОВОДА
Аннотация
Терагерцовая биофотоника открывает значительные перспективы для различных биомедицинских приложений. В этой работе мы предлагаем схему компактного терагерцового устройства, в котором эффект генерации и усиления терагерцового излучения достигается за счет взаимодействия пучка электронов, движущихся в вакууме, с электромагнитной волной гофрированного волновода. Показано, что в рассматриваемой схеме устройства возможен как режим генерации и усиления, так и режим детектирования терагерцовых волн.
Биофизика. 2025;70(6):1143-1155
1143-1155
ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА ДИАПАЗОНА 0.88–8.00 МГц НА ПРОЦЕССЫ РАСТРЕСКИВАНИЯ ЗАМОРОЖЕННЫХ КРИОЗАЩИТНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ДО –196°С
Аннотация
При криоконсервации биологического материала большое значение имеет стадия формирование твердой фазы (лед) при охлаждении живых клеток и криозащитной смеси. Формирование льда, наряду с другими факторами, заметно влияет на переживание клеток в процессе замораживания–оттаивания. Большинство исследователей ограничиваются диапазоном температур от 0 до –80°С. Этот диапазон считается наиболее критическим из-за повреждений биологического материала вследствие внутриклеточного и внеклеточного образования кристаллов льда. Однако процессы, происходящие при дальнейшем охлаждении замороженного материала до температур, при которых осуществляется хранение (−196°С), мало изучены. При охлаждении ниже –100°С термомеханическое напряжение в замороженной среде увеличивается из-за ее сжатия, что вызывает формирование растрескиваний. Воздействие ультразвука на начальном этапе замерзания приводило к устранению переохлаждения во всех изученных растворах и заметно изменяло ход температурной кривой. В работе показано влияние ультразвука в диапазоне частот 0.88–8.00 МГц на процессы растрескивания замороженных криозащитных растворов и формирование микрочастиц льда. Замораживание проводили в тонком слое (0.2 мм) при охлаждении до –196°С. Форму и размер микрочастиц льда определяли методом криомикроскопии. С повышением частоты увеличивалась степень однородности микрочастиц (размер и площадь) и фактор формы (степень округлости). Показано что ультразвук может эффективно влиять на формирование растрескиваний в замороженной криозащитной среде, особенно в высокочастотном диапазоне. Наибольший эффект увеличения степени округлости микрочастиц наблюдается в среде, содержащей физиологический раствор, 10% диметилсульфоксида и 10% яичного желтка.
Биофизика. 2025;70(6):1156-1160
1156-1160
НАКОПЛЕНИЕ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ФОРМ ОКСИДА АЗОТА В ОРГАНАХ КРЫС ПРИ ВВЕДЕНИИ ДИНИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С ЛИГАНДОМ N-АЦЕТИЛ-L-ЦИСТЕИНОМ
Аннотация
Методом ЭПР установлено, что в результате сублингвального введения крысам препарата динитрозильных комплексов железа с лигандом N-ацетил-L-цистеином происходит перенос и накопление стабилизированных форм NO в ткани мозга, а величина этого эффекта является близкой, по сравнению с аналогичными эффектами, полученными для сердца, легких и печени животного.
Биофизика. 2025;70(6):1161-1166
1161-1166
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КРАЙНЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ НА УРОВЕНЬ РАДИАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК В ЛЕЙКОЦИТАХ КРОВИ МЫШИ in vitro
Аннотация
В современных условиях открытые и самоорганизующиеся биологические системы подвергаются воздействию сложного спектра многочастотных и модулированных электромагнитных излучений различных частотных диапазонов. Работа посвящена исследованию влияния рентгеновского облучения в дозе 4 Гр на уровень повреждений ДНК в лейкоцитах периферической крови мышей, предварительно подвергнутых воздействию электромагнитного излучения крайне высоких частот in vitro в зависимости от несущих и модулирующих частот, длительности экспозиции, интенсивности и скважности модулирующего сигнала. С использованием метода ДНК-комет обнаружено, что предварительное облучение клеток электромагнитным излучением крайне высоких частот приводит к статистически значимому снижению радиационных повреждений ДНК при импульсной модуляции излучения с частотами 0.1, 1, 16, 32 и 50 Гц. При этом облучение как в режиме непрерывной генерации, так и в случае амплитудной модуляции гармоническим сигналом было неэффективно. Наибольший радиозащитный эффект наблюдался при несущих частотах 42.2, 51.8 и 61.22 ГГц, длительности экспозиции 20–30 мин, плотности потока падающей мощности 100–250 мкВт/см2, скважности импульсного сигнала модуляции 2–4. Обсуждаются механизмы реализации полученных биологических эффектов электромагнитного излучения крайне высоких частот, связанные с индукцией свободных радикалов.
