Збірник матеріалів конференції (Природничі та медичні науки) by u-conferences.org/csps

2013 №2

II МІЖНАРОДНА НАУКОВО – ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ «ПРИРОДНИЧІ ТА МЕДИЧНІ НАУКИ: АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ»

Київ - 2013

Центр Науково – Практичних Студій

Природничі та медичні науки: актуальні проблеми і перспективи розвитку ЗБІРНИК МАТЕРІАЛІВ IІ Міжнародної науково - практичної конференції (м.Київ, Україна, 14 листопада 2013р.)

Центр Научно – Практических Студий

Естественные и медицинские науки: актуальные проблемы и перспективы развития СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ IІ Международной научно - практической конференции (г.Киев, Украина, 14 ноября 2013 г.)

Київ - 2013 2

УДК 5+61(100)(06) ББК 2+5(0)я431 П77 Природничі та медичні науки: актуальні проблеми і перспективи розвитку. Збірник матеріалів II Міжнародної науково – практичної конференції (м. Київ, Україна, 14 листопада 2013р.). – Центр Науково – Практичних Ст удій, 2013. - 153с. У збірник у містяться статті (тези доповідей) подані на ІI Міжнародн у науково - практичн у конференцію «Природничі та медичні науки: акт уальні проблеми і перспективи розвитк у». Присвячено теоретичним та практичним аспектам природничих та медичних наук в Україні та іноземних держав. Збірник розрахований на учасників конференції, а також вчених, викладачів, аспірантів, ст удентів та інших фахівців, які цікавляться та здійснюють дослідження в галузі природничих чи медичних наук. Усі матеріали друкуються в авторській редакції. Центр Науково – Практичних Студій не завжди поділяє погляди авторів (учасників) конференції, викладені у цьому збірнику, та не несе відповідальності за зміст матеріалів, наданих авторами для п ублікації.

Естественные и медицинские науки: актуальные проблемы и перспективы развития . Сборник материалов ІI Международной научно практической конференции (г.Киев, Украина, 14 ноября 2013г.) . – Центр Научно - Практических Студий , 2013.- 153с. В сборнике содер жатся статьи (тезисы докладов) поданные на ІI Межд ународн ую научно - практическ ую конференцию «Естественные и медицинские науки: акт уальные проблемы и перспективы развития». Посвящено теоретическим и практическим аспектам естественных и медицинских наук в Украине и зарубежных стран. Сборник рассчитан на участников конференции, а также ученых, преподавателей, аспирантов, ст удентов и других экспертов, которые интересуются и проводят исследования в сфер е естественных или медицинских наук. Все материалы печатаются в авторской редакции. Центр Научно - Практических Студий не всегда разделяет взгляды авторов (участников) конференции, изложенные в этом сборнике, и не несет ответственности за содержание материалов, представленных авторами для публикации.

ЗМІСТ / СОДЕРЖАНИЕ Біологія / Биология Сімахіна Г.О.,Стеценко Н.О. Біологічна цінність зеленої маси буряків………………………...6 Горюнова І. І., Ємець А.І. Вплив нікелю і кадмію на актинові філаменти коренів Arabidopsis thaliana………………………………………………………………………………………………………….12 Плоховська С.Г.,Ємець А.І. Вплив низьких температур на актинові філаменти клітин кореня Arabidopsis thaliana (L.)……………………………………………………………………………16 Берестяная А. Н. Изменение статуса метилирования ДНК в процессах радиационноиндуцированного старения…………………………………………………………………………………19 Лазаренко Л.М, Городная А.В., Безруков В.Ф. Температурные модификации цитогенетической активности бутылированной воды в Allium-тесте…………………………26 Черенкова Е. Е. Получение рекомбинантных аденовирусов, ко-экспрессирующих проангиогенные факторы………………………………………………………………………………….33 Соловьева В. В.Создание рекомбинантного аденовируса, кодирующего претранссплайсируемую молекулу РНК для коррекции мутации в 26 экзоне у пациента с дисферлинопатией…………………………………………………………………………………………..36 Арчибасова А.В., Чугунова А.Э., Скоропадская А.Н. Индивидуальная чувствительность самцов и самок белых крыс с разным уровнем активности к блокирования рецепторов половых гормонов…………………………………………………………………………………………….39 Хімія / Химия Сімахіна Г. О., Стеценко Н. О. Здоров‘я нації – вінець діяльності науковців Національного університету харчових технологій……………………………………………………………………….46 Стеценко Н. О., Сімахіна Г. О. Новий вид хліба з пророщеного зерна пшениці для покращення здоров’я населення України………………………………………………………………..52 Загидуллин Р.Н., Идрисова В.А., Загидуллин С.Н., Дмитриева Т.Г. Синтез диамида терефталевой кислоты и ее производных……………………………………………………………...58 Денисова О. С., Лыгин С. А. Азотные удобрения…………………………………………………….61 Cидельников А.В., Бикмеев Д.М., Кутлугильдина А. З. Экспресс- анализ моторных масел вольтамперометрическим методом и на основе ИК – спектроскопии………………………….64 Екологія та Геологія / Экология и Геология Ребрик Т. О. Стан середніх і малих річок та водоймищ Полтавської області, рівень фінансування робіт з поліпшення їх водності і очистки від забруднення……………………….68 Бобик Л.Р. Екологічний стан лісів Чернігівської області…………………………………………..72 Бойко М.О. Глобальні екологічні проблеми людства – головний виклик ХХІ століття……..75 Максим’юк О.Д. Перспективи розвитку вітроенергетики в Івано-Франківській області….80 Ларионов М. В., Ларионов Н. В. Методы биоиндикации в анализе экологических параметров окружающей среды в условиях техногенного фактора…………………………….83 Ларионов М. В., Ларионов Н. В. Критерии сезонной динамики аккумуляции токсичных веществ в биомассе живых организмов в пределах антропогенных ландшафтов……………89 Сафранкова Е. А.Эпифитные лишайники как индикаторы загрязнения атмосферы малых городов тяжелыми металлами (Брянская область)………………………………………………....94 Денисова К.С., Лыгин С.А. Влияние добычи минералов и полезных ископаемых на экологию………………………………………………………………………………………………………..98 Щербина Н.О. Проблеми екологічної геології та геологічна діяльність людини…………….101 Медицина і фармація / Медицина и фармация Онисько І.О. Морфометрична характеристика ланок гемомікроциркуляторного русла язика в нормі та на різних термінах хронічного опіоїдного впливу……………………………………..105 Шалаев О.Н., Салимова Л.Я., Ордиянц Е.Г., Парсаданян С.А. MESH- ассоциированные осложнения в хирургии пролапса гениталий...............................................................................107

Ордиянц И.М.,Чурносов М.И., Карданова В.В., Дмитриева Е.В. Прогностическая значимость генетических факторов в развитии миомы матки и ее сочетании с аденомиозом…………………………………………………………………………………………………109 Ордиянц И.М., Василенко И.А., Побединская О.С., Алиева Э.А.Связь маркеров дисфункции эндотелия со структурными особенностями тромбоцитов и показателями плазменного звена гемостаза…………………………………………………………………………………………….114 Ордиянц И.М., Забозлаев Ф.Г., Аракелов С.Э., Павлова Е.А., Дмитриева Е.В. Уровень экспрессии эстрогеновых, прогестероновых и андрогеновых рецепторов и соотношение их изоформ в эндометрии при гиперпластических процессах в эндометрии и в молочных железах……………………………………………………………………………………………………….121 Майсеня Е.Н. Характеристики клинического течения злокачественных новообразований яичников………………………………………………………………………………………………………125 Мартынова Е.В. Модель ВИЧ-инфекции: влияние антиретровирусных препаратов и плюроников на инфицирование клеток человека in vitro……………………………………………131 Гурьева М.А., Дорошева О.А.Стресс: некоторые аспекты изучения………………………….134 Гурьева М.А., Дорошева О.А. Апробация госпитальной шкалы тревоги и депрессии Zigmond A.S. и Snaith R.P. как методики исследования………………………………………………………..137 Мустафина Ю.Ф., Лыгин С.А. Вегетарианство. Общие сведения и влияние на организм человека……………………………………………………………………………………………………….142 Жук А.В., Бублевич Н.В., Смольский А.В. Оценка перспективности этапного подхода в хирургической ликвидации стенотических поражений магистральных артерий нижних конечностей у пациента высокого кардиоваскулярного риска…………………………………...147 Козько В.Н., Винокурова О.Н., Соломенник А.О., Заблоцкая С.И., Меликидзе М.С., Пашанин Б.И. Показатели липидного обмена у больных при остром гепатите В и его последствиях………………………………………………………………………………………………...150 Кучерявий Ю. М., Щербак М. О., Самелюк Ю. Г. Синтез, фізико-хімічні та біологічні властивості 3-тіопохідних 1,2,4-тріазолів…………………………………………………………...152

Біологічна цінність зеленої маси буряків Сімахіна Галина Олександрівна д.т.н., професор, завідувач кафедри технології оздоровчих продуктів, Стеценко Наталія Олександрівна к.х.н., доцент кафедри технології оздоровчих продуктів Національного університету харчових технологій Буряк звичайний (Beta vulgaris L. родини мареві Chenopodiaceae) є добре знаною сільськогосподарською рослиною. Його було окультурено в давні часи. Як лікарська рослина буряк відомий ще за 1500-2000 років до нашої ери у Вірменії, Ірані. У Київській Русі його почали вирощувати як овочеву рослину у Х-ХІ століттях. На початку ХІХ ст. буряк стали використовувати як сировину для отримання цукру. Культурний буряк звичайний поділяють на 2 підвиди: ssp. сicla – мангольд, який використовують як листовий овоч, та ssp. esculenta – коренеплідний буряк. Його різновиди – буряк столовий Beta vulgaris var conditiva, буряк цукровий Beta vulgaris var saccharifera, буряк кормовий Beta vulgaris var crassa [1]. Результати власних досліджень, аналіз експериментальних даних зарубіжних та вітчизняних учених свідчать, що в надземній частині усіх трьох підвидів буряків міститься значна частина білку (від 1,5 до 3,1%), причому вона переважає вміст білку у коренеплодах [2, 3]. Отже, білок і буряків, і їхньої надземної частини може стати істотним джерелом протеїну в раціоні харчування людини, зважаючи на ту величезну увагу, котра приділяється сьогодні проблемам пошуку нових джерел білку, виділення легкозасвоюваних високобілкових композицій із рослинної сировини традиційних і нетрадиційних для харчової промисловості видів. Тому метою цієї роботи є вивчення протеїнового складу надземної частини буряків та здатності білків до перетравлювання в умовах, що моделюють процес у шлунково-кишковому тракті людини. Установлено, що білки буряків відзначаються високою біологічною цінністю, а за амінокислотним складом наближаються до білків тваринного походження. Про це свідчать отримані нами результати вивчення гідролізу білків буряків, у порівнянні зі стандартним білком молока (таблиця 1). Результати досліджень виражали в ммоль NH2 на 1 г білку.

Таблиця 1. Кількість гідролізованих in vitro білків надземної частини буряків

Вид матеріалу Буряк цукровий Буряк кормовий Буряк столовий Білки молока (контроль)

Пепсинова

Стадія протеолізу Трипсинова Пептидазна

3,08±0,26

11,48±1,22

15,78±0,09

30,34±0,92

2,65±0,76

11,02±0,54

14,80±0,14

28,47±0,48

2,32±0,14

10,36±0,62

13,94±0,38

26,62±0,09

3,66±0,12

12,10±0,34

15,32±0,09

31,08±0,22

Загальний протеоліз

З таблиці 1 видно, що білки надземної частини буряків усіх підвидів відзначаються досить високим ступенем перетравлюваності, зіставним із перетравлюваністю контрольного білку – молока (78…82%). Разом з тим виявлено, що на всіх стадіях протеолізу до білків молока за ступенем перетравлюваності максимально наближаються білки цукрового буряку. Загалом білки надземної частини буряку при надходженні в організм людини в шлунково-кишковому тракті під дією протеолітичних ферментів легко розпадатимуться до амінокислот і повністю всмоктуватимуться в кров. Амінокислотний склад білків надземної частини буряків відзначається широким спектром компонентів. Результати представлено в таблиці 2. Згідно з даними таблиці, білок надземної частини досліджених видів буряків містить усі незамінні амінокислоти, котрі підтримують в організмі людини азотну рівновагу і без яких неможливе нормальне його функціонування. На їхню частку припадає близько третини усіх амінокислот буряку. Значну кількість амінокислот складає метіонін (5,065 г/100 г – для надземної частини цукрових буряків, 4,526 г/100г – для кормових буряків, 3,773 г/100г – для столових), котрий постачає організм сіркою, запобігає ожирінню печінки, бере участь у синтезі холіну, вітаміну В12, фолієвої кислоти, адреналіну. Таблиця 2. Амінокислотний склад білків надземної частини буряків (г/100 г білку)

Амінокислоти Валін Ізолейцин Лейцин Лізин Метіонін Цистин Сума сірковмісних Треонін

Буряк цукровий 1,557 5,856 2,275 2,11 5,065 0,010 5,075 3,288

Матеріали Буряк кормовий 1,089 2,727 сліди 0,580 4,526 4,526 0,958

Буряк столовий 1,240 2,315 1,920 1,340 3,773 3,854 1,465

Фенілаланін Тирозин Сума ароматичних Триптофан Аланін Аргінін Аспарагінова к-та Гістидин Гліцин Глютамінова к-та Пролін Сірин

2,628 5,278 8,273 2,844 5,935 9,352 9,237 5,196 3,526 14,045 21,123 3,959

3,388 3,292 6,680 1,117 2,613 9,679 3,022 4,079 1,348 12,987 20,966 1,347

2,040 3,450 7,640 1,324 3,152 6,670 5,040 2,583 5,470 12,322 34,514 7,244

Тирозин на сьогодні вважається одним із найефективніших засобів боротьби зі стресом, депресіями, втомою. Резерви нейромедіаторів, що допомагають людині справлятися зі стресом, – зокрема адреналіну та норадреналіну – величезною мірою залежать від наявності тирозину. Загальний вміст сірковмісних амінокислот у надземній частині цукрових та кормових буряків дещо вищий, ніж у моркві (4,412 г/100 г), і втричі більший, ніж у зернових, наприклад зерні амаранту (1,685 г/100 г). Це узгоджується з відомими літературними даними щодо того, що у більшості зернових, бобових, картоплі сірковмісні кислоти становлять усього 50…60% оптимальної кількості. Високим є вміст ізолейцину, особливо у надземній частині цукрових буряків – 5,856 г/100 г. Ця амінокислота відповідає за збереження м’язів, і її називають «паливом для м’язів». Вона та інші амінокислоти з розгалуженими ланцюгами захищають тканини м’язів від розпаду, що є частиною природного обміну речовин. У ряду всіх визначених амінокислот за вмістом на третьому місці знаходиться аргінін (майже 10 г/100 г). Він ефективно підвищує імунний захист організму, знижує рівень холестерину. Глютамінова кислота – складова білку, присутня в організмі у найбільших кількостях. Деякі учені вважають, що вона також є найбільш важливою. З даних таблиці 2 видно, що у надземній частині буряків вміст глютамінової кислоти майже найвищий, особливо у цукрових буряках. Значущість глютамінової кислоти для живого організму – в тому, що вона є найкращим джерелом азоту, а це – основна умова позитивного азотного балансу. Лише небагато препаратів, які використовуються в медицині, можуть зрівнятись із глютаміновою кислотою за широтою спектру дії – від лікування шлунковокишкових хвороб до зняття наркотичної залежності [4]. Аналогічну характеристику можна надати й іншим амінокислотам. Загальний висновок один – надземна частина всіх досліджених видів буряків відзначається істотною біологічною цінністю, і це підтверджує можливість розглядати її як багате нетрадиційне джерело харчового протеїну.

Відомо, що за розчинністю у різних системах білкові сполуки поділяються на альбуміни, глобуліни, проламіни та глютеліни. Альбуміни – водорозчинні білки – характеризуються найбільшою харчовою та біологічною цінністю. Вони з мінімальними витратами енергії перетворюються в організмі людини та найбільш збалансовані за амінокислотним складом. Глобуліни – солерозчинні білки – також відзначаються високою біологічною цінністю, але здебільшого лімітовані за сірковмісними амінокислотами. В спирто- та лужнорозчинних фракціях білків (глютеліни та проламіни) відсутні деякі незамінні амінокислоти, вони важче піддаються дії протеолітичних ферментів і своєю присутністю знижують біологічну цінність харчових продуктів. У літературі відсутні дані щодо фракційного складу білків надземної частини буряків, тому такі дослідження було проведено в цій роботі. Отримані результати фракційного складу білків надземної частини цукрового буряку за розчинністю у різних розчинниках наведено в таблиці 3. Результати таблиці ще раз підтверджують доцільність отримання харчових біодобавок із буряків, оскільки їхні білкові сполуки майже на 70% представлені компонентами високої біологічної цінності. Таблиця 3. Фракційний склад білків надземної частини цукрового буряку

Фракція білку Водорозчинна (альбуміни) Солерозчинна (глобуліни) Лужнорозчинна (глютеліни) Спирторозчинна (проламіни) Нерозчинний залишок

Масова частка фракціонованих білків, % від загального вмісту білку 46,8 ± 0,24 26,0 ± 0,73 9,7 ± 0,28 4,1 ± 0,56 13,4 ± 0,57

Надземна частина буряків є сезонною сировиною, тому для забезпечення виробництва протеїновмісних композицій упродовж року необхідно зробити достатні запаси вихідних матеріалів. Для цього використовують один із відомих методів консервування. Щоб максимально зберегти в готовому продукті весь нативний біокомплекс сировини, оброблення надземної частини буряків треба проводити в найбільш щадних технологічних умовах. При переробленні білковмісних матеріалів традиційними тепловими методами білки зазнають небажаних різноманітних перетворень, котрі погіршують їх властивості, змінюючи, зокрема, здатність до гідратації. Відбувається деструкція полімерів, втрата летких ароматичних сполук, модифікація текстури, збільшення нерозчинного білкового залишку, котрий не засвоюється організмом людини. У крохмалистій сировині після термічного оброблення спостерігається утворення білково-крохмальних комплексів, що не перетравлюються протеолітичними ферментами. Це пов'язано з підвищенням ступеня агрегації і денатурації білків і залежить від інтенсивності утворення міжмолекулярних ковалентних S-S-зв'язків у результаті окиснення SH-груп. Тому найбільш придатним способом зневоднення надземної частини буряків є її низькотемпературне сушіння при температурах, нижчих від 20 ºС [5]. 9

