Биофизика Биофи́зика

• 
  раздел биологии, изучающий физические аспекты существования живой природы на всех её уровнях, начиная от молекул и клеток, и заканчивая биосферой в целом;
  
• 
  это наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации и о влиянии на биологические объекты различных физических факторов. Биофизика призвана выявлять связи между физическими механизмами, лежащими в основе организации живых объектов и биологическими особенностями их жизнедеятельности.
  

«Важнейшее содержание биофизики составляют: нахождение общих принципов биологически значимых взаимодействий на молекулярном уровне, раскрытие их природы в соответствии с законами современной физики, химии с использованием новейших достижений математики и разработка на основе этого исходных обобщённых понятий, адекватных описываемым биологическим явлениям»

1. 
   Биоакустика ( коммуникация и локация в воздушных и водной средах)
   
2. 
   Биоэлектричество (мембранный потенциал, информационные и интегральные процессы)
   
3. 
   Биоэнергетика (энергообеспечение и теплопродукция)
   
4. 
   Биомеханика
   
5. 
   Биооптика (биолюминесценция, зрение и обработка информации)
   
6. 
   Медицинская физика (методы диагностики, физиотерапии и патогенез)
   
7. 
   Биофизика сложных систем (системогенез, эволюция, индивидуальное развитие, уровни организации биосистем)
   
8. 
   Биофизика сенсорных систем (психофизика)
   
9. 
   Биофизика среды обитания (экологическая, космофизика)
   
10. 
    Биофизика периодических процессов (биоритмология)
    
11. 
    Биофизика развития и эволюции
    
12. 
    Биофизика метаболизма (массоперенос, терморегуляция, гемодинамика)
    
13. 
    И прочие
    

• 
  Биофизика сложных систем:
  
  • 
    понятийный аппарат, объекты и их уровни организации в БСС
    
  • 
    системогенез и его виды в репродукции организмов - синергогенез, соматогенез, морфогенез
    
  • 
    иерархия и классификация в БСС
    
  • 
    системообразующие факторы и механизмы в формировании системных коммуникаций и объектов систем
    
  • 
    методология системологии и её репродуктивная творческая роль в БСС и эффективность применения в других научно-практических областях.
    
• 
  Биофизика коммуникаций и сенсорная биофизика:
  
  • 
    сенсорные системы и их механизмы трансляции сигналов;
    
  • 
    психофизика каналов информационных преобразований
    
  • 
    психофизика интегральных процессов восприятия и полимодальная биофизика
    
  • 
    экспертные методы исследования и биодетекция культурами и препаратами
    
  • 
    модальности прямого и приборного (преобразованного, трансформированного, усиленного, изменённого стимула) изучения и измерений в науке и практике.
    
• 
  Теоретическая биофизика:
  
  • 
    математическая биофизика, математическое и информационное моделирование структур и функций объектов биофизики;
    
  • 
    методы теорфизики в биофизике:
    
    • 
      кинетика биологических процессов;
      
    • 
      термодинамика биологических процессов: преобразования энергии в живых структурах;
      
• 
  Молекулярная биофизика:
  
  • 
    физические и структурные основы организации и функционирования биополимеров
    
    • 
      надмолекулярные и субмолекулярные систем;
      
    • 
      методы изучения и модельного (символьного и /или графического) отражения и прогнозирования молекулярных структур
      
• 
  Биофизика клетки и клеточных процессов:
  
  • 
    биофизика мембранных процессов:
    
    • 
      свойства и структура биологических мембран и их частей;
      
    • 
      механизмы транспорта через биомембраны;
      
• 
  Биофизика метаболизма
  
  • 
    Биофизика фотобиологических процессов:
    
  • 
    основы фотосинтеза, структуры и функции (механизмы) фотосинтеза;
    
    • 
      воздействия внешних источников света на живые системы и адаптация к соляризации;
      
  • 
    радиационная биофизика - влияния ионизирующего излучения на организм;
    
  • 
    массоперенос, теплорегуляция и системные реакции в метаболических процессах организма.
    
