ГлавнаяОб институтеСтруктура институтаИнновационный отдел

Лаборатория биокристалломики

Заведующий лабораторией — д.м.н, профессор Шатохина Светлана Николаевна 
тел.:—

sv_n@list.ru

biocrystallomics@niiopp.ru

Из истории лаборатории. С 2015 г. исследования структур неклеточных тканей стали проводиться в НИИ общей патологии и патофизиологии, в котором ведутся фундаментальные разработки на основе новейших достижений молекулярной биологии – протеомики, метаболомики, геномики. Стык этих технологий с информационным содержанием структур биологических жидкостей позволили директору института академику РАН А.А. Кубатиеву дать новой лаборатории название лаборатории биокристалломики. Заведующий лабораторией — д.м.н, профессор Шатохина Светлана Николаевна.

Основные направления деятельности и достижения

В настоящее время методы морфологического изучения структур и ультраструктур клеточной ткани организма при физиологических и патологических состояниях совершенствуются во многих научно-исследовательских центрах ведущих стран мира. Однако информация клеточной патологии молекулярного уровня не доступна для широкой практической медицины ввиду дороговизны исследований. Появление новой диагностической технологии, основанной на изучении структур неклеточных тканей организма – биологических жидкостей, позволяет восполнить этот пробел.

Структуры неклеточных тканей несут в себе огромный пласт важнейшей диагностической информации о различных органах и системах, а также о гомеостазе организма в целом. Раньше считалось, что «увидеть» структуру биологической жидкости невозможно, так как жидкости высокоподвижны и их молекулярный состав постоянно изменяется. Суть получения информации по структуре биологической жидкости заключается в переводе ее из одного фазового состояния в другое: из жидкого в твердое (Рис. Порядок из хаоса). В результате диагностическая информация молекулярного уровня переводится на уровень, доступный визуальному анализу, то есть становится возможной для практического использования в лечебно-профилактическом учреждении любого уровня.

Новая диагностическая технология начала свой путь с 1986 г. в стенах МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, в котором исследования были начаты младшим научным сотрудником клинико-диагностической лаборатории С.Н. Шатохиной. Далее исследования ведутся совместно с Российским НИИ геронтологии, где впервые в мире была создана лаборатория морфологии биологических жидкостей под руководством директора института — акад. РАМН, проф. В.Н. Шабалина.

В основу проведенных исследований были положены методы клиновидной и краевой дегидратации биологических жидкостей, которые позволяют посредством системной самоорганизации зафиксировать высокодинамичные химические связи между растворёнными в них элементами и создать устойчивую морфологическую картину, пригодную для визуального анализа. Академиком РАМН В.Н. Шабалиным впервые было дано теоретическое обоснование структуропостроения биологических жидкостей с позиций теории самоорганизации и поведения сложных систем.

Авторами новой технологии были выявлены основные закономерности формирования структур твердой фазы различных биологических жидкостей, дана классификация и предметное описание системных и локальных особенностей получаемых морфологических образов. Показано, что морфологическая картина биологических жидкостей адекватно отражает как физиологические, так и патологические изменения, происходящие в высокодинамичных пространственно-временных структурах живых организмов (Рис. Сыворотка крови).

Первой разработкой явилась диагностика мочекаменной болезни, построенная на структурах фаций мочи (отсюда и название технологии – Литос, в переводе с греч. — камень), которая открыла возможность наблюдать активность процесса камнеобразования в почках и определять вид камнеобразующих солей как сформированного в организме конкремента, так и еще только формирующегося (Рис. Камнеобразование).

Технология диагностики мочекаменной болезни была защищена патентами 39 стран мира, в том числе США, Европы, Канады с заключением зарубежных экспертов: «Мировые аналоги отсутствуют». В России данную технологию применяют в лечебных учреждениях Москвы и Московской области, Ульяновска, Смоленска, Казани, Уфы, Ярославля, Барнаула, Астрохани, Ростова на Дону и других городах. Постановка метода осуществляется с помощью диагностического набора «Литос-система», разрешенного к применению соответствующими службами РФ.

В настоящее время процесс камнеобразования в почках за 20 лет его изучения из «наблюдаемого» стал «управляемым», что дает основания говорить в будущем и о возможности управлять другими патологическими процессами, в том числе, процессом злокачественного роста.

По морфологии фаций мочи можно диагностировать многие патологические процессы в короткие сроки (18 часов) и на ранних (в т.ч. доклинических) стадиях – острый кандидоз (по маркеру кандидотоксина); острый пиелонефрит при бессимптомном или малосимптомном течении; споровую форму хронического течения кандидоза органов мочевой системы, поражение клубочкового аппарата почек, склерозирование ткани почек, носительство уреаплазмы и другие процессы. В настоящее время авторы (С.Н. Шатохина и В.Н. Шабалин) издали два тома Атласа морфологии неклеточных тканей.

При исследовании структур сыворотки крови у обследуемого удается оценить интегральную картину гомеостаза (физиологическое устойчивое, физиологическое неустойчивое, патологическое неустойчивое, патологическое устойчивое), его адаптационные резервы и определить признаки хронической интоксикации. При детальной микроскопии — маркеры различных патологических процессов (воспаления, нарушения микроциркуляции, склерозирования стенок сосудов; ишемии тканей, усиленной пролиферации; злокачественного роста и другие.

