CC BY
100
Биохимия, биотехнология и диагностика
УДК 616:619.995.121:1-07
БИОКРИСТАЛЛОМИКА В ПАРАЗИТОЛОГИИ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
А.К. МАРТУСЕВИЧ1 кандидат медицинских наук
О.Б. ЖДАНОВА2 доктор биологических наук Л.А. НАПИСАНОВА3 кандидат биологических наук 1 Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии, e-mail: cryst-mart@yandex.ru 2Кировская государственная медицинская академия, e-mail:oliabio@yandex.ru 3Всероссийский научно-исследовательский институт гельминтологии
им. К.И. Скрябина, 117218, г. Москва, ул. Б. Черемушкинская, 28, e-mail: vigis@ncport.ru
Дано современное состояние биокристалломики. Приведены цель, задачи и основные изучаемые области биокристалломики. Систематизированы основные формы биокристаллогенеза с учетом выполняемых ими функций. Подробно описана методика оценки кристаллогенных свойств различных биосистем, в том числе биологических жидкостей. Представлены сведения по биокристалломике паразитозов, а также патогенетическому и диагностическому значению кри-сталлогенных свойств биологических субстратов при экспериментальной и спонтанной патологии человека и животных.
Ключевые слова: биокристалломика, паразитозы, диагностика, патогенез
Известно, что многие живые организмы обладают способностью к образованию кристаллических или псевдокристаллических тел внутри себя и/или во внешней среде. Так, для агентов микромира преобладающим является последний вариант [5, 14, 16, 23, 40, 42, 47, 49], тогда как у высших организмов превалирует эндолитогенез [2, 5, 6, 10, 26, 28, 35, 36]. Кроме того, интерес многих исследователей, прежде всего минерологов, привлекает предполагаемая «промежуточная» роль кристаллов как интермедиатов живой и неживой природы. Этот тезис подтверждают многолетние исследования акад. РАН Юшкина (2007), посвященные гипотезе зарождения жизни на первичных ор-гано-минеральных агрегатах, а также многочисленные факты генеза живыми существами кристаллических тел [26]. Наиболее яркими примерами могут служить формирование скорлупы яйца птиц, наличие и характер осадков как результат жизнедеятельности льдообразующих бактерий, образование жемчужины моллюском и т. д. В то же время обращает на себя внимание тот факт, что эти сведения крайне разрознены и являются достоянием различных дисциплин, а попытки применения системного подхода к анализу общих закономерностей биоассоциированного кристаллообразования практически отсутствуют. К предпосылкам обобщения представлений об отдельных аспектах проблемы относятся теория «функциональной морфологии биологических жидкостей», предложенная акад. РАМН Шабалиным и проф. Шатохи-ной [35, 36], а также теория самоорганизации белка «Протос», разрабатываемая на протяжении более 30 лет проф. Рапис [26-28].
С другой стороны, необходимо отметить, что каждая из вышеперечисленных теорий, несмотря на наблюдающуюся тенденцию к глобализации (прежде всего, в отношении функциональной морфологии биологических жидкостей), касается лишь некоторых частных закономерностей формирования биогенных кристаллов. Так, концепция Шабалина и Шатохиной, базирующаяся на диагностическом значении отдельных маркерных структур, генерируемых в результате дегидратации биологических сред и, по мнению авторов, являющихся высокоспецифичными индикаторами конкретных патологических состояний, может быть применена исключительно к исследованию собственного (без участия каких-либо химических модуляторов) кри-сталлогенеза биосубстрата [36].
Сущностью теории Рапис является прерогатива белка как организующего начала в процессах структурообразования высыхающих капель. Данная гипотеза обоснована автором и сотрудниками с экспериментально-теоретических позиций методами математики, физики, физической химии [26], однако полученные разработчиками сведения не могут быть непосредственно экстраполированы на биообъекты, т. к. проведенные изыскания выполнялись только на модельных системах «белок - вода» [38].
Крайне важным и принципиальным аспектом, упускаемым создателями указанных выше теорий, является «спонтанный» кристаллогенез в реальных условиях (in vivo), наличие которого подтверждено многочисленными наблюдениями, достаточно подробно описанными в литературе различного профиля (физико-химической [26], биологической [5, 29] и медицинской [2, 4, 7-10, 25, 30, 32, 36]).