Цікаві дані отримано у дослідженнях із перерозподілу фракційного складу білків надземної частини цукрових буряків при різних температурних методах її оброблення. Їх наведено у таблиці 4 у зіставленні з контрольним зразком – білками свіжої надземної частини буряків. З даних таблиці видно, що після високотемпературного оброблення надземної частини буряків частка нерозчинного залишку зростає майже у чотири рази, істотно знижуючи біологічну цінність білків і продуктів, отриманих на його основі. Виявлено зміну і інших властивостей білків надземної частини буряків під дією різних температур. Температура сушіння впливає передусім на біологічну цінність, одним із основних показників якої є перетравлюваність білків протеолітичними ферментами шлунково-кишкового тракту. Результати показали, що найбільш доступними для дії цих ферментів є легкорозчинні білкові фракції надземної частини буряків після низькотемпературного сушіння. Швидкість ферментативного гідролізу білків оцінювали за величиною приросту оптичної густини гідролізатів водорозчинної фракції білку надземної частини буряків після низькотемпературного і теплового сушіння, визначеною на спектрофотометрі СФ-16 при довжині хвилі 280 нм. Контроль – білки свіжої надземної частини буряків. Отримані дані показали, що білок надземної частини буряків після низькотемпературного сушіння перетравлюється навіть краще, ніж білок свіжої маси. Причина полягає в тому, що під дією низьких температур частина білків із нерозчинного переходить у розчинний стан. Ймовірно, що у свіжій масі буряків внаслідок певного вмісту зв'язаної води білкові молекули міцно агреговані, і цей стан ускладнює розщеплення білків ферментами. Температурний шок, якому піддаються клітини матеріалу при швидкому зниженні температури, сприяє руйнуванню цих агрегатів, вивільненню значної кількості білкових молекул, їх частковій деструкції і збільшенню числа вільних амінокислот, що підвищує біологічну цінність отриманих продуктів [5]. Таблиця 4. Перерозподіл фракційного складу білків надземної частини цукрового буряку при різних методах оброблення Умови Масова частка фракцій білків, % від загальної маси білку експерименту ВодорозСолерозЛужнорозСпирторозНерозчинна чинна чинна чинна чинний залишок Свіжа надземна частина буряків 46,8 26,0 9,7 4,1 13,4 Надземна частина буряку при зберіганні (4…8 °С) 44,0 25,2 9,4 3,6 17,8 протягом 7 діб Надземна частина буряку після низькотемпературного сушіння (0…25 °С) 42,2 24,0 8,6 3,8 21,4 10

Надземна частина буряку після теплового сушіння (100…110 °С) 27,4

13,6

7,8

3,0

48,2

Після теплового сушіння, навпаки, в декілька разів збільшується частка нерозчинного білкового залишку, і ступінь розщеплення білку таких продуктів різко падає. Особливо це виявляється на стадії хімотрипсинового гідролізу – моделі процесів, які відбуваються в тонкому кишечнику. В цьому випадку значення перетравності білку свіжої маси буряку і висушеної тепловим способом відрізняється в 2,5…2,7 рази. Висновки. Білки надземної частини усіх досліджених видів буряків відзначаються високою біологічною цінністю, зумовленою переважним вмістом водо- та солерозчинної фракції, які характеризуються найкращою збалансованістю за амінокислотним складом та перетравлюються в організмі людини протеолітичними ферментами з мінімальними витратами енергії. Одним із способів підвищення біологічної цінності біокомпонентів надземної частини буряків є її зневоднення при температурах, що не перевищують 20 ºС. При цьому зростає частка водо- та солерозчинної фракцій, зменшується вміст нерозчинного залишку, що загалом позитивно впливає на процеси засвоєння амінокислот організмом людини і їх використання на синтез власних білків.

2. 3.

Список використаної літератури Упир Л.В. Дослідження біологічно активних речовин буряка звичайного / Л.В. Упир, В.М. Ковальов // Фізіологічно активні речовини. – 2000. – №2. – С. 82-86. Петров В.А. Свекловодство / В.А. Петров, В.Ф. Зубенко. – 3-е изд., стереотипное. – М. : Колос, 2001. – 258 с. Сімахіна Г.О. Розроблення та вдосконалення технологій цукристих речовин та цукромістких харчових добавок : дис. на здобуття наукового ступеня д-ра техн. наук (05.18.05) / Галина Сімахіна. – К., 1999. – 456 с. Покровский А.А. Роль биохимии в развитии науки о питании : некоторые закономерности ассимиляции пищевых веществ на уровне клетки и целостного организма / Алексей Покровский. – М. : Наука, 1974. – 178 с. Сімахіна Г.О. Низькі температури у технологіях оздоровчих продуктів : монографія / Г.О. Сімахіна, Н.В. Науменко. – К. : Видавництво «Сталь», 2011. – 363 с.

Вплив нікелю і кадмію на актинові філаменти коренів Arabidopsis thaliana Аспірантка Горюнова І. І., д.б.н., проф. Ємець А.І. ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України» Клітинні механізми фітотоксичних ефектів металів-полютантів навколишнього середовища (Ni, Cd, Pb, Al, etc.), зокрема, білки-мішені та сигнальні шляхи за їх участі, потребують детального вивчення. З-поміж відомих мішеней токсичних металів на особливу увагу заслуговує цитоскелет рослинної клітини, а саме мікротрубочки (МТ) і актинові філаменти (АФ). В є Відомо, що ці структури є рушійною силою основних процесів життєдіяльності клітини, зокрема, її поділу та росту. Показано,що обробка проростків Allium sativum L. CdCl2 (5–10 мкM) порушує механізми, які контролюють полімеризацію МТ інтерфазних клітин меристеми коренів, а також формування мітотичного веретена перинуклеарними МТ у профазі [1]. Також, встановлено, що 50-100 мкМ Ni2SO4*7H2O стабілізує МТ в меристематичних клітинах Allium cepa L. [2], але в той же час вплив Ni2+ на организацію АФ в клітинах рослин на сьогоднішній день не досліджено. Стосовно Cd2+ цією ж групою дослідників показано, що 50 мкМ CdCl2 викликають інтенсивну деполімеризацію МТ інтерфазних клітин, і мітотичних фігур проліферуючих клітин [2]. Тому нами були проведені дослідження по визначення впливу Cd2+ і Ni2+ на ріст та морфологію головних коренів Arabidopsis thaliana, що експресують химерний ген gfp-fabd2 - модельний об’єкт для прижиттєвого дослідження АФ, за розробленою раніше методикою [3]. Для цього використовували чотириденні проростки, вирощені на середовищі MS [4], яке містило половинний набір основних мікро- і макросолей МС (2,2 г/л), збагачене сахарозою (10 г / л), тіаміном гідрохлоридом (В1), міо-інозитолом і джелрайтом (4 г / л), рН 5,7. Висаджене насіння стратифіковали при +4 º С протягом 24 год, а потім пророщували при +22 ºС і 16/8-часовом фотоперіоді. Надалі, проростки перебували у водних розчинах NiSO4 у концентраціях 5, 10, 20 мкМ протягом 24-, 48- та 72 год. Зміни морфології головних коренів проростків A. thaliana вивчали за допомогою світлового мікроскопа Axioskop 40 (Carl Zeiss, Німеччина) з використанням об'єктивів Plan-Neofluar 10x/0.30, 20x/0.5 і 40x/1.30 Oil DIC. Організацію АФ у епідермальних клітинах мерстематичної, перехідною (дистальної зони розтягу), власне зони розтягування (центральної зони розтягування), а також зони диференціації після обробки NiS04 протягом 2-72 год вивчали in vivo за допомогою лазерного скануючого конфокального мікроскопа LSM 5 PASCAL (Carl Zeiss, Німеччина). Параметри: об'єктиви Plan Apochromat 40x/1.4 DIC і 60x/1.4 Oil DIC , аргоновий лазер з довжиною хвилі 488 нм, розділовий фільтр HFT 405/ 488 , емісійний фільтр ВР 505-570. Індивідуальну конфігурацію визначали для кожного об'єкта зміною параметрів швидкості сканування , точкової діафрагми і детектора променя. За допомогою

програмного забезпечення версії 4SP2 LSM 510 METА отримані тривимірні зображення організації АФ на основі серії оптичних зрізів (Z- стеків) з інтервалом 0,2-0,7 мкм. Дослідження повторювали 3-5 разів, вивчали не менше 10 проростків для кожної із зазначених концентрацій. Під впливом Cd2+, Ni2+, відбувається дозозалежне інгібування росту головних коренів A. thaliana. Так, при обробці NiSO4 в концентрації 5 мкМ через 24 год приріст коренів зменшується в 1,5 рази при обробці, в 2,2 рази – 10 мкМ і в 2,7 рази – 20 мкМ. Cd2SO4 в концентрації 5 мкМ через 24 год інгібував ріст коренів в 1,6 рази, 10 мкМ – в 2,4 рази і 20 мкМ – в 3,5 рази. Раніше було показано, що Cd2+ інгібує ріст головних коренів проростків A. thaliana (GFPfaBD2) [5] та призводить до зменшення кількості бічних коренів у Thlaspi caerulescens JC Presl. і Nicotiana tabacum L. [6]. Описані нами ефекти супроводжувалися змінами морфології клітин зони поділу, перехідної зони та зони розтягу, а також збільшенням кількості й довжини кореневих волосків. Також було виявлено, що 5-20 мкМ NiSO4 і Cd2SO4 викликає потемніння клітин кореневого апексу, що може свідчить про некроз клітин меристеми. Потемніння ділянок чи органів відбувається також внаслідок накопичення у відмерлих клітинах фенольних сполук, що і надає їм такого забарвлення [7]. Окрім, змін, спільних для досліджуваних металів, відбувається й ряд металоспецифічних змін морфології. Так, обробка Cd2SO4 (5 і 10 мкМ) протягом 24-48 год призводить до появи у зоні меристеми, перехідній зоні та зоні розтягу збільшених у розмірі анізотропних клітин епідермісу з ретракцією цитоплазми, що може свідчити, за первинними морфологічнимии ознаками, про розвиток явища запрограмованої клітинної загибелі [8, 9]. В свою чергу, NiSO4 10 та 20 мкМ) викликає інтенсивне відшарування клітин кореневого чохлика у вигляді характерного скупчення (“гало”) над кореневим апексом, значний свелінг епідермальних клітин перехідної зони та зони поділу, загибель клітин колумели і меристеми сформованих бічних коренів та їх примордіїв. Ці результати, корелюються з даними, які були раніше на тест-об’єкті Allium cepa L при обробці 50-1000 мкМ CdCl2 [10]. Подібні зміни можуть пояснюватися іммобілізацією металів на клітинних стінках, зменшенням щільності цитоплазми і компартментацією Ni2+ і Cd2+ у епідермальних клітинах кореневого апекса, що є захисними механізмами рослин при перевищенні фізіологічних концентрацій Ni2+ [11] і допустимого вмісту Cd2+ в рослинних клітинах [12]. Описані зміни росту і морфології коренів можуть відбуватися також внаслідок порушення організації компонентів цитоскелету, в тому числі, і АФ, які забезпечують ріст розтягненням, який регулюється ауксинами. [13]. Тому, наступним етапом досліджень було встановлення вплив NiSO4 на організацію компонентів цитоскелету зокрема на АФ in vivo. Встановлено, що в меристематичних клітинах необроблених коренів A. thaliana (GFP-faBD2) АФ орієнтовані радіально, а в епідермальних клітинах кореневого апекса, а також зон розтягування і диференціації – невпорядковано [14]. Суттєвих змін в організації АФ у клітинах меристеми при обробці проростків 5 мкМ NiSO4

виявлено не було, в той час як 10 і 20 мкМ NiSO4 викликає більш виражену невпорядкованість АФ і їх часткову деполімерізацию. Подібні зміни відбуваються і в клітинах кореневого апекса. Так, 5-20 мкМ NiSO4 викликають часткову деполімеризацію АФ і зміну їх орієнтації. Крім цього, обробка проростків 10 мкМ NiSO4 призводить до зменшення об'єму клітин. Оскільки вплив Ni2+ на організацію АФ в клітинах рослин на сьогоднішній день не досліджено, зважаючи на високу консервативність основних білків цитоскелету еукаріотів результати, отримані на клітинах ссавців, можуть бути певною мірою екстрапольовані на клітини рослин. Так, в культурі кератиноцитів людини під впливом 2 мкг/мл NiSO4 відбувається деполімеризація актину, вінкуліну, десмоплакіну і талліну, що порушує міжклітинні контакти [15]. Стосовно Cd2SO4, то нами було встановлено, що він викликає дозозалежні зміни організації АФ в усіх досліджуваних зонах кореня. Так, в клітинах меристеми, епідермальних клітинах кореневого апексу, перехідної зони та зони диференціації спостерігалось посилення невпорядкованої орієнтації АФ з частковою (5-10 мкМ) або повною (20 мкМ) їх деполімеризацією. Отримані нами результати узгоджуються з проведеними раніше дослідженнями, де було показано, що 20-40 мкМ CdCl2 викликають зміну організації АФ в кореневих волосках A.thaliana GFP-FABd2 і порушення градієнту Ca2+, що в свою чергу впливає на розподіл компонентів клітинної стінки та везикулярний транспорт [5]. Таким чином, нами вперше встановлено взаємозв'язок між інгібуванням росту головних коренів, змінами морфології проростків A. thaliana і реорганізацією АФ у їхніх клітинах. Найбільш чутливі до дії NiSO4 і Cd2SO4 виявились АФ в епідермальних клітинах кореневого апекса і зони розтягування, і найменш чутливими, в клітинах меристеми.

4. 5.

Список використаної літератури Xu P., Liu D., Jiang W. Cadmium effects on the organization of microtubular cytoskeleton in interphase and mitotic cells of Allium sativum // Physiol. Plant. – 2009. – 53 (2). – P. 387–390. Dovgalyuk A., Kalynyak T., Blume Ya.B. Heavy metals have a different action from aluminium in disrupting microtubules in Allium cepa L. meristematic cells // Cell Biol. Int. – 2003. – 27. – P. 193–195. Yemets A., Sheremet Y., Vissenberg K., Van Orden J., Verbelen J.P., Blume Y.B. Effects of tyrosine kinase and phosphatase inhibitors on microtubules in Arabidopsis root cells // Cell Biol Int. – 2008. –32(6). – P. 630–637. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol Plant. – 1962. –15(3). – P. 473-497. Fan J.-L., Wei X.-G., Wan L.-C., Zhang L.-Y. , Zhao X.-Q. , Liu W.-Z. , Hao H.-Q., Zhang H.-Y. Disarrangement of actin filaments and Ca2+ gradient by CdCl2 alters cell wall construction in Arabidopsis thaliana root hairs by

inhibiting vesicular trafficking // J. Plant Physiol. – 2011. – 168. - P. 1157– 1167. 6. Boominathan P., Doran P. Cadmium tolerance and antioxidative defenses in hairy roots of the cadmium hyperaccumulator, Thlaspi caerulescens // Wiley Periodicals, Inc. – 2002. – P. 159–167. 7. Karp R.M., Kenyon C., Waarts O. Error-resilient DNA computation // Random Structures & Algorithms. – 1999. – 15 (I) 3-4. – P.450–466 8. Iakimova E.T., Woltering E. Yorda Z.P. Toxin- and cadmium-inducted cell death events in tomato suspension cells resemble features of hypersensitive response // Journal of Fruit and Ornamental Plant Research. - 2007. – 15. – P.5-19. 9. Souza V.L., de Almeida A.-A. F., Lima S.G.C., de M. Cascardo J. C., Mangabeira A. O., Gomes F. P. Morphophysiological responses and programmed cell death induced by cadmium in Genipa americana L. (Rubiaceae) // Biometals. – 2011. – 24. – P.59–71. 10.Довгалюк А.И., Калиняк Т.Б., Блюм Я.Б. Оценка фито- и цитотоксической активности солей металлов с помощью корневой апикальной меристемы лука // Цитология и генетика – 2001. –35 (1). – С. 3–9. 11.L’Huillier L., d’Auzac J., Durand M., Michaud-Ferrière N. Nickel effects on two maize (Zea mays) cultivars: growth, structure, Ni concentration, and localization // Can. J. Bot. – 1996. – 74. – P. 1547–1554. 12.Fusconi, A., Gallo, C., Camusso, W. Effects of cadmium on root apical meristems of Pisum sativum L. Cell viability, cell proliferation and microtubule pattern as suitable markers for assessment of stress pollution. // Mutation. Res. – 2007. – 632. – P. 9–19. 13.Rahman A., Bannigan A., Sulaman W., Pechter P., Blancaflor E.B., Baskin T. I. Auxin, actin and growth of the Arabidopsis thaliana primary root // Plant J. – 2007. – 50. – Р. 514–528. 14.Voigt B., Timmers A. C.J., Samaj J., Muller J., Baluska F., Menzel D. GFPFABD2 fusion construct allows in vivo visualization of the dynamic actin cytoskeleton in all cells of Arabidopsis seedlings // EJCB – 2005. – 84 – P. 95– 608. 15.Lozsekova A, Kaiser H., Danilla T., Buchvald J., Simko J. The effect of nickel sulphate, potassium dichromate, cobalt nitrate and cadmium sulphate on the proteins of cellular contacts and actin skeleton of cultivated human keratinocytes // J. Bratisl. Lek. Listy. – 2002. – 103. (172). – P. 254–259.