Биофизика. 2025;70(6):1167-1176
1167-1176
Медицинская биофизика
ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ РЕЗОНАНСНЫХ ЯВЛЕНИЙ В РЕАКЦИЯХ МОЗГА НА РИТМИЧЕСКУЮ ФОТОСТИМУЛЯЦИЮ С ЛИНЕЙНО ВОЗРАСТАЮЩЕЙ ЧАСТОТОЙ
Аннотация
Вопрос о механизмах, лежащих в основе реакций мозга на ритмическую фотостимуляцию, характеризуется противоречивостью мнений. Для выявления механизмов ритмической фотостимуляции необходим анализ индивидуальных спектров с использованием максимально подробного набора частот воздействий. В данной работе с целью оценки роли резонансных явлений в эффектах ритмической фотостимуляции проведен анализ тонкой структуры индивидуальных ЭЭГ спектров при ритмической фотостимуляции, частота которой плавно линейно увеличивается от 1 до 20 Гц. Установлено, что в пределах каждого из основных частотных диапазонов ЭЭГ (дельта, тета, альфа и бета) выявляются дискретные участки индивидуального спектра ЭЭГ, резонансно активирующиеся у субъекта при совпадении частоты стимуляции или ее гармоник с их собственной частотой. Базовая роль резонансных механизмов продемонстрирована при рассмотрении достоинств резонансного сканирования – перспективного варианта ритмической фотостимуляции, в котором параметры стимуляции задаются программно с пошаговым возрастанием частоты.
Биофизика. 2025;70(6):1177-1181
1177-1181
ХАРАКТЕРИСТИКА НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА В ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТАХ АУРУМАКРИЛ И АРГАКРИЛ
Аннотация
Изучен ряд физико-химических характеристик золота и серебра, содержащихся в активных противоопухолевых препаратах аурумакрил и аргакрил. Микроскопически визуализированы наночастицы золота и серебра в препаратах, охарактеризован ряд физико-химическая параметров наночастиц – средний диаметр, дзета-потенциал поверхности, концентрация в жидкой среде. Изучен механизм образования наночастиц металлического серебра в препарате аргакрил на основании спектрофотометрического и ЭПР-исследования образцов аргакрила.
Биофизика. 2025;70(6):1182-1192
1182-1192
ПЕРОКСИРЕДОКСИНЫ – КЛЮЧЕВЫЕ МАРКЕРЫ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ И ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ МИШЕНИ В ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ РАКА
Аннотация
Лучевая терапия является краеугольным методом лечения злокачественных опухолей, однако ее эффективность часто ограничивается радиорезистентностью и связанной с лечением токсичностью. Пероксиредоксины — многофункциональные белки с антиоксидантной и шаперонной активностью — играют ключевую роль в поддержании редокс-гомеостаза, регуляции сигнальных путей и формировании радиорезистентности. Благодаря этим свойствам они рассматриваются как прогностические биомаркеры и потенциальные терапевтические мишени для повышения эффективности противоопухолевой лучевой терапии. В обзоре представлены экспериментальные стратегии преодоления радиорезистентности посредством модуляции пероксиредоксинов, включая прямое таргетирование, применение экзогенных белков, инженерных мутантов, синтетических пептидов, наноплатформ, а также комбинированное воздействие на систему «пероксиредоксин—тиоредоксин».
Биофизика. 2025;70(6):1193-1210
1193-1210
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ И РАЗМЕРНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ВЕЗИКУЛ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА В НОРМЕ И ПРИ РАКЕ ЖЕЛУДКА
Аннотация
Проведено комплексное морфологическое и размерное профилирование внеклеточных везикул желудочного сока человека методом криоэлектронной микроскопии. Показано, что при раке желудка доля классических индивидуальных везикул, окруженных одним слоем плазматической мембраны, статистически значим увеличивается (до 74% против 40% в норме), в то время как представленность многослойных форм снижается. Проведен сравнительный анализ данных криоэлектронной микроскопии и анализа траекторий наночастиц, демонстрирующий, что криоэлектронная микроскопия выявляет существенно более высокую долю частиц в диапазоне 40–70 нм. Таким образом, в работе впервые описан состав внеклеточных везикул желудочного сока и выявлены значимые различия в морфологическом распределении между нормой и патологией, а также установлены систематические расхождения между методами криоэлектронной микроскопии и анализа траекторий наночастиц в сторону большей чувствительности криоэлектронной микроскопии к малым везикулам.