Кроме того, неучтенным оказывается момент функциональной роли биогенных кристаллов, формируемых существами разного уровня организации в различные периоды жизненного цикла. Практически отсутствуют работы, посвященные раскрытию закономерностей сосуществования живых организмов и кристаллических тел [14, 16]. Даже приведение данного неполного списка вопросов наводит на мысль о необходимости создания нового направления, непосредственно изучающего биоассоциированные кристаллы. С учетом того, что рассматриваемые проблемы носят междисциплинарный характер, т. к. одновременно затрагиваются интересы медиков, биологов, химиков, физиков, математиков и др., данное направление должно быть синтетическим. Для обозначения этой интегративной науки нами предлагается термин «биокристалломика», указывающий на непосредственный объект исследования и подчеркивающий биологический уклон дисциплины. С наших позиций, формируемое направление может стать качественно новым этапом развития представлений о биогенных кристаллах, логично продолжающим ранее предложенные теории, трактующие феномен биокристаллизации.
Биокристалломика - наука о структуре, свойствах, механизмах и условиях образования и деградации, а также функциональной значимости био-ассоциированных кристаллических и псевдокристаллических тел.
Основной целью биокристалломики как новой синтетической науки должна явиться комплексная, многосторонняя расшифровка природы и сущности кристаллизации, связанной с жизнедеятельностью организмов. В спектр первостепенных задач дисциплины могут войти:
1. Изучение структуры и свойств самих биогенных кристаллов;
2. Уточнение механизмов и условий, обеспечивающих образование биокристаллов;
3. Раскрытие функциональной значимости рассматриваемого явления;
4. Исследование информационной емкости биогенных образований кристаллического и псевдокристаллического строения;
5. Оценка возможностей адекватного использования информации, содержащейся в биокристаллах;
6. Рассмотрение перспектив и особенностей управления биокристал-логенезом как в условиях внешней среды (in vitro), так и внутри организма (in vivo);
7. Раскрытие общебиологической роли биогенных кристаллов.
Перечисленный набор задач требует тщательного подбора и классификации методических подходов, используемых в биокристалломике. Поскольку данная дисциплина носит синтетический характер, весь спектр методических приемов целесообразно разделить на специфические и неспецифические.
В настоящее время предложено более 20 различных собственно биокри-сталлоскопических подходов (рис. 1). По оцениваемым свойствам биокристаллов их можно разделить на три группы.
Рис. 1. Структура методов биокристалломики
К первой группе, с наших позиций, должны быть причислены способы, базирующиеся на изучении непосредственно кристаллогенных свойств биообъектов (кристаллоскопические методы). Предложенные в настоящее время подходы, отнесенные к данной группе, различаются преимущественно осо-
79
бенностями режима получения биогенных кристаллов (использование закрытой ячейки, вакуумирование образца [30], воздействие различных температур [4], применение широкого диапазона подложек и их модификация разными покрытиями [35] и др.).
Вторая группа объединяет методы биокристаллоскопического исследования (тезиграфические методы), позволяющие проводить анализ инициирующих свойств биосубстратов. Общим принципом, положенным в основу данной группы подходов, является сокристаллизация оцениваемого объекта и модулятора кристаллогенеза (базисного вещества), специально подбираемого заранее [32]. Нами показано, что в качестве базисного вещества может выступать простой или составной краситель (метод хромокристаллоскопии), который, выполняя функции инициатора кристаллообразования, способен селективно окрашивать компоненты дегидратирующегося биоматериала [14, 16].
В качестве наиболее общего параметра, характеризующего инициирующие свойства биологического субстрата или организма по отношению ко всей совокупности потенциальных базисных веществ, нами предлагается термин «инициаторный потенциал» [13, 16, 18]. Его реализация для конкретного базисного вещества (или их системы) - «инициаторный профиль». Введение данных понятий представляется нам значимым вследствие того, что, как показано в работах некоторых авторов [10] и в наших предшествующих исследованиях, инициаторность биообъектов существенно варьирует в зависимости от примененного базисного соединения. Это связано с тем, что введение в биосреду различных веществ дифференцированно изменяет микроокружение кристаллов, трансформируя условия протекания биокристаллизации [17]. Поэтому полнота извлечения информационной емкости биоматериала определяется правильностью подбора комплекса базисных веществ (инициируемого ряда).
Последняя группа включает небольшое количество методов, позволяющих проводить с высыхающей биосистемой манипуляции различной сложности. В основе методов субстратной конгрегации (по Г.Г. Коротько, 2000) и модельных композитов лежит изолированная кристаллизация отдельных компонентов сред биологического происхождения (белков, липидов, углеводов, неорганических и органических солей) в индивидуальном виде и в различных комбинациях [30].