Вплив низьких температур на актинові філаменти клітин кореня Arabidopsis thaliana (L.) Аспірантка Плоховська С.Г., проф. Ємець А.І. ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України» На сьогоднішній день велика увага приділяється вивченню впливу різних стресових факторів на цитоскелет рослинної клітини. Цитоскелет відіграє ключову роль у процесах росту і морфогенезу клітин, тканин і органів рослин, визначає субклітинну організацію, розподіл, полярність, диференціацію клітин і впливає на рух органел, внутрішньо- і міжклітинний транспорт речовин, процеси ендо- та екзоцитозу [3,4]. Низька температура є одним з найбільш важливих абіотичних чинників, що впливає на полімерний склад мікротрубочок (МТ) і актинових філаментів (АФ), їх орієнтацію, локалізацію і взаємодію з різними клітинними структурами [8]. У переважній більшості робіт, в яких досліджували вплив низьких температур на цитоскелет, в основному найбільш повно вивчені МТ. В ряді робіт показано, що низька температура призводить до катастрофічних змін в організації МТ, викликаючи їх повну деполімеризацію [11]. Чутливість МТ до низьких температур і їх холодова стабільність неоднакова у різних видів рослин. Показано, наприклад, що в клітинах кінчиків коренів Azalla деполімеризація МТ відбувалася через 15 хв при 0ºС [3], в клітинах сім’ядоль томату – через 8 год при 5ºС [6], в сім'ядолях бавовнику - через 3 дні при 4ºС [10], проте в клітинах кінчиків коренів жита МТ зберігали повні скупчення через 2 дні при 4ºС [7]. Виявлено, що в залежності від типу клітин та зони кореня рослинні МТ мають різну чутливість до дії холоду. Так, наприклад, на коренях кукурудзи було продемонстровано, що найбільш чутливими до дії температури є кортикальні МТ в перехідній зоні та зоні розтягу кореня, тоді як МТ в клітинах меристематичної зони кореня мають більшу стабільність до дії холоду [2]. Значно менше робіт присвячено дослідженню впливу низьких температур на інші цитоскелетні структури, зокрема на АФ. Показано лише, що AФ епідермальних клітин луски цибулі витримували холодовий стрес від 0ºС до 4ºС протягом години без зміни своєї структури, а МТ майже повністю деполімеризувались [9]. Aström із співр. [1], використовуючи специфічні антитіла до актину та фалоїдин, мічений радоміном, встановили, що АФ в пилкових трубках тютюну залишалися полімеризованими після двогодинної обробки при 4ºС, у той час як МТ за цих умов повністю руйнувалися. Для з’ясування впливу низької температури на АФ нами було досліджено зміни параметрів росту та морфології головних коренів лінії Arabidopsis thaliana, що експресує химерний ген GFP(Green fluorescent protein) - fabD2 (fibrin actin-binding domen 2), який дозволяє візуалізувати актинові філаменти в клітинах цієї лінії в умовах in vivo. Для дослілження морфологічних характеристик первинних коренів A.thaliana використовували методи світлової 16

мікроскопії. Статистичну обробку результатів досліджень здійснювали згідно із стандартними методиками. Вивчення просторової організації актинових філаментів в різних типах клітин первинного кореня A.thaliana (GFP-faBD2) проводили in vivo за допомогою конфокального лазерного скануючого мікроскопу LSM 510 META (Carl Zeiss, Німеччина). У результаті проведених досліджень було виявлено, що ріст та розвиток первинних коренів A. thaliana є чутливими до впливу низьких температур. Так, обробка 4-денних проростків температурою 4°С призводила до значних змін у швидкості росту первинних коренів. Також було виявлено, що обробка коренів A.thaliana температурою 4°С викликає значні порушення морфології первинних коренів. Зокрема, спостерігали аномальне формування нових кореневих волосків в безпосередній близькості до меристематичної зони кореня. Спостерігали збільшення кількості кореневих волосків та в подальшому їх роздуття. Наступним кроком наших досліджень було вивчення впливу низьких температур на організацію актинових філаментів в різних типах клітин первинного кореня A. thaliana. Так, було встановлено, що в меристематичних клітинах апексу АФ мають радіальне розташування, тоді як в епідермальних клітинах і клітинах кортексу зони розтягу та диференціації вони мають повздовжню хвилясту орієнтацію. Обробка проростків температурою 4°С призводила до змін в нативній організації АФ у різних типах клітин. Так, вони ставали дезорієнтованими або хаотично розташованими в епідермальних клітинах і повністю або частково деполімеризованими в клітинах перехідної зони. Встановлено, що особливу чутливість до дії низької температури мають АФ в диференційованих клітинах, зокрема в клітинах кореневих волосків. Було показано, що після обробки АФ в кореневих волосках були дезорієнтовані або повністю деполімеризовані, що призводило до значних порушень в процесах ініціації, формування та росту кореневих волосків, а також їх роздуття у відповідь. Отже, дослідження функціональної ролі цитоскелету у відповідь на стрес у рослин відноситься до перспективної, мало досліджуваної області клітинної біології. Необхідність нових знань в цьому напрямку обумовлює підвищення стійкості рослин до різних біотичних і абіотичних стрес-факторів, маніпулювання цитоскелетними структурами. Список використаних джерел 1. Aström H., Virtanen I., Raudaskoski M. Cold-stability in the pollen tube cytoskeleton // Protoplasma. – 1991. – V. 160. – Р. 99–107. 2. Baluška F., Parker J.S., Barlow P.W. The microtubular cytoskeleton in cells of coldtreated roots of maize (Zea mays L.) shows tissue-specific responses // Protoplasma. – 1993. – V. 172. – P. 84–96. 3. Barlow W.P., Baluška F. Cytoskeletal perspectives on root growth and morphogenesis //Plant Mol. Biol. – 2000. – V. 51. – P. 289–322.

4. Baskin T.I. The cytoskeleton // Biochemistry and molecular biology of plants / Eds.B.B. Buchanan, W. Gruissem, R.L. Jones. – Rockville, Courier Companies, 2000. – P. 202–258. 5. Hardham A.R, Gunning B.E. Structure of cortical microtubule arrays in plants // J. Cell Biol. – 1978. – V. 77. – P. 14–34. 6. Ilker R., Breidenbach R.W., Lyons J.M. Sequence of ultrastructural changes in tomato cotyledons during shot periods of chilling // Lyons J.M., Graham D., Raison J.K. (eds.). Low Temperature Stress in Crop Plants. – L.: Academic Press, 1979. – P. 97–113. 7. Kerr G.P., Carter J.V. Tubulin isotypes in rye roots are altered during cold acclimation // Plant Physiol. – 1990. – V. 93. – P. 83–88. 8. Nick P. Signaling to the microtubular cytoskeleton in plants // Int. Rev. Cytol. – 1998. – V. 184. – P. 33–79. 9. Quader H. Cytoskeleton: Microtubules // Progress in Botany. – Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 1998. – P. 374–395. 10.Rikin A., Atsmon D., Gitler C. Quantitation of chill-induced release of a tubulin – like factor its prevention by abscisic acid in Gossipium hirsutum L. // Plant Physiol. – 1983. – V. 712. – P. 747–748. 11.Willin M., Stromberg E. Cold-stable and cold-adapted microtubules // Int. Rev. Cytol. – 1995. – V. 157. – P. 1-31.

Изменение статуса метилирования ДНК в процессах радиационноиндуцированного старения Берестяная Анастасия Николаевна ведущий инженер Института клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины Ферментативное метилирование остатков цитозина в составе ДНК считается одним из важнейших механизмов эпигенетической регуляции процессов развития и старения эукариот. По мере старения организма одни гены инактивируются метилированием, что ведет к образованию неактивных участков хроматина, другие напротив - активируются вследствие деметилирования модифицированных последовательностей. Предполагается, что аберрантное метилирование сайт - специфических участков является одной из причин, лежащих в основе изменений, наблюдаемых при старении и образовании мутантных клеток [8]. Существуют данные, доказывающие возрастную динамику метилирования. В процессе естественного старения животных и растительных клеток in vivo, и старения культуры in vitro происходит снижение общего уровня 5-метилцитозина на фоне ослабления активности ДНКметилтрансфераз. У животных организмов процесс старения сопровождается постепенной потерей метилированных цитозинов в ДНК разных органов. Искусственное деметилирование, в свою очередь, ведет к преждевременному старению [4]. Утверждение о том, что старение животных клеток и уменьшение метилирования являются взаимосвязанным процессом, стало аксиомой в эпигеномике [1]. Однако, опыты, проведенные на растительных организмах, показали не столь однозначные выводы касательно возрастного падения уровня метилирования суммарной ДНК и отдельных функциональных последовательностей. На примере некоторых генов наблюдается обратный возрастному гипо- и деметилированию эффект [7]. Тем не менее, после достижения генеративной фазы у монокарпических растений наступает феноптоз - запрограммированная гибель организма [18]. При этом происходит глобальное уменьшение уровня метилирования ДНК. Ванюшин и соавторы выдвинули предположение, что уменьшение уровня метилирования с возрастом является общебиологическим процессом, присущим и животным, и монокарпическим растениям, у которых мы можем наиболее отчетливо в динамике наблюдать картину возрастной деградации. Кроме того, метилирование растительной ДНК контролируется действием фитогормонов и специфических регуляторов роста. Гормоны, ответственные за цветение индуцируют возрастное деметилирование генома, и как следствие – феноптоз [5]. Метилирование ДНК растений варьирует в ходе онтогенеза, с момента прорастания семян до терминальных стадий развития, как отдельных органов, так и целостного организма. Реализация процесса старения на клеточном

уровне представляет собой упорядоченный ход событий. Существуют возрастные изменения паттернов метилирования ДНК у растений. Переход к каждой новой стадии онтогенеза характерезуется изменением эпигенетического статуса, обеспечивающего активацию или репрессию специфического набора генов [11]. Как известно на примере Arabidopsis, в процессе старения происходит вариабельное метилирование цитозина в палиндромных последовательностях. Может наблюдаться как понижение и повышение, так и поддержание стабильного уровня метилирования в зависимости от специфики последовательностей. В клетках желтеющих листьев на фоне общего уменьшения количества генов, осуществляется за счет деметилирования синтез новых веществ, предположительно принимающих участие в апоптозе. Дифференциальная экспрессия генов в ходе пожелтения, показывает, что отмирание листьев является активным процессом [7, 16]. Однако, аберрантное уменьшение уровня метилирования цитозина в повторяющихся и уникальных последовательностях ДНК Arabidopsis вызывает ряд аномалий развития, таких как потеря апикального доминирования, замедление роста, изменение морфологии листьев, недоразвитие корня, снижение фертильности. Чем больше деметилировано уникальных последовательностей, тем сильнее проявление физиологических аномалий [19]. Остается невыясненным вопрос о том, какой из процессов является первичным, деметилирование ДНК, индуцирующее гибель клеток, или иные процессы, запускающее программу клеточной гибели, что вызывает резкое отделение метильных групп от ДНК. В последнем случае, падение уровня метилирования можно рассматривать как ранний показатель аппоптоза, при котором активируется Mg2+-зависимая эндонуклеаза, удаляющая из ДНК сайты, содержащие 5-метилцитозин. Исходя из этого, деметилирование является индуцируемым процессом в ходе апоптотических реакций. Однако, как видно на примерах других живых организмов, деметилирование представляет собой феномен старения на уровне ДНК. Подобным феноменом молекулярного старения является укорочение теломер. Стоит отметить, что возрастное снижение метилирования ДНК сопровождается укорочением теломер. Это дает основание считать процесс деметилирования универсальным событием, сопровождающим изменения генома при старении [5, 13]. Абиотические факторы, такие как радиационное облучение могут вызывать гипо- и гиперметилирование сайт-специфичных участков ДНК, что отражается на работе генов. Эпигеномные эффекты эукариот напрямую зависят от условий облучения, его физических особенностей, величины и мощности, а также от вида, состояния и специфики облучаемого объекта [6, 15]. Разные дозы вызывают либо эпигенетический сайленсинг путем метилирования, деацетилирования гистонов, либо наоборот деметилирование, сопровождающееся ростом геномной нестабильности. Абиотическое стрессиндуцированное деметилирование может привести к тотальному гипометилированию, а модификации гетерохроматиновых гистонов могут привести к гиперметилированию ДНК. Адаптация растений к абиотическим

стрессовым факторам контролируется посредством активации эпигеномного ответа, запускающего экспрессию мультигенной системы, что является механизмом защиты клеточных компонентов [12]. Воздействия экстремальных температур, ультрафиолетового и радиационного облучения, токсических веществ, мутагенов вызывает экспрессию стресс-зависимых генов, продукты которых выполняют функции защиты клеток и поддержания гомеостаза. Данные реакции аналогичны как для животных, так и для растительных организмов [3]. Особенности изменения метилирования ДНК в процессе старения растительных органов и тканей еще не выяснены полностью. Наличие взаимосвязи между эпигенетическим кодом и генетической программой старения и гибели клеток растительного организма – возможно, но пока не исследовано. Возрастная динамика метилирования ДНК могла бы служить биологическим маркером определения темпов старения организма. Анализ дифференциального метилирования ДНК на разных стадиях онтогенеза может привести к более полному пониманию процессов эпигенетической регуляции старения. Целью исследования было установление особенностей радиационноиндуцированного изменения паттернов метилирования в процессе старения листа. Материалы и методы. Семена Linum usitatissimum подвергались острому рентгеновскому облучению в дозах: 10, 20, 50, 100 Гр. Источником излучения служил аппарат «РУМ-17». Растения выращивали в условиях вегетационного опыта. Объектом исследования была ДНК семядольных листьев. Статус метилирования детектировали методом MSAP-анализа, в основе которого лежит принцип взаимодействия метилчувствительных рестриктаз со специфическими сайтами узнавания генома [2, 17]. Суммарную ДНК обрабатывали метилчувствительной эндонуклеазой рестрикции HpaII при 370С в течение 2 ч. Фермент добавляли из расчета 10 единиц активности на 1 мкг ДНК. Затем 1 мкл реакционной смеси использовали для последующей амплификации с соответствующими праймерами. Определяли статус метилирования в транскрибируемом участке. Для этого использовали праймеры к фрагменту гена рибосомной РНК, фланкирующие сайт узнавания фермента в исследуемом участке (forward - 5'-GCA TGA AGA CGA AGG CGG СС-3'; reverse - 5'-ACG AGG ACT TCC CAC GCC GG-3'). Также определяли статус метилирования в сателлитном участе. Для этого использовали ISSR-праймеры: (AG)8T, (AG)8T, (AC)8T, (AC)8C. Дизайн праймеров, использованных в работе, был выполнен с помощью программы Primer3 (v.0.4.0) на основании нуклеотидных последовательностей, зарегистрированных в GenBank. Контролем полноты прохождения гидролитической реакции служила ПЦР рестриктов, полученных при идентичных условиях после гидролиза эндонуклеазой рестрикции MspI, не чувствительной к метилированию цитозинов. Амплификацию проводили в 25 мкл реакционной смеси на приборе "Терцик" (“ДНК-Технология”, Россия) с использованием набора для ПЦР

(«MBI Fermentas»). Условия термоциклирования были оптимизированы для каждого из амплифицируемых фрагментов. Анализ полученных фрагментов проводили при помощи электрофореза в 1,7% агарозном геле при напряженности поля 10В/см в течении 1 часа. ДНК визуализировали после обработки геля раствором бромистого этидия (2 мкг/мл) по флуоресценции в ультрафиолетовом свете. Результаты и обсуждение. Как известно, при старении, трансформации или стрессовом повреждении клеток происходят изменения эпигенома. В частности, эпигеном реагирует на воздействие ионизирующего облучения. В зависимости от силы повреждающего воздействия наблюдается развитие в ряду нескольких клеточных поколений состояния гипер- или гипометилирования. В исследованных нами транскрибируемом и сателлитном участках ДНК стареющих листьев наблюдается уменьшение числа сайтов узнавания метилчувствительных рестриктаз, о чем можно судить по количеству продуктов реакции на электрофореграмме. На стадии молодого листа некоторые дозы облучения спровоцировали появление дополнительных сайтов метилирования (Рис.1., а, б).

б Рис.1. Электрофореграмма транскрибируемой последовательности. (а – стадия молодого листа, б – стадия стареющего листа).

Как известно из литературных данных, метилирование ДНК может выступать в качестве защитного механизма от воздействия неблагоприятных факторов на геном. Метилирование de novo является своего рода эпигенетической защитой против факторов, нарушающих нормальную организацию генома, ведущим среди которых является ионизирующая радиация, как фактор, вызывающий больше всего перестроек генома. Имеется достаточно обоснованное объяснение появлению новых метилированных сайтов. Воздействие абиотического стресса провоцирует потерю модификации цитозинов и активацию транскрипции транспозонов. В ответ на это запускаются процессы de novo метилирования, направленные на защиту генома от мобильных элементов [9, 10]. Так в наших экспериментах по радиационному воздействию обнаруживалось на стадии молодого листа повышение в 22

транскрибируемом участке уровня метилирования ДНК, что предположительно является защитной реакцией генома на вызванную облучением нестабильность. Гены рибосомных РНК содержат множество метилированных CpCpGpGмотивов и являются достаточно информативными в плане исследования радиационно-индуцированнях изменений эпигенома. Множественность метилированных сайтов в генах рРНК связана с необходимостью инактивации данных генов. Метилирование сайт - специфично, т.е. происходит по сайту узнавания HpaII, в промоторных областях генов. В геноме тех растений, где содержится избыточное число повторов рДНК наблюдается более высокий уровень метилирования, чем в геномах растений с умеренным содержанием рибосомных генов. В процессе онтогенеза увеличивается количество транскрибируемых генов рибосомных РНК, т.е. снижается уровень метилирования по сайтам CpCpGpG в областях промотора [14]. Так, наблюдается эффект гипометилирования HpaII-мотивов в рибосомных генах. Действие неблагоприятных факторов также вызывает вариабельное метилирование CpCpGpG-сайтов в ДНК растений, что и было продемонстрировано на примере транскрибируемой последовательности. Сателлитные участки также выявили снижение метилированных сайтов на стадии старения листа. Воздействие рентгеновского облучения показало уменьшение числа метилированных сайтов (Рис.2. а, б).

Рис.2. Электрофореграмма сателлитной последовательности. (а – стадия молодого листа, б – стадия стареющего листа)

Феномен вариабельного метилирования и деметилирования сайт специфичных участков ДНК в ходе старения предположительно является генетически обусловленным процессом, компонентой глобального механизма деградации клеток при старении. Однако, есть предположение, что происходящее с возрастом деметилирование ДНК эукариот может быть связано с тем, что в ходе старения организм пытается подключить дополнительный адаптивный ресурс, т.е. запустить экспрессию генов, необходимых стареющему организму [13].

Список использованной литературы 1. Бердишев Г.Д., Коротаев Г.К, Ванюшин Б.Ф., и др. Исследование нуклеотидного состава ДНК в соматических тканях нерестующей горбуши // Цитология и генетика. – 1967. – 1, № 3. - С. 56-60. 2. Берестяная А.Н. Влияние острого рентгеновского облучения на эпигеном в ходе онтогенеза Linum usitatissimum // Доповіді Національної академії наук. – 2013. - №9. – С. 158-164. 3. Блехман Г.И. Синтез белка в условиях стресса // Успехи совр. биол. — 1988. — 103, № 3. — С. 340–353. 4. Вайсерман А.Н. Эпигенетическая эпидемиология ассоциированных с возрастом заболеваний // Здоровье Украины. – 2011. – 6, №46. – С. 69-75. 5. Ванюшин Б.Ф. Апоптоз у растений // Успехи биологической химии. – 2001. – 41. – С. 3-38. 6. Котеров А.Н., Никольский А.В. Адаптация к облучению in vivo // Радиац. биол. радиоэкол. — 1999. — 39, № 6. — С. 648–662. 7. Brown J.C., Decker M.M., Fieldes M.A. A comparative analysis of developmental profiles for DNA methylation in 5-azacytidine-induced earlyflowering flax lines and their control // Plant Sci. – 2008. – 175. – P. 217−225. 8. Jiang H., Kohler C. Evolution, function, and regulation of genomic imprinting in plant seed development // Journal of Experimental Botany. – 2012. – 63, N13. – P. 4713-4722. 9. Kalisz S., Purugganan M. Epialleles via DNA methylation: consequences for plant evolution // Trends in Ecology and Evolution. – 2004. – 19. – P. 309–314. 10.Kapazoglou A., Tsaftaris A. Epigenetic Chromatin Regulators as Mediators of Abiotic Stress Responses in Cereals // Agricult and Biol Sci. Abiotic Stress in Plants – Mechanisms and Adaptation – 2011. – 428.p 11.Li Z., Peng J., Wen X., et.al. Gene network analysis and functional studies of senescence-associated genes reveal novel regulators of Arabidopsis leaf senescence // Journal of Integrative Plant Biology. – 2012. – 54, N8. – P. 526– 539. 12.Mazzio E.A., Soliman K.F. Basic concepts of epigenetics. Impact of environmental signals on gene expression // Epigenetics. – 2012. – 7, N2. – P. 119-130. 13.Thomas H. Senescence, ageing and death of the whole plant // New Phytologist. – 2013. – 197. – P. 696–711. 14.Vanyushin B.F., Ashapkin V.V. DNA Methylation in Plants. - Nova Biomedical Books, Nova Science Publishers, New York. – 2011. – 152 p. 15.Viswanathan C., Zhu J. RNA-directed DNA methylation and demethylation in plants // Sci. China Ser C: Life Sci. – 2009. – 52, N4. – P. 331-343. 16.Wingler A. Interactions between flowering and senescence regulation and the influence of low temperature in Arabidopsis and crop plants // Annals of Applied Biology. – 2011. – 159, N3. – P. 320-338.

