БИОФИЗИКА

Для понимания и изучения многих биологических явлений, физических, физико-химических процессов, проходящих в живых организмах, структуры биологических систем от молекулярного уровня до целого организма ученым необходимо было применить методы и знания, накопленные другими науками, в частности объединить усилия биологии, физики и химии. Так на стыке этих трех наук возникла новая наука — биологическая физика, биофизика. Первый в мире институт биологической физики был создан в СССР в Москве в 1919 г.

Биофизика имеет ряд самостоятельных научных направлений. Молекулярная биофизика изучает физические и физико-химические свойства молекул и их комплексов, характер протекающих в них энергетических процессов. Благодаря работам в этой области определена структура сотен белков, изучены принципы строения молекул, из которых построены клетки живого организма. Подобные исследования имеют большое значение для развития других наук—биохимии, генетики, молекулярной биологии, цитологии.

Биофизика изучает и возбужденное состояние молекул, в котором они приобретают высокую химическую активность. Именно это явление лежит в основе фотобиологических процессов фотосинтеза, зрения, биолюминесценции.

Проникновение в суть таких процессов помогло изучить слабое ультрафиолетовое свечение, свойственное некоторым животным и растениям.

Любой живой организм — сложная система, в которой происходит превращение одного вида энергии в другой. Организм получает энергию из пищи, расходует ее на построение клеток, движение и другие действия. Биофизика исследует вопрос, как происходит энергетический обмен на молекулярном уровне и во всем организме в целом.

Многие организмы на 90% состоят из жидкости: артериальная, венозная кровь, лимфа, желудочный сок. Что их разделяет и как при этом происходит обмен веществ в организме — получение новых и вывод отработанных? Все это обеспечивают биологические мембраны (см. Клетка). Изучение принципа их действия имеет большое значение. В частности, содружество биофизики, биохимии и физиологии в этой области помогло создать искусственную почку.

Живой организм — саморегулирующаяся система. Разгадкой принципов движения — ходьбы, бега, тока крови, дыхания — вместе с биофизикой заняты биокибернетика, биомеханика. Это важно для познания физиологических процессов в человеческом организме во время труда, отдыха, полета в космос, для предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний, создания аппаратов, заменяющих отдельные органы человека.