Подходы экспериментальной биокристалломики, исходно являясь исключительно исследовательскими, призваны решить одну из наиболее принципиальных задач дисциплины - разработку способов управления биокри-сталлогенезом. По нашему мнению, подобное моделирование и изучение влияния широкого спектра модуляторов (физических, химических, биологических и смешанных) данного процесса позволит сформировать экспериментально-теоретические основы направленной качественно-количественной модификации биоассоциированной кристаллизации (рис. 2).
Касаясь следующего компонента вновь формируемой науки, - объекта исследования, - необходимо подчеркнуть, что в настоящее время основное внимание специалистов привлечено к биологическим жидкостям как потенциальному источнику биогенных кристаллов [5, 17, 29, 35]. Лишь единичные работы имеют своей целью изучение продуктов спонтанного кристаллогене-за, сопряженного с жизнедеятельностью организмов, причем эти публикации в большинстве случаев представляют собой структурные исследования образующихся биокристаллов [29], тогда как их функциональная значимость остается нераскрытой. Поэтому предметом дальнейших изысканий должна стать именно комплексная оценка биокристаллов с позиций естествознания в целом.
Физические
- температура;
- влажность;
- потоки воздуха;
- особенности подложки;
- давление
- другие факто-
}чЕы_
Биологические
Факторы модуляции кристаллогенеза
Химические
- вещества-активаторы;
- вещества-ингибиторы;
- вещества-модуляторы (качественные сдвиги)
Т.
- микрофлора;
- простейшие;
- гельминты;
- биологически активные вещества
- наночастицы с биологическим действием
Изолированное воздействие - идеальный случай
Смешанные
Т
| - кристаллизация в открытой |
I системе in vitro I
(на стекле или ,
пластике); ■
L- кристаллиза- | ция in vivo
\
Реальные условия
Рис. 2. Классификация модуляторов биокристаллогенеза по природе воздействующего агента
В рамках реализации поставленной задачи на основании обобщения обширного материала литературы и результатов многолетних собственных исследований [12-23] краеугольным моментом служит уточнение общебиологических функций биокристаллогенеза, в состав которых на данном этапе включены 5 основных:
А) протективная - кристаллы выступают в качестве структурных элементов защитной системы всего организма (преимущественно у агентов микромира) и/или его частей (органов, тканей, клеток, субклеточных структур). К настоящему времени эта функция изучена наиболее полно, на основании чего представляется возможным выделить несколько вариантов ее реализации:
- собственно протективная функция, в случае активации которой кристаллообразование непосредственно позволяет микроагенту сохранять свою структуру в неприкосновенном состоянии. Примером подобного явления служит формирование белковых капсул из специфического протеина RecA вокруг генетического материала Pseudomonas aeruginosa, что позволяет бактерии противостоять УФ-излучениям и другим повреждающим воздействиям в эксперименте. Необходимость этого связана с отсутствием у бактерий ка-риолеммы и диффузным распределением нуклеиновой кислоты во внутриклеточном пространстве, что существенно снижает ее толерантность к внешним и внутренним негативным факторам. Аналогичные сведения имеются относительно белка Dps у других микроорганизмов (Listeria innocua, Agro-bacterium tumefaciens). Важно подчеркнуть, что оба соединения синтезируются специфически для выполнения защитной функции.
Кроме того, кристаллообразование может обеспечивать защиту отдельных органелл бактериальной клетки. Так, имеются данные о способности рибосом к кристаллогенезу, что также входит в понятие протективной функции микроорганизм-ассоциированного кристаллогенеза (МАК).
Кристаллизация на следующем, более высоком уровне организации живой материи позволяет формировать защитный кристаллический «каркас» для всей бактериальной клетки, причем подобным образом могут воссоздаваться сложные многоэлементные биосистемы, содержащие значительное количество микроорганизмов, связанных исключительно структурой, напоминающей кристаллическую решетку металлов.
- протективно-кумулятивная функция, заключающаяся в накоплении микроорганизмом тех или иных соединений. Это достаточно общая функция, связанная с формированием в клетке бактерии или гифе гриба фокуса вещества, находящегося в кристаллической форме. Превалирующей локализацией этих включений является примембранная. Примером может служить образование магнетосом у магнетотаксических бактерий. Данная функция неоднородна и может оказаться суммацией нескольких. Кроме дезинтоксикации, инородные для микроорганизма включения могут использоваться для обеспечения их метаболизма (нутритивно-метаболическая функция), выступать в роли структурных или сигнальных элементов бактерии, вируса или гриба и т. д.