17.Wu R., Wang X., Lin Y., at.al. Inter-Species Grafting Caused Extensive and Heritable Alterations of DNA Methylation in Solanaceae Plants // Plos One. – 2013. – 8, N4. – P. 1-11. 18.Wu X.Y, Kuai B.K., Jia J.Z. Regulation of leaf senescence and crop genetic improvement // Journal of Integrative Plant Biology. – 2012. – 54, N12. – P. 936–952. 19.Xin J., Feng Y.H., Zhu S. et.al. An effector of RNA-directed DNA methylation in Arabidopsis is an ARGONAUTE 4- and RNA-binding protein // Cell. – 2009. – 137. – P. 498-508.

Температурные модификации цитогенетической активности бутылированной воды в Allium-тесте Лазаренко Л.М.,ст.н.с./к.б.н./, Городная А.В. ст.н.с./к.б.н./, Безруков В.Ф. доцент/к.б.н./ ННЦ «Институт биологии», Киевский национальный университет имени Тараса Шевченка Вода является неотъемлемым компонентом биосферы и всего живого на Земле. Человек активно использует воду в своей жизнедеятельности. Кроме пресной питьевой воды человек использует для лечения минеральные воды, отличающиеся, в зависимости от расположения источника, ионным составом солей. Загрязнение природной среды – реальная угроза здоровью человека, его наследственности. Система защиты генетического аппарата от разраушающих воздействий включает и генетическое тестирование окружающей среды. Одним из методов выявления цитогенетической активности факторов разной природы является Allium-тест [10] при котором семена одновременно проращиваются на дистиллированой воде и с воздействием какого-либо фактора. В опыте использовали семена Allium fistulosum L. 6-ти агропопуляций, которые различались годом сбора урожая. Таким образом, на момент проведения эксперимента возраст семян был соответственно: 4, 16, 28, 40, 52 и 64 месяца. Условия хранения семян были одинаковыми – семена хранились в лабораторных условиях в негерметически закрытой стеклянной посуде. В исследовании использовали следующие образцы воды: 1) Вода «Оболонская 2». Минеральная, природная, столовая, газированная, гидрокарбонатная сложного катионного состава; 2) Вода «Трускавецкая», минеральная вода «Нафтуся». Минерализация – 0,3-0,6 г/дм3 ; 3) Вода «Миргородская». Хлоридно-натриевая минеральная вода. Лечебностоловая. Глубина скважины №3510 – 700м. Минерализация 2,5-3,5 г/дм3 ; 4) Вода «Поляна Купель». Закарпатская лечебно-столовая минеральная вода гидрокарбонатно-натриевая, борная. Минерализация 7,0-10,5 г/дм3. Семена каждой партии проращивали в перечисленных образцах воды и в дистилляте (контроль).

Таблица 1. Химический состав исследуемых образцов воды (гм/дм3) Оболонская Трускавецкая Миргородская Поляна Купель (Минерализация – (Минерализация - (Минерализация (Минерализация не указана) 0,3-0,6 г/дм3) 2,5-3,5 г/дм3) 7,0-10,5 г/дм3) HCO3 - 300-500; HCO3 - 150-300 Гидрокарбонаты - 150- HCO3 - 4500450 7000 Сульфаты SO4 Сульфаты SO4 -  Сульфаты SO4 -  Сульфаты SO4 - 50-250; 50; 100;  25; Хлориды Cl - 200Хлориды Cl  Хлориды Cl -  50 Хлориды Cl - 1000-2500 600 50. Кальций Ca - 40- Кальций Ca Кальций Ca - 50-  Кальций Ca - 30-200; 100; 125 100; Mg - 10-60; Mg -  50; Mg -  50; Mg -  50 (Na+K) - 20-100 Na+K - < 50 Na+K - 600-1200 Na+K 20002800 Специфический компонент H3BO3 - 100-250

Согласно данным, приведенным в таблице 2, вода с разным химическим составом по-разному воздействует на всхожесть семян. При этом, можна проследить, что это воздействие зависит от возраста семян. Наиболее выраженное неоднозначное влияние наблюдается у семян наиболее молодых, всхожесть которого в контроле – 80%. Если в «Оболонской » и «Трускавецкой» водах всхожесть семян существенно не изменилась, то в «Поляна Купель» и «Миргородской», наоборот, наблюдали статистически значимое снижение всхожести, соответственно на 15% и 18%. Таблица 2. Влияние условий проращивания на всхожесть семян Allium fistulosum L. разного возраста Возраст семян 1-го года 2-го года 3-го года 4-го года 5-го года 6-го хранения хранения хранения хранения хранения года хранен ия Вариант опыта Всхожесть,% Дистиллят 384,85 784,14 434,95 374,83 394,88 384,85 Оболонская 414,92 574,95 444,96 414,92 584,94 564,96 Трускавецкая 374,83 684,66 404,90 374,83 564,96 724,49 Поляна Купель 334,70 674,70 294,54 334,70 644,80 654,77 Миргородская 354,77 574,95 434,95 354,77 624,85 614,88

Всхожесть – один из показателей жизнеспособности семян. Снижение её с временем указывает на уменьшение жизнеспособности семян, что в свою очередь является одним из критериев старения [8]. Наши результаты показывают что в течение 1-го и 2-го года хранения жизнеспособность семян (по критерию всхожести) находится ещё на достаточно высоком уровне. И, очевидно, нет необходимости в поступлении дополнительных веществ для

нормального течения метаболизма и обеспечения всхожести семян на должном уровне. Одним из объяснений замедления всхожести молодых семян в такой воде, как «Оболонская», «Поляна Купель» и «Миргородская», может быть так называемая физиологичность концентраций – явление, которое рассматривается в литературе, однако детальное объяснение его механизмов ещё далеко до завершения [1]. Так же, как и вещества с антимутагенной активностью в определенных концентрациях являются мутагенами, повышение концентрации солей (табл. 1), в сравнении с дистиллятом, вызывает нарушения в ходе метаболизма, что и отражается на жизнеспособности семян. В течение 3-го и 4-го годов хранения у семян, очевидно, уменьшается содержание определенных (необходимых для достаточной жизнеспособности) веществ, поступление которых со всех исследованных образцов воды способствует повышению всхожести (табл.2 выделено жирным шрифтом). По таблице химического состава воды трудно сделать вывод о том, какие именно из имеющихся в исследованных водах минеральные вещества повышают жизнеспособность семян. Однако можно утверждать, что общая высокая минерализация воды «Поляна Купель» (за счет ниличия специфического компонента, борной кислоти, который отсутвует в других источниках воды, и высокой, в 10-20 раз сравнительно с другими водами, концентрации гидрокарбонатов) губительно воздействует на семена. Поступление необходимых для жизнедеятельности семян веществ на 5-м и 6-м годах хранения для повышения всхожести уже недостаточно, как количественно, так, возможно, и качественно. Поэтому мы и не наблюдали стимулирующего эффекта. Таблица 3. Влияние условий проращивания на образование хромосомных аберраций в семенах Allium fistulosum L. разного возраста

Возраст семян (год хранения) 1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й

дистиллят

2,010,81 27,403,28 24,871,81 24,242,48 47,784,70 51,856,80

оболонская

трускавецкая

миргородска я

4,910,99 25,272,01 47,672,55 18,271,86 60,003,55 49,027,07

0,640,36 22,882,36 22,792,25 22,862,05 59,183,51 27,275,46

1,290,46 6,31,17 10,371,46 32,632,28 37,014,28 45,84,35

Как видно по данным таблицы 3, с возрастом семян частота аберрантных анафаз в них под воздействием воды «Оболонская» повышается. Однако, в уже немолодых семенах имеет место низкое значение частоты аберрантных анафаз, что статистически отличается от такого в контроле. Статистически значимо уменьшился уровень аберраций под воздействием воды «Трускавецкая» у семян достаточно старого возраста – на 6-м году хранения. Для остальных вариантов существенных изменений не наблюдали. Влияние воды «Миргородская» особенно неоднозначно. Если в молодых семенах (1-й год 28

хранения) воздействие не наблюдается, то у семян 2-го года хранения частота аберрантных анафаз заметно снизилась – более чем в 4 раза. Таким образом, активное воздействие на хромосомных материал семян батуна оказывали воды «Оболонская» и «Миргородская». Однако, активность этих образцов воды разнонаправленная. Если «Оболонская» в большем колличестве партий семян в зависимости от возраста, повышала частоту аберрантных анафаз (семена 1-го, 3-го и 5-го лет хранения), то «Миргородская» преимущественно уменшала образование хромосомных аберраций (семена 2-го, 3-го и 5-го лет хранения). Самое незначительное воздействие на образование хромосомных аберраций оказывала вода «Трускавецкая». Только у семян 6-го года хранения выявлено статистически значимое снижение уровня хромосомных аберраций. Влияние химического состава воды на образование хромосомных аберраций можно объяснить прежде всего тем, что важная роль в мутагенезе принадлежит метаболизму. На этом постулате настаивал еще в 1933 году М.С.Навашин [7] и полученные нами результаты так же свидетельствуют в пользу этого. Если в возрастном увеличении частоты аберантных анафаз значительную роль играют аутомутагены [2;8], то и образование аутомутагенов (а это метаболиты имеющие мутагенную активность) в свою очередь так же связано с метаболизмом. Уменьшение жизнеспособности семян при хранении демонстрирует потерю семенами веществ, необходимых для нормального процесса метаболизма. Трудно сказать, каких именно, но поскольку дистиллят не является источником поступления минеральных солей, то те отличия во всхожести семян и образовании хромосомных аберраций, которые наблюдаються при его прорастании в воде минеральных источников, а особенно в «Миргородской», можно объяснить минеральным составом этой воды. Хромосомы батуна достаточно чувствительны к внешним воздействиям, даже в молодом возрасте, когда жизнеспособность семян ещё высокая. Следовательно, химический состав воды имеет значение как для всхожести семян батуна (Allium fistulosum L.), так и для стабильности его хромосом. В пользу высказывания о том, что важная роль в мутагенезе принадлежит метаболизму, свидетельствуют публикации по вопросу ускорения темпов мутационного процесса со временем. Так называемое ускоренное старение (по критерию наличия хромосомных аберраций) наблюдали на видах Crepis Е.М.Протопопова, С.М.Навашин [9; 7], на Allium fistulosum L. – Н.И.Орлова [8] П.Г.Шкварников и ряд других исследователей. Семена для этого нужно было выдержать определенное время при повышенной температуре. Эффект «ускоренного старения», который наблюдается при этом, объясняли ускорением метаболических реакций, в результате чего скорость нарушений хромосомного материала доминировала над скоростью репаративных процессов и происходило накопление потенциальных изменений, которые при прорастании семян реализовывались в аберрации хромосом.

Модифицировав условия опыта, далее мы исследовали воздействие пониженной температуры хранения на семена разного возраста и дополнительного воздейстия на них, показавшей наиболее значимые различия по критерию всхожести и воздейстию на процес образования хромосомных аберраций, минеральной воды «Миргородская». Ранее было показано, что хранение семян батуна при пониженной температуре (в холодильнике 4-9 °С) способствовало не только сохранению жизнеспособности после 6-ти лет хранения, но и препятствовало развитию хромосомной нестабильности [6]. Так, если при лабораторном хранеии (температура 14-18 °С, в зависимости от времени года) частота аберрантных анафаз в семенах возросла от 2% в молодых до 80% через 6 лет хранения, то в семенах хранившихся в холодильнике частота аберрантных анафаз оставалась на уровне молодых семян – 2-4%. Данные анализа выявления хромосомных аберраций у семян батуна при проращивании в дистилляте приведены на рис.1. 100

лабор

ЧАА,%

Мін води дист лаб хол

холод

52,7

60 41,6

40 22,8 16,5

20 2,9 2,1

3,7 4,5

20 4,2

0 3 вік, роки

Рис 1. Контрольное значение частоты аберрантных анафаз в меристеме проростков батуна из семян разного срока хранения при разном температурном режиме.

В общем, с увеличением возраста семян частота аберрантных анафаз увеличивается. Как видно из рисунка, в семенах 1,2 и 5 лет хранения в холодильнике частота аберрантных анафаз оставалась на уровне молодых семян. В семенах 3-го и 4-го годов хранения частота аберрантных анафаз выше уровня молодых, но статистически достоверно ниже такового в семенах лабораторного хранения. Следует отметить, что семена 3-го и 4-го годов хранения помещены в холодильник уже не молодыми, а на более позднем сроке хранения в лаборатории, чем и объясняются повышенные значения частоты аберрантных анафаз [11; 3]. Частота аберрантных анафаз зависит от возраста семян на момент помещения в холодильник и остается в основном на исходном уровне. Следующим этапом данного исследования было изучение влияния минерального состава воды «Миргородская» на температурно модифицированную возрастную динамику хромосомной нестабильности в семенах батуна. На рисунке 2 (а,б) можно видеть значительное понижение частоты аберрантных анафаз в семенах 4-го года хранения и повышение в семенах 3-го

года хранения согласуется с выводом о критическом периоде в жизни семян [5; 4]. дист 100

100

Мін води лабор дист миргор

Миргор

Мін води холод дист миргор

дист Миргор

52,750,7

60 33,8

40 20

22,8 2,9 1,6

3,7 5,3

41,6 19,3

60 40 20

16,5

20 2,1 1,5

4,5 2

15,3

8,1

4,2 2,8

а)

ЧАА,%

ЧАА, %

3 вік, роки

вік, роки

б)

Рис. 2. Влияние минерального состава воды «Миргородская» на хромосомную нестабильность семян батуна разного температурного хранения (а – лаборатория; б холодильник).

Воздействие минерального состава воды «Миргородская» на семена лабораторного хранения позволяет частоте аберрантных анафаз оставаться на уровне контроля. Одновременное воздействие сниженных значений температуры при хранения семян батуна и минерального состава воды приводят к сохранению у них уровня хромосомной нестабильности на уровне молодых семян. Так, при лабораторном хранении хромосомная нестабильность находится на уровне 80%, а в условиях холодильника она сохраняется на уровне 2%. Таким образом в результате исследования выявлено, что химический состав воды имеет значение как для жизнедеятельности семян, так и для стабильности их хромосом. Среди всех исследованных образцов воды «Миргородская» наиболее эффективно уменшает образование хромосомных аберраций. Хромосомная нестабильность семян батуна находится в прямой зависимости от температурных услових хранения семян и может быть модифицирована воздейстием минерального состава воды.

1. 2.

Список использованной литературы Алекперов У.К. Антимутагенез.- Москва "Наука"- 1984 - 156 с. Дубинин Н.П., Щербаков В.К., Дубинина Л.Г., Кеслер Г.Н. Цитологический анализ естественного мутационного процесса //Цитология,1965. –Т.7. –С.72-78. Лазаренко Л.М. Безруков В.Ф. Вплив температури зберігання насіння на утворення хромосомних аберацій в меристемних клітинах проростків батуна // Фактори експериментальної еволюції організмів. Збірник наукових праць. Том 8. – Київ: Логос, 2010. – с. 382-387 Лазаренко Л.М. Безруков В.Ф., Олефіренко В.В Порогова концентрація аутомутагенів у насінні батуна (Allium fistulosum L)//Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології // Збірник накових праць ІХ з»їзду УТГіС. Том 3. – Київ: Логос, 2012. – С.: 131-136

5. Л.М.Лазаренко, В.Ф. Безруков Динамика хромосомной нестабильности батуна (Allium fistulosum L.): гамма-облучение семян разного срока хранения // Цитология и генетика, 2006. - №4. – С.: 39-44. 6. Л.М.Лазаренко, В.Ф. Безруков Динамика хромосомной нестабильности батуна (Allium fistulosum L.): влияние температуры хранения семян.//Цитология и генетика, 2008. - №5. – С.: 54-60. 7. Навашин М.С. Природа и причины мутаций. В кн. : Проблемы кардиологии и цитогенетики в исследованиях на видах Crepis. М. Наука, 1985. – с. 237 –292 8. Орлова Н.Н. Естественный мутационный процесс в семенах при их хранении. // Успехи современной генетики.– М.: Наука. –Т.4. – 1972. – С.206-228. 9. Протопопова Е.М., Багрова А.М., Шапиро Н.И. Возможность выявления потенциальных нарушений структуры хромосом в семенах Crepis capillaris и Crepis tectorum // Генетика. – 1974. – Т.10, №2. – С.: 48-52. 10. Grant W.F. The present status of higher plant bioassays for the detection of environmental mutagens. // Mutation Research. – 1994. – V.310. – P.175-185. 11. L.M.Lazarenko, V.F.Bezrukov Age related denamics of chromosomal instability of welsh onion (Allium fistulosum L.) and its modification by temperature of storing // XX international congress of genetics. Berlin, July 1217, 2008.- Abstract book, Berlin, 2008. - P.: 67