• 
  Прикладная биофизика:
  
  • 
    биоинформатика: хотя не является собственным разделом биофизики, но очень тесно связана с ней;
    
  • 
    биометрия;
    
  • 
    биомеханика: функции и структура опорно-двигального аппарата и физические движения биологических систем;
    
  • 
    биофизика эволюционных процессов и индивидуального развития в биомедицине;
    
  • 
    медицинская (патологическая) биофизика:
    
    • 
      патогенез и методы компенсаторного и реконструктивного восстановления;
      
    • 
      физические методы исследования и воздействия и их эффективность (разрешение, влияние, последействие применения);
      
  • 
    оптимизация биофизических условий сред продуктивности и качества процессов в биотехнологиях.
    
• 
  Биофизика среды обитания:
  
  • 
    техногенные и природные факторы среды обитания;
    
  • 
    многофакторные среды обитания мигрантов и биотехнологий (жилища и территории, курортолечение, транспорт, акванавтика, космонавтика, биотроны и др.);
    
  • 
    космическая погода и астрофизическое влияние ближнего (гео и гелио факторы) и дальнего (глубинного) космоса;
    
  • 
    биоритмология и внешние факторы синхро и десинхронизации биоритмов;
    
  • 
    системные и локальные мероприятия профилактики негативных влияний среды обитания (биомедицина).
    

В настоящее время интенсивно развиваются биофизика сложных систем и молекулярная биофизика. Современные области исследований биофизики: влияние космогеофизических факторов на течение физических и биохимических реакций, фотобиологические процессы, математическое моделирование, физика белковых и мембранных структур, нанобиология и др.

• 
  Луиджи Гальвани: открыл биоэлектричество.
  
• 
  Герман Гельмгольц: первый замерил скорость нервных импульсов.
  
• 
  Александр Леонидович Чижевский —советский биофизик, основоположник гелиобиологии, эроионификации, электрогемодинамики, философ. Впервые научно доказал влияние космической погоды на биосферу.
  
• 
  Ирвинг Ленгмюр: разработал концепцию одномолекулярного органического покрытия. Лауреат Нобелевской премии по химии 1932 года.
  
• 
  Дьёрдь фон Бекеши: исследователь человеческого уха. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1961 года.
  
• 
  Макс Перуц и Джон Кендрю: исследователи строения белков с помощью рентгеноструктурного анализа. Лауреаты Нобелевской премии по химии 1962 года.
  
• 
  Морис Уилкинс: открыл трёхмерную молекулярную структуру ДНК. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года.
  
• 
  Герд Бинниг, Эрнст Руска, Генрих Рорер: разработали сканирующий туннельный и сканирующий атомно-силовой микроскопы. Лауреаты Нобелевской премии по физике за 1986 год.
  
• 
  Бернард Кац: исследовал роль норадреналина в синаптической передаче. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1970 года.
  
• 
  Питер Митчелл: Автор хемиосмотической теории окислительного фосфорилирования. Лауреат Нобелевской премии по химии 1978 года.
  
• 
  Эрвин Неэр и Берт Закман: разработали метод локальной фиксации потенциала. Лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине 1991 года.
  

В физике имеется множество методов, которые в своей первоначальной форме не могут быть использованы для исследований биологических объектов. Поэтому ещё одной задачей биофизики является приспособление этих методов и методик для решения задач биологии. Сегодня для получения информации в биологических системах применяют различные оптические методы, рентгено-структурный анализ с использованием синхротронного излучения, ЯМР- и ЭПР-спектроскопию, 7-резонансную спектроскопию, различные электрометрические методы, микроэлектродную технику, методы хемилюминесценции, лазерную спектроскопию, метод меченых атомов и др. Это используется, в частности, для медицинской диагностики и терапии.