Международный научный центр исследования экстремальных состояний организма

Исполнительный директор – д.ф.-м.н. Р.Г. Хлебопрос

Центр образован в 1 декабря 1996 г. на основании Распоряжения № 15000-597 Президиума СО РАН от 21 октября 1996г.

Исполнительный директор центра д.ф.-м.н. Хлебопрос Рэм Григорьевич

Первый директор центра д.б.н., профессор В.П. Нефедов

Структура центра

В настоящее время в составе Центра работают три исследовательские группы:

  1. группа экспериментальной биологии: руководитель — г.н.с., д.б.н. Н.А. Сетков
  2. группа математического моделирования поведения сложных систем: руководитель — г.н.с., д.б.н., профессор В.Г. Суховольский
  3. группа экологической биотехнологии: руководитель – г.н.с., д.ф.-м.н., профессор Ю.Л. Гуревич
  4. группа иммунологии: руководитель — с.н.с., к.б.н. Г.В. Макарская
  5. Уникальная научная установка «КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ОРГАНОВ «

В центре работают

30 сотрудников, из них:

  • научные сотрудники, имеющие ученую степень — 11
  • научные сотрудники без ученой степени — 4
  • инженерно-технический персонал – 15

Временные трудовые коллективы, работающие при МНЦИЭСО

  1. Экология природных и искусственных микробных сообществ в условиях антропогенного воздействия. Руководитель – в.н.с., к.б.н. Л.Ю. Попова
  2. Оценка нелинейных эффектов в исследованиях сейсмической активности. Руководитель – д.ф.-м.н. Р.Г. Хлебопрос
  3. Эпидемиология и профилактика неинфекционных заболеваний. Руководитель – к.м.н. О.Ю. Кутумова

В центре проводятся исследования объединяемые темой:

Исследование динамики сложных систем, анализ процессов управления в биологических системах (теоретические и экспериментальные аспекты)

В основу всей работы Центра положен подход (исследование фазового портрета многомерных систем), который позволяет изучать сложные системы на экспериментальных моделях разного уровня биоиерархии (микроорганизмы, клетки эукариот; популяции микроорганизмов, культуры клеток, тканей и изолированных органов; высшие растения и животные; сообщества и ассоциации).

Единая логика и общие теоретические методы позволяют глубже проникнуть в понимание экспериментального материала в биологии, а также дают возможность выйти за рамки узкой специализации исследований и осуществлять междисциплинарные проекты.

Общая схема решения эколого-биологической задачи в Центре

Основные направления центра

  1. Теоретическое и экспериментальное моделирование поведения сложных биологических систем в экстремальных условиях;
  2. Теоретическое и экспериментальное моделирование закономерностей динамики популяций клеток внутри организма in vivo;
  3. Исследование возможности выживания животных после максимального повреждения ткани печени. Взаимодействие интродуцированных (трансформированных и интактных) клеток с организмом;
  4. Исследование кислородного метаболизма клеток крови и иммунокомпетентных органов хемилюминисцентным методом;
  5. Исследование внутри- и межорганных взаимодействий в условиях культуры изолированных органов;
  6. Исследование механизмов регуляции деструкции минерального и органического вещества в искусственных биосистемах; физиология и биохимия микроорганизмов; использование микроорганизмов в биотехнологии с целью разработки:
    • биотехнологий деградации токсичных соединений в промышленных сточных водах и отходах, в природных системах;
    • технологий бактериальной переработки горнорудного и техногенного сырья, содержащего благородные и цветные металлы;
    • биотехнологий получения магнитных наночастиц на основе железа.

Основные достижения

1. Метод фазовых портретов первоначально применялся к одномерным системам, позднее Ж.А. Пуанкаре, а затем А.М. Ляпунов, перенесли его на анализ двумерных систем. Нами предлагается метод анализа многомерных систем, заданных большим числом дифференциальных уравнений, который является развитием одномерного случая. Основная идея фазовых портретов одномерных, двумерных и многомерных систем – наличие характерных точек и линий. При всем разнообразии движения системы на фазовой плоскости характерные точки и линии медленно эволюционируют и могут рассматриваться в первом приближении как неподвижные. Это свойство легло в основу принципа стабильности подвижных экологических систем, предложенного А.С. Исаевым и Р.Г. Хлебопросом. Фазовые портреты многомерных систем обладают структурой, в которой области с отрицательной обратной связью чередуются с областями с положительной обратной связью. Изучена структура фазовых портретов разнообразных сложных систем, предложены варианты динамики сложных систем.

2. Главным экспериментальным подходом к изучению сложных систем в МНЦИЭСО является метод управляемых перфузионных систем, позволяющий обеспечивать жизнедеятельность изолированного органа в условиях органной культуры, т.е. искусственного гомеостаза, поддерживаемого биотехническим комплексом «Гомеостат», разработанным первым директором Центра профессором В.П. Нефедовым.