Получение рекомбинантных аденовирусов, ко-экспрессирующих проангиогенные факторы Черенкова Екатерина Евгеньевна, аспирант кафедры генетики КФУ, младший научный сотрудник отдела генных и клеточных технологий НОЦ фармацевтики КФУ Казанский (Приволжский) федеральный университет В данной работе рассматривается получение рекомбинантных аденовирусов, ко-экспрессирующих белки сосудистого эндотелиального фактора роста VEGF и основного фактора роста фибробластов FGF2. Проблема одновременной экспрессии нескольких генов, равно как и поиск оптимального вектора переносчика является ключевой в генно-терапевтических работах. Оптимальным решением стали 2А-пептидные последовательности вируса ящура: данная стратегия особенно привлекательна, так как малый размер 2Апептидных последовательностей позволяет значительно сэкономить генетическую информацию, одновременно обеспечивая хороший выход обоих белков. Ключевые слова: аденовирусы, сосудистый эндотелиальный фактор роста, 2А – пептидные последовательности, основной фактор роста фибробластов, технология Gateway-клонирования Одной из ключевых задач разработки «инструментов» для генной терапии является создание экспрессионных генетических конструкций, обеспечивающих перенос рекомбинантных генов в целевые клетки ex vivo (in vitro) и in vivo. В используемой нами системе белки соединяются при помощи само-синтезированного пептида или CHYSEL (цис-активирующий элемент гидролаз, cis-acting hydrolase element), встроенного в рамку, которые в дальнейшем претерпевают ко-трансляционное саморасщепление. В ходе трансляции с одной мРНК синтезируются 2 белка. В данном случае инициация трансляции происходит один раз: гены и цис-активирующий элемент соединяются в одной рамке считывания. Предложенная модель - это так называемый скачок в синтезе одной определенной пептидной связи (Gly-Pro) на С-конце последовательности цис-активного элемента [1]. Данная котрансляционная активность была впервые открыта в 2А пептиде вируса ящура, принадлежащего к группе пикорновирусов [2-3]. Главными преимуществами данной модели являются небольшой размер цис-активного элемента гидролаз по сравнению с внутренними промоторами и IRES, и гарантированная коэкспрессия обоих генов. Целью работы стало получение рекомбинантных аденовирусов, кодирующих белки сосудистого эндотелиального фактора роста vegf165 и основного фактора роста фибробластов fgf2, соединенных через 2А пептидную последовательность. Применение технологии Gateway клонирования позволяет быстро и эффективно проводить субклонирование с сохранением ориентации открытой рамки считывания в различные экспрессионные векторы для

дальнейших исследований по функциональному анализу экспрессии генов и белков. Cистема Gateway клонирования основана на сайт-специфической рекомбинации бактериофага лямбда, которая происходит между специфическими последовательностями ДНК в пределах очень коротких участков гомологии, обычно 15-30 п.н. Применение сайт-специфической рекомбинации позволяет избежать многочисленных ферментативных реакций и стадий очистки промежуточных продуктов гидролиза ДНК, характерных для систем рестрикции-лигации. Первоначально проводили интересующего нас участка ДНК с присоединением 2А-пептидной фуриносодержащей последовательности. асимметричную ПЦР-амплификацию с иема. Введение att-сайтов для последующего субклонирования в промежуточный вектор pDONR221 (Invitrogen) осуществлялось методом ПЦР с использованием геноспецифичных и адаптерных праймеров. BP– рекомбинацию проводили по стандартному протоколу, предложенному компанией Invitrogen, с последующей трансформацией в компетентные клетки E. coli Top 10. Для создания экспрессионных конструкций проводили LR-рекомбинацию из плазмиды pDONR-VEGF165-FuP2a-FGF2 в аденовирусную систему pAd/CMV/V5-Dest (Invitrogen). Генетическую модификацию клеток HEK293A экспрессионной конструкцией pAd-VEGF165-FuP2A-FGF2 проводили с использованием трансфецирующего реагента Turbofect in vitro (Fermentas, Канада). Через 48 часов оценивали экспрессию рекомбинантных белков методом иммунофлуоресцентного анализа с использованием вторичных антител, конъюгированных с флуоресцентной меткой. Показано, что клетки НЕК293А, модифицированные рекомбинантными плазмидами со вставками генов fgf2 и vegf165, специфично реагируют с первичными антителами против основного фактора роста фибробластов и сосудистого эндотелиального фактора роста. На первом этапе получения рекомбинантного аденовируса кольцевую плазмиду pAd со вставкой интересующих генов перевели в линейную форму с помощью рестрикционного расщепления эндонуклеазой PacI. Расщепление вектора способствует взаимодействию левого и правого инвертированных повторов (англ. ITRs – inverted terminal repeats) и удалению бактериальных последовательностей (участка начала репликации pUC и гена резистентности к ампициллину). Упаковка и репликация рекомбинантного аденовируса происходит в клетках линии HEK293A, содержащие Е1-участок, удаленный в рекомбинантных аденовирусных векторах. Таким образом, делеция Е1-области обеспечивает место для трансгенной вставки и блокирует репликацию вируса. Через 72 часа после трансфекции очищенными рекомбинантными плазмидами были зафиксированы первые признаки цитопатического эффекта, характеризующегося характерными изменением морфологии клеток, принимающих округлую форму. Таким образом, с использованием системы клонирования Gateway получен рекомбинантный аденовирус, ко-экспрессирующий гены vegf165 и fgf2. Подтверждённая эффективность трансдукции клеток аденовирусным вектором

и экспрессия терапевтических генов позволяют начать доклинические испытания полученных генетических конструкций в генной и генно-клеточной терапии нейродегенеративных и ишемических заболеваний человека. Список использованной литературы 1. Donnelly M.L., Hughes L.E. et al. The 'cleavage' activities of foot-and-mouth disease virus 2A site-directed mutants and naturally occurring '2A-like' sequences / M.L. Donnelly, L.E. Hughes et al. // The journal of general virology. – 2001. – Vol. 82(5):P. 1027-1041. 2. Ryan M. D., King A. M., et al. Cleavage of foot-and-mouth disease virus polyprotein is mediated by residues located within a 19 amino acid sequence / M.D. Ryan, A.M. King et al. // The journal of general virology. – 1991. – Vol. 72 (11): P.2727-2732. 3. Ryan M. D. and Drew J. Foot-and-mouth disease virus 2A oligopeptide mediated cleavage of an artificial polyprotein / M.D. Ryan, J. Drew // EMBO Journal. – 1991. – Vol. 13(4):P.928-933.

*За заявкою автоа, доступ до статті обмежено * По заявке автора, доступ к саттье ограничен

Индивидуальная чувствительность самцов и самок белых крыс с разным уровнем активности к блокирования рецепторов половых гормонов Арчибасова А.В., Чугунова А.Э., Скоропадская А.Н., Донецкий национальный университет Общеизвестным является тот факт, что половые гормоны обладают нейромодуляторным эффектом в отношении некоторых медиаторов в ЦНС [2, с.45-53; 4, с. 71-78; 6, с. 12-21; 7, с. 29-34]. А поскольку благодаря балансу ряда нейромедиаторных систем мозга, индивид обладает определенным психоэмоциональным профилем, то очевидно, что нарушение обмена половых гормонов может привести к различному комплексу расстройств (например, тревожных и депрессивных) в этой области [3, с. 28-34; 5, с. 4-11]. В связи с широким применением различных препаратов, модулирующих тем или иным образом гормональный статус мужчин и женщин, представляется актуальным исследование влияния данных гормональных систем на психоэмоциональное состояние индивида. Целью исследования является установление характера влияния блокирования рецепторов половых гормонов у самцов и самок белых крыс с исходно различным уровнем активности на проявления некоторых психоэмоциональных показателей. Материалы и методы. Эксперимент был проведен на 80 беспородных лабораторных крысах (40 самок и 40 самцов). Поведенческую активность устанавливали в условиях теста продырявленное поле (ПП), маркерным показателем в котором служит исследовательская активность (ИА, суммарное количество вертикальных стоек и заглядываний в отверстия-норки); кроме того, в условиях ПП устанавливали уровень двигательной активности (ДА) как общее количество пересеченных квадратов [7, с. 29-34]. Тревожность определяли в условиях тесте приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ) по общему времени пребывания на открытом пространстве лабиринта [3, с. 28-34]. Депрессивность и эмоциональность крыс оценивали в тесте Порсолта путем подсчета общего времени неподвижности и количества фекальных болюсов, соответственно [8, с. 5359]. После контрольного (исходного) тестирования самки и самцы по сигмальному отклонению были разделены на три подгруппы, согласно выраженности у них исследовательского поведения в продырявленном поле. На следующей стадии эксперимента проводилось блокирование рецепторов половых гормонов у животных, после чего крысы проходили повторное тестирование в условиях указанных выше тестов. Блокирование рецепторов андрогенов у самцов проводили путем подкожных инъекций андрофарма (ОАО «Фармак», Украина) в дозе 150 мг/кг в течение 14 дней [5, с. 4-11]. Блокирование рецепторов эстрогенов у самок проводили путем подкожных инъекций тамоксифена (ООО «Фармацевтическая компания «Здоровье», Украина) в дозе 10 мг/кг в течение 14 дней [3, с. 28-34]. Первичные экспериментальные данные обрабатывались с помощью общепринятых методов математической статистики. Разделение исследуемых

популяции животных на подгруппы с различным уровнем депрессивности проводилось по сигмальному отклонению. Для оценки достоверности различий между результатами контрольных исследований и для оценки достоверности отличий между опытными и контрольными данными использовался U-критерий Манна-Уитни. Математическая обработка материала проводилась с помощью пакета программ STATISTIKA 6.0 и Excel. Результаты и их обсуждение. Согласно результатам контрольного (исходного) тестирования в продырявленном поле исходные группы животных разделились на подгруппы с разным уровнем исследовательской активности следующим образом: низкий уровень активности (УА) был показан 35% самок и 30% самцов, средний – 40% и 35% самок и самцов соответственно, высокий – 25% от общего числа самок и 35% от общего числа самок самцов. Психоэмоциональный профиль самцов и самок крыс, различающихся по уровню исследовательской активности в продырявленном поле в исходных условиях представлен в таблице 1. Таблица 1. Психоэмоциональный профиль самок (n=40) и самцов (n=40) с разным уровнем активности в продырявленном поле (контроль), ( Х  m )

Поведенческие показатели Исследовательская активность Двигательная активность Общее время пребывания на открытом пространстве лабиринта, с Суммарное время неподвижности в тесте Порсолта, с Уровень эмоциональности

Пол ♀ ♂ ♀ ♂ ♀

Уровень активности низкий высокий средний 4,4±0,79## 15,4±1,15 24,2±2,01#●● 4,7±1,09# 12,6±0,92 19,0±0,85#●● 9,4±2,36## 25,3±3,11 27,8±1,40●● # 8,2±1,09 14,0±1,19 25,1±2,18#●● 134,6±20,64# 208,6±15,34 222,6±19,35●

♂

76,3±25,13

51,6±2,65

22,5±9,28#

♀

21,7±3,20

27,1±4,25

26,2±5,34

♂

17,0±2,77

27,3±6,59

24,7±4,73

♀ ♂

3,8±0,73 5,3±0,49

4,0±1,0 4,7±0,81

0,8±0,22##● 5,4±0,48

Примечание: #, ## – различия статистически значимы (р<0,05) и (р<0,01) соответственно в сравнении показателей условного контроля (средний уровень активности) с группами высокого и низкого уровней активности; ●, ●● – различия статистически значимы (р<0,05) и (р<0,01) соответственно при сравнении показателей группы с крайними типами выраженности активности.

Как видно из данных, представленных в таблице, у средне- и высокоактивных в исходных условиях самок уровень выраженности двигательной активности не отличается. У самцов же данный показатель четко коррелирует с уровнем исследовательской активности. Обращает на себя внимание тот факт, что уровень депрессивности обоих полов, устанавливаемый в тесте Порсолта, одинаков у всех животных не зависимо от исходного уровня

их активности. Аналогичным образом, не различаются по уровню эмоциональности самцы разных подгрупп. Однако, выявлено, что исходно низкоактивным самкам и высокоактивным самцам свойственна большая тревожность, нежели другим подгруппам крыс, а исходно высокоактивным самкам – меньшая эмоциональность. На следующем этапе исследования устанавливалась степень влияния блокирования рецепторов андрогенов у самцов и эстрогенов у самок на выраженность некоторых психоэмоциональных характеристик у крыс с исходно разным уровнем активности. Так, установлено, что блокирование рецепторов половых гормонов привело к угнетению проявлений как исследовательской, так и двигательной активности у высокотревожных самок и самцов в среднем на 60-67% (p<0,01) в случае с ИА и 50-58% (p<0,01) в случае с ДА (граф. 1, 2). Антиэстрогенное воздействие тамоксифена у самок с исходно средним уровнем активности привело к аналогичному эффекту – значительному сокращению проявлений поведенческой активности (на 85-90%, p<0,01). У самцов же этой подгруппы блокирование рецепторов андрогенов привело к увеличению двигательной активности. Исходно низкоактивные крысы чувствительности к данным фармакологическим воздействиям в условиях продырявленного поля не проявили. График 1. Характер влияния тамоксифена на исследовательскую (А) и двигательную (Б) активность самок в продырявленном поле А контроль тамоксифен

25 20 15 ** 10 5

Количество пересеченных квадратов

Количество поведенческих актов

Б контроль тамоксифен

30 25 20

15 10

** 5 0

низкий средний высокий Уровень активности в контроле

Примечание: *, ** – различия статистически значимы (р<0,05) и (р<0,01) соответственно при сравнении с исходными показателями .

Относительно влияния блокирования рецепторов половых гормонов на показатель тревожности крыс в приподнятом крестообразном лабиринте, 41

отличающихся по исходному уровню активности, установлено следующее. Антиэстрогенное действие тамоксифена оказало анксиогенный эффект на высокоактивных самок: время пребывания на открытом пространстве у крыс данной подгруппы сократилось на 63,6% (p<0,01) относительно исходных значнений (граф. 3, А). На тревожность самок остальных подгрупп тамоксифен не повлиял. У самцов же блокирование рецепторов половых гормонов оказало анксиолитический эффект, проявившийся в увеличении маркерного показателя ПКЛ на 143,8% (p<0,01) и 700% (p<0,01) у средне- и высокоактивных крыс соответственно (граф. 3, Б). Ярко выраженный депрессогенный эффект блокирования рецепторов эстрогенов был выявлен у самок всех исходных подгрупп активности в условиях теста Порсолта (граф. 4, А): увеличение показателя депрессивности составило в среднем от 55 до 70% (p<0,05). На депрессивный статус самцов андрофарм оказал антидепрессивный эффект, однако достоверными эти изменения не оказались (граф. 4, Б). График 2. Характер влияния андрофарма на исследовательскую (А) и двигательную (Б) активность самцов в продырявленном поле. 30

А контроль

андрофарм

15 10

Количество пересеченных квадратов

Количество поведенческих актов

Б контроль андрофарм

20 15

10 5 0

0 низкий средний высокий Уровень активности в контроле

низкий средний высокий Уровень активности в контроле

300

контроль

тамоксифен

250 200 150 **

100 50

Время пребывания в открытом пространстве лабиринта, с

График 3. Характер влияния блокирования рецепторов половых гормонов на время пребывания на открытом пространстве самок (А) и самцов (Б) в приподнятом крестообразном лабиринте. 250

Б контроль

андрофарм

200

** **

150 100 50 0

низкий средний высокий Уровень активности в контроле

Примечание: ** – различия статистически значимы (р<0,01) при сравнении с исходными показателями . График 4. Характер влияния блокирования рецепторов половых гормонов на показатель депрессивности самок (А) и самцов (Б) в тесте Порсолта.

А контроль

тамоксифен

* 40 30 20 10 0

Время неподвижности в тесте Порсолта, с

контроль

андрофарм

30 25 20 15 10 5 0

низкий средний высокий Уровень активности в контроле

Примечание: * – различия статистически значимы (р<0,05) при сравнении с исходными показателями .

График 5. Характер влияния блокирования рецепторов половых гормонов на показатель эмоциональности самок (А) и самцов (Б) в тесте Порсолта.

А контроль

тамоксифен

5 4

3 2 1 0 низкий средний высокий Уровень активности в контроле

Количество фекальных болюсов

контроль

андрофарм

6 5 4

3 2 1 0 низкий средний высокий Уровень активности в контроле

Примечание: * – различия статистически значимы (р<0,05) при сравнении с исходными показателями .

Характер влияния тамоксифена на самок и андрофарма на самцов представлен на графике 5. Очевидно, что тамоксифен оказал влияние на эмоциональность только высокоактивных в контроле самок в сторону ее увеличения (в 3,8 раз, p<0,05); действие андрофарма же привело к угнетению проявлений данного показателя на треть (p<0,05) у исходно низкоактивных самцов. Выводы: 1. Результаты исходного тестирования исследуемых животных в тесте продырявленное поле позволили выделить среди однородной популяции крыс животных, отличающихся по уровню активности. Учитывая, что экспериментальные животные с момента рождения содержались в одинаковых условиях и получали одинаковую пищу, проведенные эксперименты позволили сделать вывод, что такой психоэмоциональный показатель как уровень активности является генетически детерминированным. 2. Животные, отличающиеся по исходному уровню активности не отличаются по уровню депрессивности. 3. Самки и самцы с исходно низким уровнем активности не проявляют чувствительности к блокированию эстрогеновых и андрогеновых рецепторов соответственно. 4. Избирательное блокирование рецепторов эстрогенов у самок оказывает депрессогенный эффект на животных не зависимо от исходного уровня их поведенческой активности. Избирательное блокирование рецепторов

андрогенов у самцов оказывает анксиолитический эффект на животных не зависимо от исходного уровня их поведенческой активности.

1. 2. 3.

4. 5.

7. 8.

Литература Амстиславская Т.Г. Половая активация самцов: поведение и гормональный ответ / Бюллетель СО РАН – 2003 – №3 С. 112-114. Бабичев В.Н. Влияние эстрогенов на центральную нервную систему / Вестн. Рос.АМН – 2005 – № 6 С. 45-53. Казакова С. Б. Влияние тамоксифена на тревожность у интактных и овариоэктомированных самок крыс / Экспер. и клинич. фармакология – 2007 – № 5 С. 28-34. Караева Е.Н. Новые аспекты действия эстрогенов / Экспер. и клинич. фармакология – 2003 – № 4 С. 71-78. Резников А.Г. Блокаторы рецепторов андрогенов и их применение в биологии и медицине / Досягнення біології та медицини – 2004 – № 1 С. 4-11. Сапронов Н.С. Взаимодействие нервных и гормональных факторов в реализации высших функций мозга / Мед.академич. журн. – 2008 – Т. 8, № 1 С. 12-21. Сапронов Н.С. Половые гормоны и поведенческие реакции. / Вестник Рос. АМ. – 2001 – № 12 С. 29-34. Porsolt R. D. Animal models of depression. Utility for transgenic research // Rev. Neurosci – 2000 – №11 Р. 53-59.