- дезинтоксикационная функция, являющаяся частным, но практически значимым случаем кумулятивной функции, и обеспечивающая обезвреживание токсических веществ, поступающих извне. Особое выделение данной функции определяется тем, что бактерии способны к осуществлению первично парадоксальных явлений - накоплению тяжелых металлов, которые в свободном состоянии способны подавить их рост и размножение. Изучение характера включений микроорганизмов демонстрирует присутствие атомов металла в нейтральной для клеток восстановленной форме. Таким образом, микроагенты способны не только к детоксикации, но и к кумуляции тяжелых металлов, что предупреждает их повторное попадание во внешнюю среду и окисление, приводящее к формированию токсичного иона. Эта особенность физиологии бактерий отдельных экологических групп уже нашла применение, в частности, в технологиях очистки сточных вод [49].
Важным аспектом в уточнении сущности протективной функции МАК является исследование способов ее реализации. Так, путем внутриклеточного микроорганизм-ассоциированного кристаллогенеза обеспечивается ранее рассмотренная защита ДНК у псевдомонад, а также кристаллизация рибосом и других органелл бактериальной клетки. Привлечение внеклеточного типа МАК требуется в случае необходимости защиты всего микроорганизма, а также при длительном вынужденном нахождении микроагентов в неблагоприятных условиях. Примембранный тип напрямую связан с кумулятивной и дезинтоксикационной функциями МАК, т. к. большинство внутриклеточных включений имеют подобную локализацию, что объясняется нахождением именно там большинства ферментных комплексов, участвующих в формировании кристаллов кумулируемых веществ. Отдельным аспектом проблемы являются особые формы МАК, например, трансформация вирусных частиц в кристаллическую структуру. В этом случае кристаллизация приобретает характер одной из стадий жизненного цикла вируса в негативной для него среде, уподобляясь процессу капсулообразования и споруляции у бактериальных клеток. Данные факты свидетельствуют о проявлении протективной функции МАК.
Б) нутритивно-метаболическая - прежде всего, проявляется на клеточном уровне в форме кумуляции нутриентов и метаболитов, а на тканевом и организменном - в виде участия в биохимических процессах. Рассматриваемая функция непосредственно связана с протективно-кумулятивной, т. к. примембранные отложения кристаллического строения могут содержать в своем составе как продукты дезинтоксикации, так и метаболиты. Нами предполагается, что протективная и кумулятивная функции могут в некоторых случаях выполняться одновременно одними и теми же кристаллическими элементами, служащими депо отдельных кристаллизующихся метаболитов и
«опорным каркасом» микробной клетки, что может иметь место у магнето-таксических бактерий.
В) патогенетическая - связана с возможностью прямого или косвенного участия кристаллообразования в развитии и/или прогрессировании патологических процессов (на уровне межорганизменных связей, а также на орга-низменном уровне - в виде моче- и желчнокаменной болезни). В зависимости от эволюционного уровня каждого из взаимодействующих организмов будут иметь место существенные особенности реализации данной функции. Так, для микроорганизмов наиболее предпочтительным представляется использование инициации биокристаллогенеза в целях антагонизма, тогда как при взаимодействии микро- и макроорганизма кристаллизация может выступать в качестве механизма занятия определенной экологической или патологической ниши.
В то же время при оценке функциональной значимости образующихся биокристаллов, на наш взгляд, является обоснованным их подразделение на группы по степени активности участия в развитии патологического процесса:
- непосредственная (кристаллообразование выступает непосредственным агентом развития процесса). Примером может служить разрушение хе-ликобактер-ассоциированной микрофлорой слизистой оболочки ЖКТ путем инициации формирования на поверхности микроорганизмов розетковидных кристаллов, а также деструкция ткани листа растений под воздействием льдообразования внутри- и внеклеточной водой;
- опосредованная (формирование кристаллов непосредственно не приводит к возникновению патологии, а лишь является ее пусковым механизмом). Наиболее ярким примером подобного варианта могут служить все виды литогенеза (образование камней в желчном и мочевом пузыре, слюнных и поджелудочной железах и их протоковых системах и т. д.);
- смешанная предполагает сочетание обоих вышеперечисленных вариантов.
Г) информационная - определяется возможностью кумуляции и трансляции биологически значимой информации. При этом в круговороте информации кристаллы могут играть роль «аккумуляторов», «архивов» либо «транспортирующих субстанций». Это дает возможность рассматривать кристаллы как новый естественный элемент записи, хранения и передачи различной информации.
Д) синтетико-биогенная - рассматривается как способность биогенных кристаллов образовывать отдельные ткани и органы (отолитовый аппарат, кости, зубная эмаль и т. д.). Необходимо отметить, что данная функция обнаружена у живых организмов на всех уровнях организации. В то же время у микроорганизмов она имеет меньшее значение по сравнению с ее ролью для животных и человека.