Биофизика. 2025;70(6):1211-1220
1211-1220
ВЛИЯНИЕ КОМБИНАЦИИ НОРМАКОРА И ГЕЛОФУЗИНА НА СОХРАННОСТЬ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ ПРИ ГАЗОВОЙ ГИПОТЕРМИЧЕСКОЙ КОНСЕРВАЦИИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ СМЕСИ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА
Аннотация
Одной из ключевых проблем трансплантологии является короткий срок безопасного гипотермического хранения донорского сердца. Перспективным методом его продления является газовая гипотермическая консервация в смесях кислорода с монооксидом углерода или иными газовыми агентами. Однако стандартизация данного подхода требует подбора условий для остановки сердца и отмывки его от крови перед газовой экспозицией. Цель работы – проверить возможность применения метода гипербарической газовой гипотермической консервации сердца крысы в сочетании с использованием кардиоплетического раствора нормакора в смеси с заменителем плазмы крови гелофузином. Экспериментальное исследование проведено на изолированных сердцах крыс (n = 30). Оценивали функциональные (сократимость, частоту сердечных сокращений) и морфологические параметры после 12 и 24 ч хранения при 4°С и давлении 6.5 атм газовой смеси CO : O2 (1 : 1). Сравнивали три протокола подготовки: перфузия раствором «Нормакор + гелофузин» при 37°С, перфузия раствором кустодиола при 4°С и хранение без перфузии. Показано, что комбинация «Нормакор + гелофузин» обеспечивает стабильное восстановление сократительной функции сердца (~50% от нативного контроля) и его морфологической сохранности после 12 и 24 ч консервации. После 12 ч хранения группа «Нормакор» показала достоверно лучшие функциональные результаты восстановления сердца по сравнению с группой «Кустодиол». Гистологический анализ выявил умеренные и потенциально обратимые ишемически-реперфузионные повреждения во всех группах после 24 ч экспозиции в газовой среде. Сделан вывод, что комбинация зарегистрированных в России растворов нормакора и гелофузина является эффективным средством предконсервационной подготовки органа для последующей газовой гипотермической консервации, что может способствовать внедрению данного подхода в клиническую практику для продления сроков хранения донорского сердца.
Биофизика. 2025;70(6):1221-1229
1221-1229
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОТОБИОМОДУЛЯЦИИ НА МИКРОБИОТУ КИШЕЧНИКА ЧЕЛОВЕКА in vitro В НОРМЕ И ПОСЛЕ КРИОКОНСЕРВАЦИИ
Аннотация
Нарушение состава микробиоты кишечника человека является ключевым фактором развития множества заболеваний. Существующие методы коррекции (пробиотики, трансплантация микроорганизмов и др.) часто инвазивны или недостаточно эффективны. Фотобиомодуляция представляет собой перспективный неинвазивный подход, однако ее прямое влияние на микробиоту in vitro не изучено. Целью настоящей работы было исследовать влияние фотобиомодуляции красным (660 нм) и ближним инфракрасным (940 нм) светом на восстановление микробиоты после криогенного повреждения, используемого в качестве стресс-модели. Цельную микробиоту доноров, выделенную из образцов стула, и чистую культуру Bifidobacterium breve подвергали замораживанию в жидком азоте, что приводило к гибели ~50% клеток. Затем образцы размораживали и облучали светом в диапазоне малых доз 10–600 Дж/м2. Жизнеспособность микроорганизмов оценивали с помощью тест-набора реактисней LIVE/DEAD. Для B. breve оценивали также динамику роста в анаэробных условиях при культивировании на микропланшете. Фотобиомодуляция достоверно не влияла на выживаемость интактных (неповрежденных) микроорганизмов. Напротив, облучение ближним инфракрасным светом достоверно (p ≤ 0.05) повышало жизнеспособность микроорганизмов после криоконсервации, как микробиоты кишечника с максимальным эффектом +43% при дозе 40 Дж/м2, так и B. breve с максимумами +10% (p ≤ 0.05) при дозах 40 и 80 Дж/м2. Для B. breve была отмечена стимуляция роста на 8% (p ≤ 0.05) при культивировании. Облучение красным светом 660 нм не оказывало выраженных эффектов. Впервые показано, что фотобиомодуляция ближним инфракрасным светом способна эффективно восстанавливать жизнеспособность в опытах на микробиоте человека и культуре микроорганизмов B. breve
in vitro после криогенного повреждения. Криоконсервацию можно использовать как модель повреждений микробиоты кишечника для скрининга физических и химических факторов, потенцирующих восстановление микроорганизмов. Полученные результаты открывают перспективы для разработки неинвазивных методов реабилитации и лечения заболеваний, связанных с дисбактериозом человека, на основе трансабдоминальной фотобиомодуляции.
Биофизика. 2025;70(6):1230-1239
1230-1239
Дискуссии
НЕКОРРЕКТНЫЕ ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ БИОФИЗИКИ. БИОФИЗИЧЕСКОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ ЭТОГО ЯВЛЕНИЯ И ЕГО ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Аннотация
Поскольку все (или почти все) способы исследования биссистем являются инвазивными, то при исследовании биссистем возникают некорректные обратные задачи. На примере исследования стереологических задач показано — в чем состоит некорректность биофизических задач и какие проблемы возникают у исследователей при их решении.
Биофизика. 2025;70(6):1240-1248
1240-1248