Здоров‘я нації – вінець діяльності науковців Національного університету харчових технологій Сімахіна Галина Олександрівна д.т.н., професор, завідувач кафедри технології оздоровчих продуктів Стеценко Наталія Олександрівна к.х.н., доцент кафедри технології оздоровчих продуктів Національного університету харчових технологій Харчування належить до найважливiших чинникiв довкiлля i протягом усього життя впливає на органiзм людини. Без їжi немає кар‘єри, духовного самовдосконалення, творчого зросту. Без їжi взагалі нiчого немає. Харчовi сполуки, перетворюючись у процесi метаболiзму на структурнi та функцiональнi елементи клiтин живого органiзму, забезпечують фiзичну й розумову працездатнiсть, визначають стан здоров‘я i тривалiсть життя. Прiоритетним у розвитку сучасної харчової промисловостi, як науки, так i практики, є те, що вперше об’єктом дiяльностi харчовикiв є здоров’я людини та пiдвищення якостi її життя. Сучасна медицина орiєнтована на хворих людей, а профiлактичною роботою, здоров’ям здорових практично нiхто не займається. І про це дуже влучно сказав свого часу академiк Микола Амосов: “Сучасна медицина не лише не може зробити людину здоровою. Вона навiть не може навчити її бути здоровою”. Тому в нинiшнiй час перед харчовою промисловiстю Украни постало нове, невластиве їй ранiше завдання – не просто збiльшити обсяг виробництва традицiйних продовольчих товарiв, а забезпечити всi верстви населення доступними оздоровчими продуктами. Експерти Всесвiтньої органiзацiї охорони здоров’я за результатами десятирічних досліджень констатували факт, що стан здоров‘я людини на 50% залежить від способу її життя, а основною складовою цього чинника є структура і якість харчування, оскiльки лише продукцiя харчової промисловостi безпосередньо впливає на внутрiшнє середовище живого органiзму. Тому саме харчова iндустрiя сьогоднi перетворюється на важливу складову охорони здоров’я й посiдає особливе мiсце у сферi iнтелектуалъної та виробничої дiяльностi людини. Другою важливою тенденцією у розвитку сучасної харчової iндустрiї є встановлена науковцями Національного університету харчових технологій та інших організацій можливість надати практично всім традицiйним харчовим продуктам оздоровчих, профiлактичних, лiкувальних властивостей, завдяки використанню новiтнiх технологiй перероблення сiльськогосподарської та лікарської сировини, а також збагачення бiологiчно активними iнгредiєнтами харчових продуктiв.

Цi двi тенденцiї неможливо реалiзувати без вiдповiдних кадрiв. Сучасна харчова індустрiя потребує висококвалiфiкованих фахiвцiв нового покоління, однаково компетентних у конструюваннi, розробленнi, виробництвi та використаннi оздоровчих продуктiв, а також у сучасних досягненнях медицини про аліментарні хвороби та заходи їх профілактики. Пiдготовку саме таких фахiвцiв, які поєднують різні потоки знань, усю багатоманiтнiсть функцiй, структур i зв’язкiв триєдиної системи «людина – харчування – здоров’я», уперше в Україні розпочав Нацiональний унiверситет харчових технологiй (НУХТ) у 1999 році. НУХТ за багатьма позиціями є першим. 30 серпня 2014 року виповнюється сто тридцять років із часу його заснування – одного з найстаріших навчальних закладів нашої країни, що готує фахівців для всіх галузей харчової та переробної промисловості. Історія університету – це яскраве відображення економічного розвитку країни, її науково-технічного прогресу, суспільнополітичного та культурного життя. Виникнення спеціалізованого навчального закладу було пов‘язано, з одного боку, з розвитком освіти в Російській імперії, створенням Київського відділення Російського імператорського технічного товариства, а з іншого – необхідністю підготовки інженерно-технічних кадрів вищої і середньої ланки для бурякоцукрового виробництва, галузі, що на той час найбільш інтенсивно розвивалася. На початку 70-х років ХХ століття в структурі навчального закладу функціонувало 8 факультетів: механічний, теплоенергетики і автоматизації харчових виробництв, технології хлібопекарських виробництв, технології бродильних виробництв, технології та обладнання виробництв м’ясної і молочної промисловості, інженерно-економічний та загально-технічний. В 1999 році в університеті вперше в Україні було ліцензовано нову спеціальність «Технологія харчових продуктів оздоровчого та профілактичного призначення» і здійснено перший набір студентів. З цього часу науково-педагогічний колектив кафедри технології оздоровчих продуктів та випускники університету беруть на себе відповідальність за здоров’я української нації і гідно несуть цю високу місію. На початку ХХІ століття Національний університет харчових технологій увійшов до IUFoST – Світової організації з харчової науки і технології. В 2009 році НУХТ прийнято до лав Міжнародної Асоціації Університетів (МАУ). Зараз університет очолює доктор хімічних наук, професор С.В. Іванов. Під його керівництвом у листопаді 2010 року Національний університет харчових технологій став співзасновником корпорації «Науковий парк Київського національного університету ім. Тараса Шевченка». У цьому ж році університет приєднався до Національної інноваційної мережі трансферу технологій NTTN, завданнями якої є передача технологій між науковим і промисловим секторами економіки, а також пошук партнерів для здійснення кооперації в розробленні та впровадженні нових наукомістких технологій. Тоді ж університет став членом

Європейської інтеграції харчових наук та інженерних знань у харчовій галузі (ISEKI-Food Assosiation). Сьогодні Національний університет харчових технологій – провідний вищий заклад, у якому здійснюється підготовка висококваліфікованих фахівців для всіх галузей господарства. Це навчальний заклад із великим науковим потенціалом. Широко відомі в Україні та за її межами 35 наукових шкіл університету за 16 тематичними напрямами наукових досліджень і науковотехнічних розробок. Збагачені сучасним змістом, нині вони тісно пов’язані з науково-технічним прогресом і визначають його пріоритети у галузі харчових технологій, в тому числі у створенні принципово нового напряму – індустрії оздоровчих продуктів. Такі продукти поповнюють нестачу ессенціальних харчових сполук, є ефективним засобом захисту організму людини від негативного біологічного та техногенного впливу довкілля, запобігають передчасному старінню, сприяють активному творчому довголіттю. Регулярне споживання таких продуктів відповідає принципам здорового харчування, вірогідно покращуючи стан здоров’я споживачів та істотно знижуючи ризик виникнення хвороб. Створення iндустрiї здорового харчування в Україні має не лише соцiальний ефект, а й істотні економiчнi переваги. І це є надзвичайно важливим чинником. Адже на сучасному етапi розвитку господарчих механiзмiв, а особливо в умовах економiчної кризи, переваги нової харчової продукцiї, навiть якщо вона має високий соцiальний ефект, можна оцiнити лише розглядаючи її як товар. Аналiз свiтових тенденцiй виробництва та реалiзацiї продукцiї оздоровчого харчування за найрiзноманiтнiшими показниками свiдчить про те, що органiзацiя виробництва оздоровчих продуктiв є економiчно вигiдною. Особливо для України, яка багата на природнi ресурси, потенцiйно придатнi для перероблення на оздоровчi продукти; має гнучку структуру харчової промисловостi; характеризується пiдвищеним попитом на оздоровчi продукти, пов‘язаним із несприятливим екологiчним довкiллям. Бiльш того, обґрунтованою є впевненість, що Україна матиме i досить високi експортнi можливостi такої продукцiї. Одним із напрямів теоретичних та практичних досліджень науковців кафедри технології оздоровчих продуктів Національного університету харчових технологій зі створення нового покоління оздоровчої продукції є розроблення технологій отримання біоантиоксидантів із зеленої маси рослин для захисту біологічних структур від окиснення. В межах проведених досліджень обґрунтовано вибір зеленої маси рослин (культивованих і дикорослих) у якості джерел комплексів природних антиоксидантів, виходячи з їх доведеної здатності підтримувати захисні функції власної антиоксидантної системи організму людини, інгібувати всі етапи вільнорадикальних реакцій, підтримувати незмінність генетичного матеріалу і складових компонентів мембран. Підтверджено доцільність використання біофлавоноїдів як найбільш ефективних антиоксидантів, оскільки: ця група фенольних сполук є досить розповсюдженою і представленою у більшості

рослинних матеріалів у максимальних концентраціях; флавоноїди є найважливішими біорегуляторами рослинного походження, а їх ключовою властивістю є здатність гальмувати розвиток синдрому пероксидації, як основного чинника патогенезу більшості захворювань [1]. В роботі вивчили ступінь вилучення біофлавоноїдів із сировини у водні та у водно-спиртові екстракти, на основі чого провели систематизацію обраних предметів дослідження за кількістю водо- та спирторозчинних біофлавоноїдів, здатних переходити в екстрагенти. Ці результати мають важливе практичне значення, оскільки дають можливість обмежити пошук природних джерел антиоксидантів і цілеспрямовано орієнтуватись на найбільш ефективні. Отримані результати показали, що у водні екстракти можна перевести до третини біофлавоноїдів сировини. Решта цих біологічно активних речовин залишається у шроті. Використання триступеневого водного екстрагування дає незначний приріст біофлавоноїдів у другому та третьому екстрактах. При використанні водно-спиртових розчинів значно підвищується ступінь вилучення біофлавоноїдів в екстракт (наприклад, для трави звіробою цей показник зростає із 52,4% до 85 %). Оптимальним для одноступеневого екстрагування є співвідношення води і спирту 40 : 60. Виявлено ефективність кількаступеневого екстрагування біофлавоноїдів із наростаючим вмістом спирту в екстрагенті – від 20…25% водно-спиртового розчину до 60…70% водно-спиртового розчину. Наукове і практичне значення цих результатів полягає в тому, що вони зумовили доцільність розроблення комплексного безвідходного перероблення рослинної сировини з отриманням концентратів біофлавоноїдів у природному поєднанні з іншими біологічно активними сполуками, які при взаємній присутності посилюють ефект захисної дії організму людини від надмірної кількості вільних радикалів. Основним завданням такого комплексного перероблення є отримання рідких та концентрованих екстрактів із максимальним вмістом усіх біокомпонентів. Виявлено якісні та кількісні зміни складу поліфенольних сполук у ягодах шипшини в процесі їх розвитку та вегетації. Встановлено наявність біотрансформації окремих груп поліфенолів та закономірність зниження вмісту флавонолів від стадії зав’язі до стадії зрілих ягід і наростання концентрації антоціанів. Це може свідчити про той факт, що в процесі дозрівання ягід флавоноли використовуються рослиною на синтез антоціанів. Ці дані є новими, їх наукове і практичне значення полягає в тому, що дає можливість раціонально використати рослинну сировину на якісно новому рівні: з метою отримання комплексу потужних антиоксидантів необхідно працювати з рослинними матеріалами на стадії зав’язі, а з метою вилучення натуральних барвників з підвищеним вмістом антоціанів – на стадії зрілості.

Таблиця 1. Динаміка біотрансформації поліфенольних сполук у ягодах шипшини

Група поліфенольних сполук Флавоноли Катехіни Антоціани Флавоноли Катехіни Антоціани

Довжина хвилі поглинання λmax, нм Стадія зав’язі 250…270; 340…360 270…280 520…540 Стадія зрілих ягід 250…270; 340…360 270…280 520…540

Концентрація поліфенольних сполук, мг% 1096,0 ± 0,002 205,0 ± 0,005 28,0 ± 0,0009 65,0 ± 0,0002 394,0 ± 0,004 548,0 ± 0,05

Досліджено також просторову будову молекул основних біофлавоноїдів – кверцетину та рутину – методами квантової хімії [2]. Виявлено, що просторова будова молекули рутину є більш складною за рахунок наявності радикалу рутинози. Розрахунки енергетичних характеристик молекул біофлавоноїдів показали взаємозв’язок між їх електронною будовою та здатністю вступати в реакції з різними радикалами. Констатований медичними дослідженнями факт більш високої біологічної активності кверцетину є результатом, як показали наші дослідження, існування в молекулі кверцетину додаткової гідроксильної групи, а також більш високих значень електронних зарядів на відповідних атомах оксисену всіх гідроксильних груп. Отримані дані поглиблюють існуючі уявлення про механізми фармакологічної дії біофлавоноїдів, в тому числі антиоксидантної, і розширюють можливості їх використання в харчових технологіях. На основі проведених досліджень розроблено технологію комплексного перероблення лікарської та сільськогосподарської сировини на сухі та згущені концентрати біофлавоноїдів та інших біологічно активних речовин. Отримана за новою технологією продукція є конкурентоспроможною, вона відповідає сучасним критеріям якості та безпеки, і це є важливим чинником членства України у Світовій організації торгівлі. Попит на таку продукцію постійно зростатиме, зважаючи на погіршення екологічної ситуації як в Україні, так і за кордоном. Запропонована технологія дає можливість при мікровитратах досягти макрокористі для споживачів; раціонально і на якісно новому рівні використовувати дешеву рослинну сировину як джерело цінних біокомпонентів, швидко і з високою ефективністю здійснити її комплексне перероблення і отримати за один технологічний цикл два продукти – сухий та згущений концентрати – з високим вмістом біологічно активних речовин – антиоксидантів. До отриманого комплексу входить декілька антиоксидантів (біофлавоноїди, аскорбінова кислота, пірокатехіни, сірковмісні амінокислоти тощо), одні з яких обривають ланцюг вільнорадикального окислення, інші – розкладають перекиси, треті – блокують іони металів. Кожна із сполук комплексу не лише інгібує окислення основної речовини, а й запобігає швидкій 50

витраті інших. У таких складних композиціях легше домогтись гармонізації системи активних та допоміжних сполук, що позитивно впливає на посилення захисних властивостей антиоксидантної системи організму людини. Таким чином, найважливішим досягненням Національного університету харчових технологій за всі роки його існування є колектив університету, який в будь-яких економічних умовах виконує свою роботу – готувати професійні та наукові кадри для харчової промисловості – заради любові до неї, заради задоволення від досягнутої мети, заради іміджу університету, його традицій та перспектив. Основою наукової діяльності в сучасних умовах є формування, розвиток та створення в Україні індустрії здорового харчування. Яскравим прикладом втілення одного із завдань цієї важливої проблеми є розроблена технологія отримання біофлавоноїдів з лікарських рослин, як ефективних антиоксидантів у захисті усіх біологічних структур від надмірних концентрацій вільних радикалів. Список використаної літератури 1. Лапин А.А. Антиоксидантные свойства продуктов растительного происхождения / А.А. Лапин, М.Ф. Бортников, А.П. Карманов // Химия растительного сырья. – 2007. – №2. – С. 79-83. 2. Соловьев М.Е. Компьютерная химия. / М.Е. Соловьев, М.М. Соловьев – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 536 с.

Новий вид хліба з пророщеного зерна пшениці для покращення здоров’я населення України Стеценко Наталія Олександрівна к.х.н., доцент кафедри технології оздоровчих продуктів, Сімахіна Галина Олександрівна д.т.н., професор, завідувач кафедри технології оздоровчих продуктів Національного університету харчових технологій Кльорик Богдана Олександрівна, магістрант ХХІ століття висунуло нові вимоги до харчових продуктів. Підвищення впливу на психологічний стан людей, зниження фізичного навантаження, погіршення екологічного стану, масштабне розширення спектру вживання людьми ліків та антибіотиків погіршують стан здоров’я населення. Для багатьох негативно склались і соціальні чинники, що спричиняє дисбаланс в харчуванні. Це призводить до зменшення загальної маси продуктів в раціоні і одночасно до зниження кількості біологічно активних речовин в споживаній їжі. Більшість так званих «хвороб цивілізації» (діабет, алергія, серцево-судинні захворювання, гіпертонія, ожиріння, онкологічні захворювання, атеросклероз тощо) є аліментарно залежними і можуть корегуватися відповідними змінами в раціоні харчування. Стає очевидною необхідність підвищення неспецифічних і захисних функцій їжі з метою адаптації людини до таких чинників щоденного життя, як зростаюче забруднення зовнішнього середовища і постійний психологічний стрес. В результаті цього людство направило всі зусилля на повернення традиційним продуктам їх первинної якості, а також на розроблення нових оздоровчих та функціональних харчових продуктів, збагачених біологічно активними речовинами. До функціональних харчових продуктів відносяться всі харчові продукти, які мають доведений позитивний вплив на здоров'я людини та сприяють профілактиці поширених захворювань, задовольняючи добову потребу в певних нутрієнтах на 10-50%. Основним механізмом профілактичної дії функціональних харчових продуктів є їх позитивний вплив на такі процеси, як підвищення фізичної витривалості й імунітету, поліпшення функціонування травної, серцево-судинної, нервової систем, зростання адаптаційнопристосувальних можливостей організму. Крім поживних харчових речовин, такі продукти містять функціональні інгредієнти, які володіють біологічнопозитивною дією на організм людини, що допомагає адаптуватися до впливу зовнішнього середовища, запобігти виникненню захворювань і попередити передчасне старіння [1]. Розроблення технологій продуктів функціонального призначення в Україні на даний час потребує державної допомоги, створення концепцій і наукових програм в області здорового харчування. Введення їх в країні залежить від рівня розвитку харчової і переробної промисловості, науки і технологій,

широкої роз’яснювальної роботи серед населення, основна мета якої – збереження і підтримка здоров’я нації. Над вирішенням цього завдання плідно працюють науковці Національного університету харчових технологій, зокрема кафедри технології оздоровчих продуктів. Розроблення нових технологій функціональних хлібобулочних виробів є актуальним завданням сьогодення, оскільки саме ці харчові продукти є продуктами масового вжитку, які щоденно входять до раціону всіх верств населення нашої країни незалежно від віку та матеріального стану. Провідні виробники хлібобулочної продукції піклуються сьогодні не просто про неповторність смакових властивостей хліба, а в першу чергу − про збереження в ньому натуральних компонентів, а також про надання йому певних оздоровчих та профілактичних властивостей. Позитивний ефект від вживання таких хлібобулочних виробів забезпечується або введенням в рецептуру необхідних додаткових компонентів, або виключенням небажаних, а також зміною технології їх виготовлення. До нового напряму, що розвивається зараз за кордоном та в Україні, відноситься виробництво хлібобулочних виробів з використанням диспергованого пророщеного зерна жита, пшениці, які відрізняються підвищеним вмістом вітамінів групи В, Е, РР і цінних компонентів цільного зерна: вуглеводів, харчових волокон, амінокислот, жирів, мінеральних речовин (заліза, кальцію, фосфору). Такі вироби рекомендуються для профілактики серцево-судинних захворювань, ожиріння, а також для населення регіонів з підвищеним забрудненням навколишнього середовища. Нами розроблено спосіб виробництва хліба з пророщеного зерна пшениці, збагаченого композицією соняшникового і гарбузового насіння та екстрактом чебрецю, що забезпечує покращення біологічної цінності, вітамінномінерального складу та органолептичних показників хліба. Головна особливість технології хліба з диспергованого пророщеного зерна пшениці полягає в підготовці основної сировини – зерна пшениці, що включає його очищення, сортування, миття, замочування у воді, пророщування і подальше подрібнення. Особливо важливими є стадії замочування і пророщування, адже в момент пророщування в зерні активізуються всі життєві сили, збільшується кількість ферментів, білків, вітамінів, мінеральних речовин. Під час пророщування слід дотримуватися певних температурних оптимумів, оскільки з підвищенням температури понад 30°С або зі зниженням до 0°С зерно втрачає свою життєздатність. Тому ми досліджували вплив температури і тривалості пророщування на характеристики зерна пшениці. Оптимальним вважається пророщування зерна до довжини ростка 1-1,5 мм [2]. Саме в цей час спостерігається максимальна біологічна цінність зерна пшениці, вміст вітамінів в ньому досягає свого найбільшого значення, таке зерно найкраще за своїми технологічними показниками. Нами встановлено, що за температури 20 °С довжина ростка 1,5 мм досягається вже через 5 годин, тоді як за температури 16 °С – лише через 25 годин (графік 1). Тому для скорочення тривалості пророщування ми рекомендуємо температуру 20°С.