Все вышеперечисленные общие экспериментально-теоретические сведения были интегрированы нами в форме холистической теории биокристал-ломики, включающей три основных положения:
1. Явление биоассоциированной кристаллизации представляет собой общебиологический феномен и присуще живой материи на всех уровнях ее организации;
2. Форма, состав и функциональное значение формируемых биогенных кристаллов зависят от механических свойств и метаболической активности живых существ и детерминированы выполняемой ими функцией;
3. Биокристаллогенез - сложный каскад физико-химических процессов, регулируемый системой биогенных и ксеногенных модуляторов, что обеспечивает возможность управления им.
Для биокристалломики как дисциплины естественно-научного профиля принципиально важным аспектом является возможность и объем практического применения ранее разработанных методологии и методического аппарата. В настоящее время наиболее широкие перспективы использования данных сведений открываются для биокристалломики в отношении медицины и
83
биологии, причем медицинский и ветеринарный аспект биокристалломики базируются на следующих положениях:
а) характер свободного и инициированного кристаллогенеза определяется происхождением биосубстрата и функциональным состоянием организма, от которого получен изучаемый аналит;
б) могут быть выделены отдельные специфические маркеры/показатели для конкретных состояний;
в) установленные кристаллоскопические маркеры имеют диагностическое значение.
В плане практического применения результатов изучения биомедицинской информативности биогенных кристаллов представляется возможным выделить несколько наиболее значимых и перспективных направлений биокристалломики :
1. Экспериментальная биокристалломика - область биокристалломики, занимающаяся расшифровкой механизмов биокристаллогенеза и его моделированием.
2. Кристаллодиагностика - направление, изучающее диагностические перспективы оценки свободного и инициированного кристаллогенеза биосред человека и животных.
3. Кристаллопатология - направление, исследующее патологические процессы, протекание которых непосредственно или косвенно связано с кристаллообразованием.
4. Кристаллотерапия - раздел биокристалломики, основной целью которого является изучение и применение способов управления биокристаллоге-незом в условиях in vitro и in vivo для разработки принципиально новых технологий лечения болезней человека и животных, в патогенезе которых существенную роль играет кристаллообразование, с помощью модуляции (в сторону ингибирования или активации) процесса биокристаллизации.
5. Фармакобиокристалломика - направление биокристалломики, изучающее возможности биокристаллоскопических методов в исследовании фармакодинамики, фармакокинетики, индивидуализированном подборе, а также текущем и заключительном мониторинге эффективности лекарственных препаратов.
6. Кристаллоиндикация - направление биокристалломики, изучающее способность биогенных кристаллов выступать в качестве маркеров отдельных состояний организма (в частности, интоксикация, чувствительность микроорганизма к антибиотикам) или предмета (например, обсеменение микроорганизмами).
Таким образом, к настоящему времени полностью сформирован фундамент для становления новой синтетической дисциплины - биокристалломики.
Паразитологические аспекты биокристалломики
Одной из областей медико-биологической науки, в которой различные аспекты биокристалломики наиболее полно представлены, является паразитология. Так, широко распространенная малярия, вызываемая паразитирова-нием в эритроцитах малярийного плазмодия, может быть с уверенностью отнесена к классу кристаллопатологии, т. к. одним из лимитирующих этапов внутриклеточного развития плазмодия является кристаллизация c формированием гематоиновых структур [40-42, 45]. Плазмодии используют гемоглобин в качестве основного источника аминокислот, процесс деградации которого и приводит к образованию гематина. На следующих стадиях метаболизма единственным четко подтвержденным продуктом является пигмент гема-тоин, химически и структурно идентичный синтетическому бета-гематину [42, 45, 47, 48]. Установлено, что образование данного пигмента не может быть результатом преципитации или агрегации вследствие его обнаружения в растворах только в единственной форме. Кроме того, указанные процессы не обеспечивают дальнейшего перемещения токсических растворимых частиц из растворов на клетку [42]. 84
По данным электронной микроскопии, формируемые кристаллы гема-тоина у различных штаммов микроорганизма идентичны [40, 42]. Так, пигментные кристаллы от восьми штаммов P. falciparum обладают схожими формой и размерами, причем все имеют триклинное строение. В целом, образование малярийного пигмента относят к процессу, сходному с биоминерализацией [46]. Подобный процесс известен как механизм детоксикации у других микроорганизмов (например, кристаллизация сульфида меди предопределяет устойчивость к меди у Saccharomyces cerevisae [49]). С другой стороны, биоминерализация связана с образованием нерастворимых неорганических солей, тогда как, по мнению Hempelmann и Egan [42], рассматриваемый этап метаболизма гемоглобина, протекающий с участием малярийного плазмодия, более точно может быть охарактеризован как «биокристаллизация». Таким образом, малярия полностью соответствует понятию «кристаллопато-логия» [16, 18]. Следовательно, согласно методологии биокристалломики в ее отношении должна быть эффективна кристаллотропная терапия [18, 19].
