Мисли за медицинското образование
През 1934 г. е публикувана пиесата The Rock на Томас Елиът (1888–1965), в която той пита: Къде е знанието, което изгубихме в информацията?
Голямата цел на всяко образование е да превърне съвременната информация в знание. И знанието – в начин на мислене, йерархия на ценности. Пренесено към образованието по биомедицина, това (би трябвало да) означава „трансдиференциация“ на информацията за клетъчните молекули, структури и функции в знание за патогенезата на болести и тяхната превенция и терапия. Следователно, принципът (лат. principium – първо начало), на който се базира съвременното биомедицинско образование, е придобиване на знания за:
Молекули-Структури-Функции (МСФ) на клетките и екстрацелуларния матрикс – предклинични науки.
Патогенеза-Превенция-Терапия (ППТ) на болести – клинични науки и практики.
Даже и да познаваме добре всички МСФ, без знание за принципите, които ги регулират, няма да можем да изградим собствен начин на мислене (frame of mind, concept map) за сложната материя на предклиничната (клетъчна биология, хистология, биохимия, физиология, фармакология) и клинична медицина – на биомедицината като цяло. Студентите, познавайки първото начало, могат да решават проблеми по време на университетското си образование и след това като лекари. В съвременната дидактика това се нарича problem-based learning. В китайската – ако дадеш на човек риба, го храниш за един ден. Ако го научиш да лови риба, му даваш храна за цял живот.
Разбира се, че трябва да познаваме научните факти, но аз вярвам, че те са необходими преди всичко, за да ги вградим в хипотези, принципи и знания. Защото една от целите на дидактиката и научните изследвания е „не толкова да видиш това, което никой досега не е видял, но да мислиш така, както никой досега не е мислил за това, което всеки вижда“ – Артур Шопенхауер (1788-1860). Затова преподаването на МСФ-ППТ е желателно да става на концептуална, интегрирана (системна) и интерактивна основа. Защото в клетките няма катедри и клиники. И “този, който вижда растежа на нещата в цялото им, той ще има най-правилно разбиране за тях” (Аристотел, 384-322 г. пр. Хр.).
Именно това може да стимулира евристичните потенциали и святата любознателност на студентите, за която Алберт Айнщайн в „Нещо като автобиография“ (1949) е написал следното: Невероятно е, че съвременните методи на обучение още не са съвсем задушили святата любознателност, тъй като това нежно растенийце изисква освен поощрение, пред всичко свобода – без нея то неизбежно ще загине. Голяма грешка е да мислим, че удоволствието да се наблюдава и търси може да се породи от насилието и чувството за задължение. Струва ми се, дори здравото хищно животно би загубило лакомията си, ако с помощта на бича го заставят непрекъснато да яде, даже когато не е гладно, и особено, ако само не си е избрало храната, която насила му дават.
Така студентите могат да придобиват и след това да сътворяват знания за МСФ-ППТ – любознанието им ще роди евристика.
Внимавайте тук добре, любознателни студенти, докторанти и специализанти: да употребявате тия знания за умна наслада и полза за себе си и за другите. (перифраза на „Внимавай тук добре, любомъдри читателю: да употребиш тия знания за умна наслада и полза за себе си и за другите“ – от „История славяноболгарская, собрана и нареждана Паисием иеромонахом“.)
И не забравяйте, че английският език е lingua franca, bridge language на съвременните биомедицински науки. Значимите резултати, хипотези и концепции се публикуват на английски в престижни списания и книги. В това няма неуважение към родния ни български език. Както е казал д-р Антон Павлович Чехов: „Няма национална наука, както няма национална таблица за умножение.” Така както български принос в науката е съществено различно и много по-значимо явление от принос в българската наука.
Допълнение
Епистемологията е науката за знанието (гр. episteme – знание, logos – наука). От Платон до Александър Стойчев – преподавател по философия и медицинска етика в нашия университет, едни от основните въпроси са „Какво е знание?“, „Как се придобиват знания?“ и „Каква е разликата между Зная, че… и Зная как…?“ Можем да знаем, че мотоциклетът има две колела, но други – да знаят как се кара мотоциклет. В съвременната университетска дидактика това се нарича “research-focused teaching”. Казано с други думи, най-добре се учи наука, като се прави наука. Разказано е и в книгата „Дзен и изкуството да се поддържа мотоциклет: изследване на ценностите“ на Робърт Пърсиг – биохимик по университетско образование, писател и философ по професия. В книгата пише: „Истинският университет е състояние на духа. Истинският университет е безсмъртната същност на самия разум… Там се преподава, създават се нови знания и се оценяват идеи.”
Етимологично английската думата education носи в себе си „да водя“ (лат. ducere) – което, като цяло, означава „да извлечеш каквото е вътре“, „да извлечеш потенциала“ на твоите студенти. Да ги водиш по триархичния път на информация-знание-начин на мислене – „образователните ритми“, за които е писал в „Целта на образованието“ Алфред Уайтхед – един от големите математици, физици и философи на 20-и век.