Насичення зерна водою до необхідної вологості – це один з головних чинників, що призводить до виведення насіння зі стану спокою і викликає пробудження до проростання. Оптимальною для виробництва зернового хліба вважається вологість пророщеного зерна 43-46% [2], тому ми провели дослідження динаміки зміни вологості зерна пшениці при замочуванні водою з температурою 20°С (графік 2). Встановлено, що оптимальна тривалість пророщування зерна при вибраній температурі складає 26…28 годин, оскільки саме за цей час пшениця набуває необхідної вологості 43-46%, а розмір ростків становить 1-1,5 мм. Графік 1.Залежність довжини проростку зерна пшениці від тривалості пророщування при різних температурах

Графік 2. Динаміка зміни вологості зерна пшениці при замочуванні

В умовах екологічного неблагополуччя дуже гостро постало питання збереження здоров’я, виникла необхідність використання біологічно активних речовин, що мають імуномоделюючу, антиоксидантну і сорбційну дію, оскільки дані речовини попереджують перекисне окислення ліпідів і накопичення вільних радикалів в організмі людини, а також сповільнюють процес старіння. Саме тому нами була розглянута можливість внесення до рецептури хліба з пророщеного зерна водного екстракту лікарської рослини чебрецю для надання продукту антиоксидантних властивостей. В ході досліджень визначали вміст сухих речовин, оцінювали органолептичні показники та антиокислювальну активність екстрактів чебрецю залежно від гідромодуля, який змінювали в межах від 1:15 до 1:40. Встановлено, що антиокислювальна активність всіх екстрактів досить висока і перевищує 160 мВ. Найбільша кількість вилучених сухих речовин спостерігалася при гідромодулі 1:15. За цих же умов екстракт чебрецю мав приємний смак, аромат та найвищу антиокислювальну активність (графік 3). Тому даний екстракт рекомендовано вносити до рецептури хліба з пророщеного зерна пшениці для надання йому антиоксидантних властивостей і приємних органолептичних якостей. Графік 3. Антиокислювальна активність екстрактів чебрецю

З метою покращення харчової та біологічної цінності хліба з пророщеного диспергованого зерна було вирішено додатково збагатити його функціональними інгредієнтами, багатими на білок, мінеральні речовини та вітаміни – соняшниковим та гарбузовим насінням. Було встановлено, що оптимальна кількість насіння соняшнику складає 2%, а насіння гарбуза – 4 % від кількості пророщеного зерна. Розроблений продукт отримав назву «Зернинка здоров‘я». Органолептичну оцінку досліджуваного продукту проводили методом сенсорного аналізу. Визначено, що за смаком та ароматом хліб «Зернинка

здоров’я» значно перевершує хліб зерновий звичайний, адже за рахунок збагачувачів в ньому з’являється приємний смак соняшникового та гарбузового насіння, який гармонійно поєднаний із легким пряним ароматом чебрецю. Було проведено оцінку якості готового хліба шляхом визначення таких фізико-хімічних показників, як вологість, кислотність та пористість. Для порівняння проаналізували також відповідні показниками хліба зернового звичайного та традиційного із борошна пшеничного вищого ґатунку. Дослідження показали, що внесення збагачувачів не погіршують фізико-хімічні показники збагаченого хліба і вони залишаються в межах норми (табл. 1). Результати розрахунку харчової та енергетичної цінності досліджених зразків хліба наведено в таблиці 2. Таблиця 1. Фізико-хімічні показники якості хліба

Показники Вологість м’якушки, % Кислотність град Пористість м’якушки, %

Показники якості хліба Хліб пшеничний з Хліб Хліб борошна вищого «Зернинка зерновий ґатунку здоров’я»

Допустимі значення не більше 44,0

39,5

не більше 3,0

2,4

2,2

не менше 72,0

83,0

77,0

76,0

Таблиця 2. Харчова та енергетична цінність хліба

Найменування показників

Хліб пшеничний із борошна вищого ґатунку

Хліб зерновий

Хліб «Зернинка здоров’я»

Масова частка,% білків жирів вуглеводів Енергетична цінність, ккал

10,1 1,06 68,7

19,5 6,4 47,93

19,7 8,02 46,8

310

316,9

337,1

За результатами досліджень видно, що в хлібі «Зернинка здоров’я» масова частка білку вища порівняно із хлібом з борошна вищого ґатунку, також у даному зразку значно збільшилась кількість жиру за рахунок додавання соняшникового та гарбузового насіння, яке є джерелом ессенціальних поліненасичених жирних кислот. Завдяки додатковому збагаченню хліба з пророщеного зерна пшениці соняшниковим та гарбузовим насінням, він характеризується відносно високим вмістом найбільш важливих мінеральних речовин, що показано на графіку 4.

Графік 4. Вміст мінеральних речовин в хлібі

Поліпшення вітамінного складу харчових продуктів в умовах сучасної екологічної ситуації має дуже важливе значення, оскільки велика частина людей в Україні та світі страждає на гіпо- та авітамінози, що викликано порушенням відповідності між витратою вітамінів та надходженням їх до організму людини. Визначення вітамінного складу продуктів проводили розрахунковим методом. Результати досліджень показано в таблиці 3. Таблиця 3. Вітамінний склад зразків хліба

Вітамін, мг%

хліб пшеничний

хліб зерновий звичайний

хліб «Зернинка здоров’я»

Ретинол (А) Тіамін (В1) Рибофлавін (В2) Пантотенова кислота (В3) Ніацин (РР)

0 0,174 0,051

0,009 1,29 0,461

0,053 1,341 0,589

0,368

2,971

2,934

1,367

3,79

4,049

Отримані дані свідчать, що введення в раціон населення України зернового хліба, збагаченого насінням соняшника, гарбуза та екстрактом чебрецю дозволить ліквідувати дефіцит таких харчових речовин, як білок, калій, магній, залізо, вітаміни групи В. Розроблений збагачений зерновий хліб можна віднести до категорії функціональних харчових продуктів. Список використаної літератури 1. Чумак Н.Е. Оптимизация рационов питания с помощью функциональных пищевых продуктов / Н.Е. Чумак, О.Н. Голинько, А.Е. Подрушняк // Проблеми харчування. – 2005. - №4. – С.21-25. 2. Наливайко Н.Л. Цельнозерновой хлеб / Н.Л. Наливайко // Хлібопекарська і кондитерська промисловість України. – 2010. - №10. – С.14-15 57

Синтез диамида терефталевой кислоты и ее производных Загидуллин Раис Нуриевич д.т.н., профессор, зав. отделом прикладной химии и экологии ГАНУ «Института прикладных исследований РБ» Идрисова Виктория Александровна научный сотрудник ГАНУ «Института прикладных исследований РБ» Загидуллин Салават Нуриевич к.х.н., ведущий научный сотрудник ГАНУ «Института прикладных исследований РБ» Дмитриева Татьяна Геннадьевна научный сотрудник ГАНУ «Института прикладных исследований РБ» В связи с развитием работ в области многоосновных аминов [1, 2] представлял интерес получение ароматических полиамидов на основе терефталевой кислоты (ТФК), терефталоилхлорида, аммиака и алифатических диаминов. Терефталоилхлорид (ТФХ) выпускается на Стерлитамакском ОАО «Каустик» (ныне Башкирские содовые компании, сокр. БСК). ТФХ является мономером для получения высокопрочных термостойких волокон. В настоящее время ТФХ получают хлорированием п-ксилола и последующим гидролизом полученного гексахлорпараксилола (ГХПК) водой: СH3

СOСl

ССl3 Cl2

H2O

СH3 СOСl ССl3 Можно получить ТФХ по усовершенствованной технологии взаимодействием ГХПК с ТФК которая приводит к снижению себестоимости ТФК на 20% и сокращению образования абгазной соляной кислоты в 2 раза. Диамид терефталевой кислоты можно получить двумя путями – реакцией ТФК или ТФХ с водным раствором аммиака. Технологию получения диамида ТФК осуществляют в реакторе, с монтированной пропеллерной мешалкой для принудительного перемешивания с частотой вращения до 3000 оборотов в минуту, описанную нами в работе [2, С. 16-17]. В реактор подают расчетное количество 25-70%-ного водного раствора аммиака, подогревают до 90-115°С, после чего загружают расчетное количество ТФК. 58

Затем температуру реакционной смеси поднимают до 130-150°С, выдерживают при этой температуре 4 ч. СOOH

СOСl

СONH2 NH3

NH3

-H2O

-HCl

СOOH

СOСl

СONH2

Хлорангидрид ТФК легко реагирует с водным раствором аммиака при относительно низкой температуре и давлении. Диамид ТФК мы получили в среде растворителей – ароматических углеводородов, диметилформамида, загружая в реактор безводный аммиак. Выходы диамида ТФК составляют от 89 до 97,8% в зависимости от условий проведения синтеза. Реакция образования диамидов ТФК на основе этилендиамина (ЭДА) или пропилендиамина (ПДА) и ТФХ проходит в мягких условиях в среде растворителей: H2N

2 ЭДА ТФХ

NHOC

HCl ПДА

СH3 H2N HCl

CONH NH2

NHOC

HCl СH3 CONH NH2

HCl

Выходы соединений (1, 2) составляют не менее 96%. Выходы соединений (1, 2) снижается на 2-4% при проведении синтеза в водной среде. Вероятно, в данном случае гидролиз ТФХ идет сравнительно в большей степени. Диамид ТФК с ТФХ в мольном соотношении 1:1 образует термостойкий полимер, который может быть использования в производстве термостойких волокон. Соединения (1, 2) представляют интерес также в качестве мономере при синтезе присадок к маслам. В аналогичных условиях диэтилентриамин с ТФХ в мольном соотношении ДЭТА : ТФХ = 2 : 1 образует аминоамид ТФХ с выходом 94%,

ТФХ + H2N

NH NH2

H2N

NH NHOC

CONH NH NH2

который представляет интерес в качестве мономера для получения сукцинимидных присадок. Список использованной литературы 1. Загидуллин Р.Н. Многоосновные амины. Пиперазины. Уфа: Академия наук Республики Башкортостан, Гилем, 2010, т. 1, с. 184. 2. Загидуллин Р.Н. Многоосновные амины. Ациклические ди- и полиамины. Уфа: Академия наук Республики Башкортостан, Гилем, 2011, т. 2, с. 216.

Азотные удобрения Денисова Ольга Сергеевна студент Бирского филиала Башкирского государственного университета Лыгин Сергей Александрович канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного университета Удобрения - это вещества, применяемые для улучшения питания растений, свойств почвы, повышения урожаев. Их эффект обусловлен тем, что данные вещества предоставляют растениям один или несколько дефицитных химических компонентов, необходимых для их нормального роста и развития [1]. Удобрения делятся на органические и минеральные. Минеральные удобрения способствуют значительному увеличению урожайности плодовых и ягодных культур. Они, в свою очередь, делятся на три основные группы: азотные, фосфорные и калийные. Сегодня мы рассмотрим наиболее распространенный вид минеральных удобрений - азотные. Азотные удобрения - неорганические и органические азотосодержащие вещества, которые вносят в почву для повышения урожайности. При недостатке азота растения угнетены, плохо растут, побеги у них короткие и тонкие, листья мелкие, цветение слабое, завязи осыпаются. Из азотных удобрений наиболее распространены: Сульфат аммония - белая, иногда с голубым оттенком кристаллическая соль, сравнительно сухая. Содержит 20 - 21% азота. Хорошо растворяется в воде, легко усваивается растениями. Аммиачная селитра - белая кристаллическая соль, иногда с розовым или сероватым оттенком, на ощупь сырая. Очень сильно поглощает влагу из воздуха, быстро слеживается в плотные комья, требует перед внесением в почву хорошего размельчения. Содержит 34 35% азота. Хорошо растворяется в воде, легко усваивается растениями. Натриевая селитра - содержит 18% азота, легко вымывается из почвы. Пригодна для удобрений всех плодовых и ягодных культур, особенно на кислой почве, так как натриевая селитра слегка подщелачивает ее. Калийная селитра содержит 13 - 15% азота и 45 - 46% калия. Хорошее удобрение для кислых почв [2]. Анализ научных работ показал, что на рост и развитие овощей (в данном случае картофеля) оказывает влияние целый ряд различных факторов, одним из которых является концентрация вносимых удобрений. Тема нитратов актуальна уже много лет, так как нитраты проявляют не только положительный эффект, но и пагубно влияют на живой организм. Изученная литература не дала результатов по теме влияния концентраций

нитратов на развитие растений, что и подтолкнуло нас к изучению данного направления. Цель работы - выявить содержание нитратов, в овощах, выращенных на участке, с разной концентрацией нитрата аммония. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - изучить литературные данные о нитратах и факторах, влияющих на их накопление, влияние нитратов на организм человека; - определить при каких концентрациях нитрата аммония будет наблюдаться стимуляция роста данного растения, а при каких будет угнетаться; - сравнить полученные результаты с контрольным образцом. Объект исследования: картофель. Предмет исследования: содержание нитратов в овощах. Гипотеза исследования: количество нитратов, накапливаемых растениями, напрямую зависит от количества вносимых удобрений при выращивании растений. В ходе эксперимента были получены растворы 5% и 10% концентрации NH4NO3. Корни картофеля поливались 1 раз в неделю этими растворами и простой водопроводной водой. Были выбраны 3 ряда картофеля: 1 ряд полит 5% раствором нитрата аммония (В-1); 2 ряд полит простой водопроводной водой (В-2); 3 ряд полит 10 % раствором нитрата аммония (В3). Данные по проведенному эксперименту выложены в таблице 1. Таблица 1. Анализ проведенного эксперимента

Картофель Вариант

Раствор

Количество плодов, шт.

Размер, см.

Масса, г.

В-1

5% NH4NO3

9*7

210

В-2

H2 O

4*3,5

96.8

В-3

10% NH4NO3

7*4,5

109.8

По итогам проведенного эксперимента, можно сделать следующие выводы: - при 5% концентрации нитрата аммония угнетение роста не наблюдалось; - при 10% концентрации нитрата аммония наблюдалось угнетение роста; - наибольшая масса клубней наблюдалась у корнеплода, политого 5% раствором нитрата аммония, что в 2 раза меньше, чем у корнеплодов, политых 10% раствором.

Список использованной литературы 1. Удобрения [Электронный ресурс] Режим доступа URL:http://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения 27.10.2013). 2. Славный С. С. Памятка садовода-любителя.-3-е изд., переработанное и дополненное. - Новосибирск: Новосибирское книжное издательство, 1986. - 240 с.

Экспресс- анализ моторных масел вольтамперометрическим методом и на основе ИК - спектроскопии Cидельников А.В. к.х.н., доц., Бикмеев Д.М. аспирант III г.о., Кутлугильдина А. З., магистрант II года обучения, Башкирский Государственный университет

Одной из основных проблем при эксплуатaции смазочных мaтериалов в промышленности и быту является постепенное их «старение», в результате чего они утрaчивают свою работоспособность, поэтому увеличиваются требования к экспрессности и надежности мониторинга их качества и актуальным вопросом является выявление фальсификатов. С 90-х годов XX века интенсивное развитие получили методы аналитической химии, основанные на сочетании массива химических сенсоров и методов обработки экспериментальных данных (искусственные нейронные сети, метод главных компонент, линейный дискриминантный анализ, многомерные регрессии). Такие системы получили название «электронный язык», «электронный нос». Вольтамперометрические способы идентификации веществ с использованием хемометрических подходов позволяют получить многомерную информацию об исследуемом объекте на основе обработки всей вольтамперометрической кривой, содержащей более 1000 значений токов и потенциалов. Варьирование условий регистрации вольтамперограмм (скорость развертки потенциалов, диапазон и форма поляризующего напряжения), природы электроактивных маркеров, используемых для регистрации вольтамперных кривых, в сочетании с регистрацией данных для всей вольтамперограммы и применение современных методов ее хемометрической обработки, позволяет расширить возможности вольтамперометрии. В работе рассмотрены способы увеличения размерности сигнала за счет расширения матрицы экспериментальных данных как путем использования одновременно откликов, полученных разными аналитическими методами, с использованием различных режимов регистрации сигнала, так и откликов нескольких электроактивных маркеров. Такой подход позволяет использовать полученные сигналы в качестве аналитических сигналов для «электронного языка» при идентификации исследуемых систем. Модели, получаемые при обработке методами хемометрики делятся на формальные (soft), и содержательные (hard). Однако и в том, и в другом случае, модели можно использовать для изучения зависимости, каких-либо физических свойств систем и физико-химических характеристик (спектр, волна). Авторами предложена трехэлектродная система с угольно-пастовыми электродами (УПЭ), в качестве связующего компонента в которых используется сам аналит – вязкая органическая жидкость (моторные масла различных производителей: синтетические, полусинтетические, минеральные). Многомерный образ аналита формируется при хемометрической обработке вольтамперограмм маркеров, способных накапливаться и восстанавливаться на 64

угольно-пастовых электродах. Расположение вольтамперограмм на оси потенциалов, форма и высота пиков зависят от природы связующего (моторного масла). При наличии набора неселективных маркеров обеспечивается условие перекрестной чувствительности электродов, необходимое для функционирования мультисенсорной системы типа «электронный язык». Регистрацию вольтамперограмм проводили после предварительного накопления маркеров различной природы на УПЭ при интенсивном перемешивании растворов в области потенциалов от 0.0 до -1.0 В, скорости развертки потенциала – 0.1, 1, 5 В/с (рис. 1). Видно, что форма вольтамперограмм изменяется в зависимости от природы маркера (расположение пиков, мгновенные значения токов и др.).

Рис. 1. Дифференциальные вольтамперограммы электровосстановления 1•10-4 М маркеров п-на, о-на и о-нб на фоне 0.01 М HCL на УПЭ, модифицированном полусинтетическим маслом Shell 10 W-40 при скорости развертки потенциала 1 В/c.