Наиболее удачным примером кристаллотропной терапии в настоящее время следует признать именно противомалярийные препараты, механизм действия которых связан с ингибированием синтеза гематоина малярийным плазмодием, что является одним из ключевых аспектов метаболизма и жизненного цикла последнего [48]. Как уже указывалось, в физиологических условиях формирование данного кристаллического депозита не происходит [46]. Дальнейшие физико-химические исследования и клинические испытания новых лекарственных средств позволили создать препараты, селективно подавляющие патологическую кристаллизацию не только при малярии [39, 43], но и при шистосомозах [40].
В наших предшествующих исследованиях было показано, что исследование кристаллогенных свойств биологических субстратов организма человека и животных, являющееся сейчас основным методическим приемом ветеринарной и медицинской биокристалломики, позволяет получить новые данные о патогенезе многих паразитозов. В частности, было обнаружено, что развитие альвеококкоза приводит к однонаправленным сдвигам кристалло-генной активности разнородных по компонентному составу и физико-химическим характеристикам биосред пациента (слюна и моча) [1, 6, 12, 13, 22, 37]. Аналогичные тенденции были выявлены и для некоторых других гельминтозов человека и животных (трихинеллез, аляриоз, фасциолез) [20, 21, 23, 44]. Это также позволяет проводить мониторинг метаболического статуса животного при моделировании паразитозов [20, 21].
Обнаружение специфических трансформаций кристаллогенеза биологических жидкостей при патологии паразитологического профиля предопределяет возможность диагностики данных болезней с помощью кристаллоско-пического исследования биоматериала. В этом плане наиболее удобным объектом исследования у людей являются сыворотка и плазма крови, смешанная слюна и моча, а у животных сыворотка крови и моча. Реализация подобных диагностических алгоритмов была осуществлена нами на примере фасциоле-за и альвеококкоза, для которых сформированы «паттерны» собственного и инициированного раствором хлорида натрия кристаллообразования [22, 44]. Следует подчеркнуть, что биокристалломные технологии можно использовать и для оценки эффективности фармакологической дегельминтизации и оперативного лечения паразитозов у человека [1, 37].
Таким образом, к настоящему времени полностью сформирован фундамент для становления и активного развития новой дисциплины - биокристал-ломики. При этом кристаллоскопические методы исследования биологических субстратов организма человека и животных представляют собой в настоящее время динамичную отрасль знаний, способную дать значительную информацию как для экспериментально-теоретической, так и клинической (ветеринарной и медицинской) паразитологии.
Литература
1. Ашихмин С.П., Жданова О.Б., Масленникова О.В. и др. Перспективы применения кристаллографических методов диагностики альвеококкоза в Кировской области // Рос. паразитол. журнал. - 2011. - № 1. - С. 94-99.
2. Барер Г.М., Денисов А.Б. Кристаллографический метод изучения слюны. - М.: ФГОУ «ВУНМЦ Росздрава», 2008. - 240 с.
3. Белова А.В. Микрокристаллооптическое обнаружение некоторых производных барбитуровой кислоты при судебно-медицинских исследованиях // Суд.-мед. экспертиза. - 1960. - № 2. - С. 37-45.
4. Бузоверя М.Э. и др. Морфометрический анализ фаций сыворотки крови // Клин. лаб. диагностика. - 2003. - № 9. - С. 22-23.
5. Волчецкий А.Л. и др. Кристаллизация и кристаллография: медико-биологические аспекты. - Архангельск, 1999. - 374 с.
6. Воробьев А.В., Мартусевич А.К., Перетягин С.П. Кристаллогенез биологических жидкостей и субстратов в оценке состояния организма. -Нижний Новгород: ФГУ «ННИИТО Росмедтехнологий», 2008. - 384 с.
7. Денисов А.Б. Алгоритм оценки кристаллических фигур, полученных при высушивании смешанной слюны // Бюл. эксп. биол. и мед. - 2004. - Т. 136, № 7. - С. 37-40.