Да направиш „скелето“ (англ. scaffold) – метафора, която описва начина, с който учителят предоставя подкрепата си в обучението на студентите и специализантите си – по подобие на този, който прави скелето като конструкция, докато една сграда бъде построена и може да стои изправена със собствени „сили“. В невронауката за когнитивните процеси това се нарича скафолдна теория (scaffolding theory of cognition).1,2
Scaffold Proteins
Скафолдите (англ. scaffold – скеле, придържане) са примери за регулаторни и морфогенни протеини. Те участват в поддържането и функционирането на модули (групи) от молекули, например: (1) протеин-киназите mitogen-activated protein kinases (MAPK-1, MAPK-2, MAPK-3, MAPK-4) – каскада (downstream) от взаимноактивиращи се ензими, медиираща трансмембранната сигнализация, (2) протеини на постсинаптичните уплътнения (postsynaptic density), (3) протеини, участващи в генната експресия, имунните отговори, митотично делене и други клетъчни процеси.3, 4
Скафолди са например:
• Хомер протеини (Homer1, Homer2, Homer3 и техни субфамилии, Homer1а, Homer1b…) – участват в изграждането на постсинаптичните уплътнения (PSD).
• Агорин (agorin-1, agorin-2, гр. agora – събиране, площад) – формира субплазмалемален скелет, различен от този с участието на актин, спектрин и дистрофин.
• Септин (SEPT-1… SEPT-13; лат. septa – стена, преграда) – асемблира се в снопчета, обръчи (пръстени) и мрежи от филаменти. Функции: (1) формира обръч от септинови филаменти около фагоцитирани бактерии (Shigella dysenteriae) – те са едни от главните причинители на дизентерия, водеща до тежка диария при около милиони хора, 2 милиона от които, предимно деца, умират годишно в Африка, (2) заедно с актин и миозин прави връзките септин-актин-миозин (САМ); към тях се прибавят актин-асоциирани протеини (ААП – профилин, кофилин, формин) и се формира контрактилен пръстен (contractile ring) на делящи се клетки (Фиг. 1).
Фиг. 1. Флуоресцентна микрография на серпин в делящи се Saccharomyces cerevisiae – гъбички (дрожди за правене на хляб и бира).
Зелено – септин, червено – клетъчна мембрана. Мащабна линия: 10 µm.
Hub Proteins
Малък брой протеини имат способността да взаимодействат с много протеини. Те имат свързващи страни за 10-100 други протеини и формират протеинова мрежа – protein-protein interaction network (PPIN). Тези протеини се наричат hub proteins (централни протеини). Повечето протеини обаче взаимодействат с малък брой протеини – те са non-hub proteins (периферни протеини). Нокаутирането на гените на hub протеините е летално, докато нокаутирането на гените на non-hub протеините не е летално – това се нарича centrality-lethality rule.
На Фиг. 2 е показан p53 като пример за hub protein - p53 e транскрипционен фактор, медииращ експресия на гени, отговорни за осъществяването на апоптозата, и по този начин потиска развитието на тумори – p53 е tumor suppressor protein. Затова е наречен “пазач на генома” и “молекулен полицай”. Открит е през 1979 година. Интересът към p53 се увеличава, след като е установено, че при болни от колоректален карцином има мутация на гена р53. Днес се знае, че това се отнася за повече от 50% от случаите със злокачествени тумори на различни органи. По данни от PubMed до 18 ноември 2014 г. има 73 724 публикации за р53, от които 5 536 за p53 и бял дроб.5, 6
Фиг. 2. Схематично представяне на протеинова мрежа, в която hub protein p53 (най-големият кръг в средата) е свързан с няколко протеина, представени като по-малки кръгове. Свързването се контролира от фосфорилирането (p – от phosphorylation) на точно определени аминокиселини в състава на протеините – серин на 315-то, 46-то, 20-то и 15-то място в полипептидната верига (S315, S46, S20, S15) и треонин (T55, T18, T20). Фосфорилирането включва свързването, дефосфорилирането спира свързването на протеините, т.е. PPI мрежата работи на принципа включване-изключване (on-off), за който става дума в „KISS за клетъчната биология“. Отбелязано е, че дефосфорилирането на S15 и T20 потиска свързването на p53 с протеина MDM2. (Tsai C-J, Ma B, Nussinov R. Protein–protein interaction networks: how can a hub protein bind so many different partners? Trends in Biochemical Sciences 2009; 34: 594-600.)
Влезте или се регистрирайте безплатно, за да получите достъп до пълното съдържание и статиите на списанието в PDF формат.
Литература:
- Park DC, Reuter-Lorenz P. The adaptive brain: aging and neurocognitive scaffolding. Annual Reviews of Psychology 2009; 60:173-196.
- Goh JO, Park DC. Neuroplasticity and cognitive aging: the scaffolding theory of aging and cognition. Restorative Neurolology and Neuroscience 2009; 27: 391-403.
- 3. Good MC, Zalatan JG, Lim WA. Scaffold proteins: hubs for controlling the flow of cellular information. Science 2011; 332: 680–686. DOI: 10.1126/science.1198701
- 4. Kaltenbach HM, Stelling J. Modular analysis of biological networks. Advances in Experimental Medicine and Biology 2012;736:3-17. DOI: 10.1007/978-1-4419-7210-1_1
- Siganaki M, Koutsopoulos AV, Neofytou E, et al. Deregulation of apoptosis mediators‘ p53 and bcl2 in lung tissue of COPD patients. Respiratory Research 2010; 11: 46. DOI: 10.1186/1465-9921-11-46.
- Zeng H, Kong X, Peng H, et al. Apoptosis and Bcl-2 family proteins, taken to chronic obstructive pulmonary disease. European Review for Medical and Pharmacological Sciences 2012; 16: 711-727.