Установка «Гомеостат –3М»

Одним из существенных результатов, достигнутых с использованием этого метода, является обнаружение существования в условиях органной культуры, дополнительного пути транспорта кислорода – через поверхность органа, – который вносит значительный вклад в оксигенацию печени. Результат свидетельствует о существовании характерной структурно-метаболической организации для обеспечения такого способа доставки кислорода клеткам органа.

3. Фиброз печени – очень сложный и до сих пор не ясный до конца процесс со многими ключевыми участниками, сопровождающий хронические патологические состояния печени, такие как гепатит и цирроз. Механизмы стимуляции пролиферативной активности фибробластов соединительно-тканной основы печени и одновременного подавления регенераторной пролиферативной активности гепатоцитов при хронических воспалительно-дегенеративных процессах не выяснены до конца, хотя их понимание позволило бы найти способы специфического подавления, следовательно лечения. Удобной моделью для изучения таких процессов является печень мышей, подвергнутых хроническому воздействию сильного гепатотропного токсина CCl4.

С использованием разработанного в группе д.б.н. Н.А. Сеткова метода слияния клеток показано, как ведут себя в гетерокарионах с пролиферирующими и покоящимися фибробластами линии NIH 3T3 гепатоциты и фибробласты, полученные из печени мышей, подвергнутых хроническому воздействию CCl4.

Полученные результаты позволили заключить, что хроническая интоксикация, по-видимому, приводит к созданию в печени условий, при которых повреждённые гепатоциты стимулируют пролиферативную активность фибробластов стромы. Поскольку уровень активности фибробластов «циррозной» печени значительно превышает уровень активности клеток стромы в интактной печени, стало ясно, что лечение цирроза возможно: для этого необходим поиск факторов, способных подавлять активность фибробластов.

4. На основе моделей роста популяций микроорганизмов разработаны методы управления биотехнологическими процессами, использующими каталитические способности микроорганизмов.

Законченные разработки

Технология биоочистки промышленных сточных вод от фенолов и полициклических ароматических соединений, технологии очистки промстоков производства синтетических смол с высокими концентрациями фенола, метанола и формальдегида, технология удаления тяжелых металлов из промышленных сточных вод, технология очистки промышленных сточных вод от ПАВ, технология бактериального выщелачивания концентратов упорных мышьяковистых золотосодержащих руд. Названные технологии успешно прошли опытно-промышленные испытания, большая часть внедрена в производство. В настоящее время осваивается технология получения суперпарамагнитных наночастиц гидроксидов железа.

5. Методом люминол- и люцигенинзависимой хемилюминесцентной оценки кислородного метаболизма иммунокомпетентных клеток при антигенной активации in vitro выявлены филогенетические особенности генерации активных форм кислорода клетками крови, специфические закономерности изменений функциональной активности кислородного метаболизма фагоцитирующих клеток у практически здоровых людей и животных в сезонном, возрастном, профессиональном, экологическом аспекте. Разработаны хемилюминесцентные тесты для оценки тяжести, прогноза и коррекции интенсивной терапии у пациентов в клинике.

Сформирована компьютерная база данных (постоянно пополняемая с 1990 года) по хемилюминесцентной оценке in vitro функциональной активности фагоцитирующих клеток крови практически здоровых людей и больных в различных патологических состояниях (с учетом возраста и пола).

Сформирована компьютерная база данных (2000-2008 гг.) по гематологическим характеристикам и показателям функциональной активности фагоцитирующих клеток крови рыб четырех видов Красноярского водохранилища, которые могут быть использованы в экологическом мониторинге.

 

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ОРГАНОВ
(признана уникальной научной установкой в 2015г)

Уникальная научная установка «Комплекс оборудования для управляемого культивирования изолированных органов», именуемая в дальнейшем УНУ, образована на базе Федерального государственного бюджетного учреждения науки Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (КНЦ СО РАН) в составе Международного научного центра исследований экстремальных состояний организма (МНЦИЭСО).
(660036, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50 стр 12/2 )
Руководитель работ – Рупенко Александр Петрович

Информацию об УНУ «Комплекс оборудования для управляемого культивирования изолированных органов», тематике проводимых работ можно посмотреть здесь:

Описание УНУ

Положение об УНУ

Приказ о создании УНУ

ДЛЯ ЗАЯВОК НА  УНУ «КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ОРГАНОВ»

Международный научный центр исследований экстремальных состояний организма Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук

(МНЦИЭСО КНЦ СО РАН)

 

Адрес:

Ул. Академгородок, 50 стр12/2

Красноярск, 660036

Россия

 

vgpakhomova@mail.ru

Телефоны:

Тел. +7 (908) 208-24-36

Факс +7 (391) 249-53-78