8. Залесский М.Г., Эммануэль В.Л. Физико-химическая интерпретация результатов исследования литогенной мочи с помощью диагностикума «Ли-тос-система» // Клин. лаб. диагностика. - 2005. - № 12. - С. 19-23.
9. Каликштейн Д.Б., Мороз Л.А., Черняков В.Л. Значение тезиграфиче-ского метода исследования мочи // Лаб. дело. - 1981. - № 2. - С. 79-81.
10. Кидалов В.Н., Хадарцев А.А., Якушина Г.Н. Тезиографические исследования крови и их практические возможности // Вестн. новых мед. тех-нол. - 2004. - Т. 11, № 1-2. - С. 23-25.
11. Ловиц Т.Е. Показание нового способа испытания соли // Технол. журнал. - 1804. - Т. 1, № 3. - С. 27-41.
12. Мартусевич А.К., Жданова О.Б., Янченко В.А. Патогенетическое значение изучения кристаллообразования биологических жидкостей при аль-веококкозе // Анналы хирург. гепатол. - 2006. - Т. 11, № 3. - С. 50-51.
13. Мартусевич А.К., Камакин Н.Ф. Кристаллография биологической жидкости как метод оценки ее физико-химических свойств // Бюл. эксп. биол. и мед. - 2007. - Т. 143, № 3. - С. 358-360.
14. Мартусевич А.К. Биокристаллизация: гносеология, методология, информативность. - Киров: тип. Вятской ГСХА, 2008. - 150 с.
15. Мартусевич А.К. Информационная физико-биохимическая теория кристаллизации как отражение морфологии биологических жидкостей // Бюл. сиб. мед. - 2005. - Т. 4, Прил. 1. - С. 185.
16. Мартусевич А.К. Основы биокристалломики. Теория, методология, методы. - LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 200 с.
17. Мартусевич А.К. Процесс структурной самоорганизации биологических жидкостей при дегидратации: системный анализ // Информатика и системы управления. - 2010. - № 2. - С. 31-34.
18. Мартусевич А.К. и др. Физиология и патология кристаллостаза: общая парадигма и перспективы изучения // Вестн. Нижегор. ун-та. - 2010. - № 1. - С. 135-139.
19. Мартусевич А.К., Гришина А.А., Камакин Н.Ф. Фармакобиокристал-ломика: современное состояние и перспективы // Мол. мед. - 2010. - № 4. -С.22-25.
20. Мартусевич А.К., Жданова О.Б. Информативность исследования кристаллообразования при зоонозах на модели животных // Изв. высших уч. завед. Поволжский регион. - 2006. - № 1. - С. 30-38.
21. Мартусевич А.К., Жданова О.Б. Особенности свободного кристал-логенеза мочи здоровых и зараженных гельминтами грызунов // Тр. Всерос. ин-та гельминтол. - 2007. - Т. 45. - С. 153-163.
86
22. Мартусевич А.К., Жданова О.Б., Написанова Л.А., Мутошвили Л.Р. Информативность изучения дегидратационных свойств биосред при трихинеллезе // Сб. ст. «Теоретические и практические вопросы ветеринарной медицины». - Киров, 2010. - С. 57-59.
23. Масленникова О.В., Жданова О.Б., Мартусевич А.К. и др. Распространение Alaria аШш в Кировской области и некоторые особенности ее со-кристаллизации с расторвами дезинфектантов // Рос. паразитол. журнал. -2010. - № 3.- С. 73-76.
24. Никольская М.Н., Гандель В.Г., Попков В.А. Обнаружение сульфаниламидных препаратов методом кристаллизации в тонком слое // Аптечное дело. - 1965. - № 4. - С. 13-14.
25. Плаксина Г.В. и др. Клиническое значение кристаллографического и кристаллоскопического метода исследования мочи // Клин. лаб. диагностика. - 1999. - № 10. - С. 34.
26. Рапис Е.Г. Белок и жизнь. Самоорганизация, самосборка и симметрия наноструктурных супрамолекулярных пленок белка. - М.: МИЛТА-ПКП ГИТ, 2003. - 368 с.
27. Рапис Е.Г. Микрокристаллооптический способ использования стекловидного тела человека и животных в норме и при гемофтальме // Вестн. офтальмол. - 1976. - № 4. - С. 62-67.
28. Рапис Е.Г. Самоорганизация и супермолекулярная химия пленки белка от нано- до макромасштаба // Журнал техн. физики. - 2004. - Т. 74, Вып. 4. - С. 117-122.