Новые диагностические структуры открыты и в других биологических жидкостях: спинномозговой, синовиальной, ротовой, слезной, отделяемого ран, содержимого кист и др.

Важный аспект, решаемый новой диагностической технологией, состоит в возможности диагностики доклинических стадий заболевания; быстрой оценке эффективности проводимой терапии и прогнозировании дальнейшего течения и исхода заболевания.

Новая диагностическая технология разрешена для применения в клинической практике Федеральной службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (Разрешение ФС № 2009/155 от 15 июня 2009 г.).

В настоящее время исследования, начатые сотрудниками в институте геронтологии, продолжены. В частности, это касается особенностей структур сыворотки крови, мочи и ротовой жидкости долгожителей. Оказалось, что у долгожителей отмечается особое распределение органических и минеральных веществ, направленных на формирование инертных агрегатов с целью снижения аутоинтоксикации.

Другое направление исследований – информационное содержание структур биологических жидкостей в динамике эксперимента на животных. Эксперименты показывают, что структуры биологических жидкостей быстро реагируют на воздействие внешнего фактора и для восстановления физиологического состояния демонстрируют морфологические признаки различных компенсаторных механизмов.

Высокая информативность методов морфологического анализа биологических жидкостей, уникальность получаемых данных, их простота и широкая доступность, экономичность и достоверность диагностических данных на самых ранних этапах развития патологических процессов, открывает широкие перспективы этому направлению в клинической медицине и других областях исследования живых систем.

Предлагаемая технология исследования структурной информации биологических жидкостей обладает большой эвристической силой, имеет четкую теоретическую базу, раскрывает широкие, принципиально новые возможности в изучении фундаментальных процессов живых систем, создает качественно новые подходы к решению проблем физики и химии жидкостных систем.

Основные публикации 2019 -2024 гг.:

  1. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Роль старения в эволюционном развитии человека. // Вестник Российской академии наук. — 2020 — Том 90, № 12 — С. 1119-1127. Опубликовано: август-сентябрь 2020 г. https://doi.org/10.31857/S0869587320120233
  2. Супильников А.А., Шабалин В.Н., Лиманова Л.В. Особенности математического моделирования заживления послеоперационной раны в эксперименте. // Вестник медицинского института «РЕАВИЗ»: реабилитация, врач и здоровье. — 2019 — № 3 (39) — С. 212-219. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39239966&?
  3. Шатохина С.Н., Филиппов А.Г., Александрин В.В., Уварова Д.С., Кубатиев А.А., Шабалин В.Н. Влияние наночастиц платины на структуру молекул белка и регуляцию тонуса сосудов головного мозга экспериментальных животных. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2019 — Т. 168, № 12 — С. 744-748. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41440422
  4. Шатохина С.Н., Уварова Д.С., Шабалин В.Н. Значение минерализации токсических метаболитов в обеспечении физиологического старения и долголетия человека. Патогенез. 2020; 18(1): 65-73 DOI: 10.25557/2310-0435.2020.01.65-73. ИФ 0,505
  5. Шатохина С.Н., Зар В.В., Зар М.В., Шабалин В.Н. Оценка иммунологической реакции организма на сплавы металлов эндопротеза по маркерным структурам сыворотки крови. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2020;27(2):30–35. doi: https://doi.org/10.17816/vto202027230-34. ИФ 0,414
  6. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. //Роль старения в эволюционном развитии человека. Вестник Российской академии наук, 2020, том № 90, с. 17–25. DOI: 10.31857/S0869587320120233. ИФ 1,146
  7. Shatokhina S.N., Shabalin V.N. Marker structures in the liquor of patients with destructive processes in brain tissues// Global Neurol. 2020;1(2):108. Р 1- 4. DOI: sl.gon.2020.00008
  8. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Системные интеграторы жизни// Успехи современной биологии. 2021. 142. № 5. С. 419-427.
  9. Шабалин В.Н., Шатохина И.С., Шатохина С.Н. Морфологические структуры Сandida spp. в биологических жидкостях больных висцеральным кандидозом// Проблемы медицинской микологии. 2021. Т. 23. №3. С.48-51.
  10. Шатохина С.Н., Александрин В.В., Шабалин В.Н. Оценка глубины наркоза у экспериментальных животных по показателям мозгового кровотока и структурам твёрдой фазы сыворотки крови (экспериментальное исследование)// Патогенез. 2021. № 4, с. 24-31
  11. В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина. Сыворотка крови как информационно-аналитическая система организма человека. Технологии живых систем. №1. С. 36-45.
  12. Шабалин В.Н., Шатохина И.С., Шатохина С.Н.  Маркеры биологического возраста в твёрдофазных структурах ротовой жидкости. Стоматология для всех. 2023, 2(103): 4-10.
  13. В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина. Концептуальный анализ феномена старения в развитии живой материи. Терапия. 2023; 9(6): 114–119. Doi: https://dx.doi.org/10.18565/therapy. 2023.6.114–119.