29. Рихванов Л.П. и др. Биоминерализация в организме человека и животных. - Томск: Изд. дом «Тандем Арт», 2004. - 498 с.
30. Савина Л.В. Кристаллоскопические структуры сыворотки крови здорового и больного человека. - Краснодар, 1999. - 238 с.
31. Тарасевич Ю.Ю. Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей // Успехи физических наук. - 2004. - Т. 174, № 7. - С. 779-790.
32. Тарусинов Г.А. Кристаллографическое исследование мочи в диагностике и дифференциальной диагностике диффузных заболеваний соединительной ткани у детей // Педиатрия. - 1994. - № 1. - С. 55-57.
33. ТахерМ.А. Ассад Судебно-медицинская диагностика прижизненного повешения по кристаллографической структуре биологических жидкостей: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Киев, 1995. - 16 с.
34. Чухман Т.П. Кристаллографическое исследование слезной жидкости при воспалительных заболеваниях глаз: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. -Самара, 2000. - 20 с.
35. Шабалин В.Н. и др. Морфология жидких сред глаза (новая теория инволютивного катарактогенеза). - М.: Медицина, 2004. - 244 с.
36. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Морфология биологических жидкостей человека. - М.: Хризопраз, 2001. - 304 с.
37. Янченко В.А., Мартусевич А.К., Жданова О.Б. Динамика тезиокри-сталлоскопических показателей биосред при оперативном лечении альвео-коккоза печени // Вятский мед. вестн. - 2006. - № 2. - С. 113-114.
38. Яхно Т.А. и др. Белок и соль: пространственно-временные события в высыхающей капле // Журнал техн. физики. - 2004. - Т. 74, Вып. 8. - С. 100-108.
39. Benoit-Vical F., Robert A., Meunier B. In vitro and in vivo potentiation of artemisinin and synthetic endoperoxide antimalarial drugs by metalloporphyrins // Antimicrob. Agents Chemother. - 2000. - V. 44, № 10. - P. 2836-2841.
40. Egan T.J. Recent advances in understanding the mechanism of hemozoin (malaria pigment) formation // J. Inorg. Biochem. - 2008. - V. 102, № 5-6. -P. 1288-1299.
41. Egan T.J. et al. Characterisation of synthetic P-haematin and effects of the antimalarial drugs quinidine, halofantrine, desbutylhalofantrine and mefloquine on its formation // J. Inorg. Biochem. - 1999. - V. 73. - P. 101-107.
42. Hempelmann E., Egan T.J. Pigment biocrystallization in Plasmodium falciparum // Trends in Parasitol. - 2002. - V. 18, № 1. - P. 11.
43. Martins Alho M. et al. Synthesis and evaluation of 1,1'-hydrocarbylenebis(indazol-3-ols) as potential antimalarial drugs // Chem. Med. Chem. - 2009. - V. 4, № 1. - P. 78-87.
44. Martusevich A.K., Grishina A.A., Bochkareva A.V. Crystallodiagnostics of some animals' helminthosis // Asian Pacific J. of Trop. Med. - 2010. - V. 3, № 3. - P. 176-179.
45. Pagola S. et al. The structure of malaria pigment (P-haematin) // Nature.
- 2000. - V. 404. - P. 307-310.
46. Pandey A.V., Tekwani B.L. Formation of haemozoin/beta-haematin under physiological conditions is not spontaneous // FEBS Lett. - 1996. - V. 393, № 2-3.
- P.189-193.
47. Ridley R.G. et al. Haem polymerization in malaria // Nature. - 1995. -V. 378. - P. 138-139.
48. Sullivan D.J. Theories on malarial pigment formation and quinoline action // Int. J. Parasitol. - 2002. - V. 32, № 13. - P. 1645-1653.
49. Yu W. et al. Identification of SLF1 as a new copper homeostasis gene involved in copper sulfide mineralization in Saccharomyces cerevisiae // Mol. Cell. Biol. - 1996. - V. 16. - P. 2464-2472.
Biocrystallomics in parasitology: modern state, possibilities, perspectives
A.K. Martusevich, O.B. Zhdanova, L.A. Napisanova
In this review modern state of biocrystallomics is done. Its definition, aim and main investigated fields are shown. Common form of biocrystallogenesis are sys-temized in connection with its functions. Methodology of this science is illustrated, and its role for estimation of crystallogenic properties of biological substrates are determined. Special direction of this review has data about parasitological biocrystallomics, including pathogenic an diagnostic role of crystallogenic properties of biological fluids at experimental and clinical parasitosis.
Keywords: biocrystallomics, parasitology, diagnostics, pathogenesis.