На рис. 2 в качестве примера представлены дифференциальные вольтамперограммы электровосстановления смеси маркеров на УПЭ, модифицированных различными моторными маслами.

Рис. 2. Дифференциальные вольтамперограммы электровосстановления 1.10-4 М смеси маркеров п-НА, о-НА и о-НБ на фоне 0.01 М HCl на УПЭ, модифицированных различными моторными маслами, при скорости развертки потенциала 1 В/с .

Из рисунка 2 видно, что в зависимости от типа масла наблюдаются различные формы вольтамперограмм восстановления одной и той же смеси маркеров – они различаются величиной пика, а также мгновенными значениями силы тока на протяжении всей развертки потенциала. Это может быть объяснено различным характером взаимодействия маркеров со связующим пасты, а также с конкурирующим накоплением и восстановлением маркеров на поверхности УПЭ. Для оценки схожести и различий между вольтамперограммами восстановления одного маркера использовали метод главных компонент, позволяющий преобразовать вольтамперограмму в точку на плоскости главных компонент. При этом вольтамперограммы, полученные на УПЭ, содержащих близкие по природе моторные масла, группируются в кластеры на указанной плоскости. О различиях и схожести между исследуемыми и стандартными образцами масел можно судить по взаимному расположению кластеров на плоскости главных компонент. На рис 3. в качестве примера представлен график счетов МГКмоделирования вольтамперограмм электровосстановления раствора смеси маркеров п-НА, о-НА и о-НБ на фоне 0.01 М HCl на УПЭ, модифицированных различными моторными маслами.

Рис. 3. График счетов МГК-моделирования вольтамперограмм электровосстановления 1.10-4 М раствора смеси маркеров п-НА, о-НА и о-НБ на фоне 0.01 М HCl на УПЭ, модифицированных различными моторными маслами, при скорости развертки потенциала 1 В/с.

Видно, что преобразованные методом МГК вольтамперограммы группируются в кластеры на плоскости главных компонент в зависимости от природы масла, входящего в качестве связующего в состав УПЭ. Методом SIMCA-классификации рассчитаны показатели сходимости результатов идентификации индивидуальных образцов масел: при использовании трехомпонентного раствора маркеров процент ошибочно распознанных масел не превышает 0%, а при использовании однокомпонентного раствора процент ошибочно распознанных масел варьирует около 9 %. Для сравнения предлагаемого метода идентификации моторных масел на основе вольтамперометрического сигнала, а также для расширения матрицы 66

экспериментальных данных, сняли ИК-спектры пропускания для исследуемых образцов (рис. 4) Рис. 4. ИК-спектры пропускания моторных масел С2, П11, М15.

Из рис. 4 видно, что моторные масла различаются своими ИК-спектрами во всей области частот. Как видно из рисунка, основные полосы поглощения приходятся на 28003000 см-1. Это колебания соответствуют группам -CH2-, -С=С-, -CH3, а также связей С=С ароматических колец. Область частот 1400-1600 см-1 подтверждает наличие ароматических колец в составе моторных масел. Пик в области частот 700 см-1 обусловлен присутствием группы –СH=СH-. Другая группа полос поглощения приходится на частоты 3200-3600 см-1, что соответствует гидроксильной группе. Отличия обусловлены, прежде всего, различной степенью поглощения для исследуемых образцов. Так, наибольшие отличия прослеживаются в области спектра 600-1600 см-1, которая обусловлена, вероятнее всего различным содержанием присадок в моторных маслах (группы –CH=C-COOR, S=O, C-S, C-Cl, -P). Результаты SIMCA-классификации с использованием ИК-спектров моторных позволяют провести однозначную классификацию моторных масел. Однако инфракрасный спектр является, прежде всего, отражением структуры и состава исследуемых систем, который может меняться в случае моторных масел от одной партии к другой. Это обстоятельство не позволит создавать библиотеки данных для последующей идентификации моторных масел, а также не позволит проводить классификацию масел по их природе, происхождению и физическим свойствам.

Стан середніх і малих річок та водоймищ Полтавської області, рівень фінансування робіт з поліпшення їх водності і очистки від забруднення Ребрик Тамара Олександрівна, вчитель біології Полтавської спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів № 3, вчитель-методист Полтавська область розташована в басейні річки Дніпро. Існуюча річкова мережа на її території включає: одну велику річку – Дніпро, яка протікає в межах області на ділянці довжиною 145 км, 8 середніх річок: Сула, Удай, Оржиця, Псел, Хорол, Ворскла, Мерла та Оріль загальною протяжністю 1360 км, 1771 малих річок, водотоків і струмків загальною протяжністю 11501 км, в тому числі малих річок понад 10 км – 137, їх загальна довжина 3596 км [1]. Більшість річок свій стік формують не тільки на території Полтавщини, а й за її межами. Водні ресурси, з урахуванням їх водозбору лише в області, складають: - в середній по водності рік – 1940 млн.куб.м - у маловодний рік - 1310 млн.куб.м - у дуже маловодний рік - 760 млн.куб.м Малі річки відіграють велику роль у річковій мережі. У їх басейнах формується близько 90% річкового стоку. Серед малих річок довжиною 10 – 20 км на півночі області майже немає пересихаючих, а на півдні області (Кременчуцький, Козельщинський, Кобеляцький та інші південні райони) серед річок вказаної довжини зустрічаються такі, що не мають постійного стоку води. Річки області, як і всі рівнинні річки помірного поясу відзначаються винятковою нерівномірністю річного стоку – 60-70% його припадає на весну, на період весняної повені. На малих річках цей показник ще вищий і складає близько 80%. Водопілля на малих річках настає на 1-2 тижні раніше, ніж на середніх і триває недовго – від 3-6 днів до 2 тижнів. Під час весняної повені рівні води в них підвищується на 1-3 метри і вони на деякий час виходять з берегів. На таких річках, як Коломак, Многа, Тагамлик, Мокрий Тагамлик, Ташань, Грунь, Говтва повінь може тривати до 1 місяця. При високих повенях на заплавах малих річок відбувається часткове затоплення та підтоплення низько розташованих забудованих територій і сільськогосподарських угідь. Проте, слід зазначити, що ці явища мають обмежені масштаби і значно поступаються таким в долинах Псла, Ворскли, Сули, Орілі та інших середніх річок [6]. Аналіз сучасного екологічного стану водного господарства, який склався в області свідчить, що негативні процеси на річках ще тривають. Більшість малих річок і водотоків замулилися, заросли болотною рослинністю та чагарниками, втратили своє природне значення. Вони не мають дренуючої спроможності в результаті чого заплавні землі заболочені і підтоплені, не використовуються в сільськогосподарському виробництві. По цій причині, навіть при незначних

весняних повенях підтоплюються населені пункти, значні площі сільськогосподарських угідь. Така ситуація спостерігається на більшості малих річок і водотоків. Велика розораність та низька залісненість територій області, порушення агротехніки обробітку грунтів спричиняють розвитку інтенсивних ерозійних процесів на водозборах. В районах області числиться 270 тисяч гектарів еродованих земель, в тому числі 173 тисяч гектарів рільних земель піддаються водній ерозії. Через відсутність фінансового забезпечення в області призупинено виконання протиерозійних заходів – будівництво водозатримуючих і водовідвідних валів, лотків-швидкотоків, запруд, протиерозійних ставків, а також впровадження контурно-меліоративних систем на територіях підданих ерозії. Як наслідок, процеси ерозії грунтів призводять до замулення, забруднення та заростання річок і є одним з основних дестабілізуючих чинників екологічної ситуації. Вкрай негативно на стан річок впливає забудова прибережних земель і територій, особливо заплавних. При забудові зменшується пропускна спроможність річок, внаслідок чого при проходженні повеней і паводків рівні води значно зростають, у зв’язку з чим постає проблема додаткового захисту населених пунктів і територій від шкідливої дії вод. По причині заболоченості русел і заплавних земель не створюються прибережні захисні смуги, вони знаходяться в незадовільному санітарному і гідромеліоративному стані. Зараз 75 малих річок загальною протяжністю 3800 км їх русел потребують відродження, відновлення, розчистки та впорядкування. Об’єм води на малих річках і водотоках складає більше 277,5 млн. куб. м, що становить близько 15,4% їх середнього стоку за рік. Зарегульованість стоку малих річок за допомогою водосховищ і ставків в деякій мірі вирівнює їх стік протягом року, робить його більше рівномірним. Частина річок на всій своїй довжині або на окремих ділянках є магістральними каналами меліоративних (осушувальних) систем в межах яких русла зарегульовані шлюзами-регуляторами для обводнення меліорованих земель, підтримання рівнів води. Найбільшими з таких річок є Хорол, Мерло, Сліпорід, Перевід, Сулиця, Суха Оржиця, Войниха. Щороку силами міжрайонних управлінь водного господарства виконуються роботи по очищенню русел каналів від наносів, трав’яної і деревовидної порослі, завалів та інших сторонніх предметів, ремонту гідротехнічних споруд. Так, за останні три роки з державного бюджету виділено коштів на суму 73,3 тисяч гривень за рахунок яких проведено очищення біля 37 км русел магістральних каналів (річок) та проведено ремонти гідротехнічних споруд на загальну суму 39 тисяч гривень. Поряд з головними водними артеріями області – Дніпро, Псел, Ворскла, Сула, Оріль, Удай, Хорол, Оржиця та Мерла малі річки, водотоки і струмки відіграють суттєву позитивну ландшафтноутворюючу роль, а також мають істотне рекреаційне значення.

З метою всебічного сучасного гідрологічного і екологічного стану річок Держводгоспом України відповідно до постанови Кабінету Міністрів України від 14.04.1997 року № 347 «Про затвердження порядку складання паспортів річок України» виконувалася паспортизація малих річок. Паспорти вміщують досить широку і вичерпну інформацію щодо їх гідрологічних характеристик, геологічних та гідрогеологічних умов у їх басейнах, ландшафтну характеристику річкових басейнів, сучасних природних та антропогенних процесів, що впливають на стан господарської освоєності річкових басейнів і її впливу на розвиток річкових систем. З метою охорони річок від забруднення, засмічення та збереження їх водності вздовж середніх та малих річок, відповідно до статті 88 Водного кодексу України, встановлюються по обидва береги прибережні захисні смуги шириною відповідно 50 і 25 метрів від меженної берегової лінії, господарська діяльність в межах яких суттєво повинна бути обмежена [2]. Територія прибережних захисних смуг так само, як і річкові русла, відноситься до земель водного фонду. Зовнішні межі прибережних захисних смуг річок у нашій області в натуру не винесено, тобто на місцевості не означені. Аналіз водогосподарської обстановки свідчить, що догляд за водо регулюючими спорудами не ведеться. Вони не ремонтуються, що призводить до погіршення їх стану. Окремі доведені до аварійного стану. Старий ставковий фонд якому понад 25–30 років потребує екологічного поліпшення, капітального ремонту. З метою поліпшення екологічного стану річок і водойм в області проводиться певна робота, але у зв’язку з недостатнім виділенням коштів з державного та обласного бюджетів в повному обсязі не виконані передбачені програмами невідкладні першочергові заходи по ліквідації наслідків шкідливої дії вод та екологічному поліпшенню стану річок і водойм. Взагалі не виконуються роботи по спорудженню протипаводкових дамб [3]. Для відродження, збереження і підтримання сприятливого екологічного стану середніх і малих річок та водотоків вважаю за необхідне рекомендувати органам місцевого самоврядування і виконавчої влади забезпечити виконання наступних першочергових заходів, зокрема: - паспортизація водних об’єктів (ставків, водосховищ); - визначення водоохоронних зон річок та прибережних захисних смуг вздовж річок і навколо водойм; - екологічно безпечного використання водних ресурсів; - укладання із спеціалізованими організаціями договорів на проведення доглядових і поточних ремонтних робіт гідротехнічних споруд на річках та водних об’єктах; - будівництво протиерозійних гідротехнічних споруд та здійснення агротехнічних протиерозійних заходів; - створення захисних лісонасаджень на неугіддях, ярах, балках, прибережних захисних смугах; - охорону поверхневих вод від забруднення;

- відродження і підтримання сприятливого гідрологічного стану річок та здійснення заходів щодо боротьби із шкідливою дією води; - зменшення антропогенового навантаження на водні об’єкти; - досягнення екологічно безпечного використання водних об’єктів і водних ресурсів для задоволення господарських потреб суспільства; - поліпшення стану джерел питної води; - подальший розвиток землеробства у басейнах малих річок шляхом дотримання екологічної рівноваги в сільськогосподарському виробництві та досягнення протиерозійної стійкості агроландшафтів [6].

1. 2. 3.

5. 6. • • • • • •

Список використаної літератури Водне господарство в Україні / За ред. А.В. Яцика, В.М. Хорєва. – К.: Генеза, 2000. Водний Кодекс України. Постанова ВР № 214/95 – ВР від 06.06.95 Регіональна програма охорони довкілля, раціонального використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки з урахуванням регіональних пріоритетів Полтавської області на 2012-2015 роки («Довкілля-2015»). – Полтава, 2012. – 164 с. Участь громадськості у збереженні малих річок України: матеріали тренінг-курсу. – К.: Чорноморська програма Ветландс Інтернешнл, 2005.380с., іл. Хімко Р. Досліджуємо малі річки (методичні вказівки).К.,1997.-70 с. Матеріали: державного управління екології та природних ресурсів у Полтавській області; Полтавського обласного управління «Полтававодгосп» (1984-2013 рр); обласної санітарно-епідеміологічної станції; облздороввідділу; тематичні великомасштабні карти; наукові публікації та нормативний матеріал

Екологічний стан лісів Чернігівської області Бобик Л.Р. доц. Приходько М.М. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу Загальна площа земель лісового фонду станом на 01.01.2007 р. становить 724,0 тис. га, у тому числі вкритих лісовою рослинністю – 658,8 тис. га (20,6 % від загальної площі області). Ліси в Україні відіграють переважно ґрунтозахисну, водоохоронну роль, служать «легенями» великих міст. Лісистість території держави досягає лише 14%, та й розміщення лісів дуже нерівномірне. Обсяг заготівель лісу, що ведуться на Поліссі та Карпатах, не задовольняє потреби країни, які забезпечуються частково за рахунок поставок з Росії та Білорусії. Величезних збитків галузі завдала аварія на Чорнобильській АЕС, що вивела з народного господарства значну частину лісових ресурсів України[4]. Розрахункова лісосіка рубок головного користування, в порівнянні з 2006 роком, збільшилася на 9,2 % і становила понад 800 тис. м3. Збільшення розрахункової лісосіки відбулося за рахунок підприємств КП «Чернігівоблагроліс». До їх розробок залучаються значні фізичні і матеріальні сили, в тому числі і лісової охорони, а відповідно не приділяється належна увага технології створення лісових культур та догляду за ними, особливо в перші роки. В цілому, стан лісових культур в області задовільний, хоча в окремих господарствах допускаються недоліки при їх створенні: низький рівень агротехніки, відсутність належного догляду за посадками, що призводить до порушення строків переводу лісокультур в покриту лісом площу і навіть до їх загибелі[5]. Посадковий матеріал вирощується в лісорозсадниках лісгоспів у достатній кількості, але асортимент порід, які вводяться до складу лісових культур, дуже бідний, майже не вводяться цінні плодово-ягідні, ґрунтопокращуючі породи дерев та чагарників. Таблиця 1- Прогноз зміни основних показників лісового фонду України (за даними Державної програми "Ліси України" на 2002-2015 роки) Одиниця На 2001 р. На 2005 р. На 2010 р. На 2015 р. Показник виміру Загальна площа земель мли. га 10,8 10,9 11,3 11,7 лісового фонду - усього в тому числі: вкриті лісовою 9,4 9,4 9,7 10,3 рослинністю Загальний запас деревостанів млрд. м 1,74 1,83 2,04 2,27 Середній запас на 1 га м 186 195 210 220 Середня зміна запасу на 1 га м 3,8 3,8 4,0 4,2 Лісистість % 15,6 15,6 16,1 17,1

Незважаючи на те, що застосовування деревини знижується за рахунок впровадження пластмас та інших штучних і синтетичних матеріалів, попит на деревину зростає, вона перетворюється на дедалі дефіцитніший матеріал. В Україні постіймо високою є дія негативних факторів, які впливають на ліси. Вони пов'язані з природними катаклізмами останніх років, наслідками аварії на Чорнобильській АС, промисловим забрудненням, надмірними рекреаційними навантаженнями па лісові екосистеми та, вірогідно, глобальними кліматичними змінами, про які в останні роки дуже багато говорять та пишуть[2]. Кожен з нас щорічно є свідком того, як на багатьох полях палає полум’я. Таблиця 2 - Кількість пожеж в лісах області в 2010 році Пор. № Лісокористувачі Кількість пожеж 1 Державні лісогосподарські 162 підприємства 2 ДП «Чернігівоблагроліс» 95 3 КСЛП “Корюківкаліс” 6 4 СЛП “Коропагролісгосп” 3 5 Військові лісгоспи 3 Всього по області 269

Площа, га 73,1 135,.0 12,5 7,5 2,0 230,1

Проведені перевірки та аналіз пожеж свідчать про те, що основними причинами їх виникнення є необережне поводження населення з вогнем і низький рівень свідомості при дотриманні правил пожежної безпеки [1]. Розповсюдження лісових пожеж на значні території створює загрозу об’єктам господарювання, а значна задимленість повітря, що виникає при масштабних пожежах, справляє негативний вплив на здоров’я населення, флору і фауну. Відновлення лісів області відбувається переважно за рахунок створення лісових культур на площах після суцільних рубок, а лісорозведення – на площах, які непридатні для сільськогосподарського використання: в ярах, на пісках. Для забезпечення відтворення вилучених запасів деревини, підвищення продуктивності лісів, з метою запобігання ерозійним процесам, поліпшення навколишнього природного середовища на землях держлісфонду та на непридатних для використання в сільському господарстві землях здійснено лісовідновлення та лісорозведення на площі 4508,3 га Проведено дослідження лісових насаджень природного поновлення в умовах свіжих суборів на староорних землях Щорського та Городнянського районів Чернігівської області. На непридатних для сільського користування землях заліснення природним шляхом відбувається в цілому задовільно, проте переважаючими в насадженнях, в основному, є другорядні породи, такі як береза, осика, вільха. В результаті цього процесу виявлено, що йде небажана зміна порід. В дослідженому нами регіоні доцільно проводити реконструкцію малоцінних лісових насаджень, а на безлісних територіях, які непридатні для

сільського господарства, створювати лісові культури з участю головних та супутніх деревних порід, які характерні для цієї кліматичної зони[3].

2. 3.

4. 5.

Список використаної літератури Андриенко Т.Л., Шеляг-Сосонко Ю.Р. Растительный мир УкраинскогоПолесья в аспектеегоохраны. - Киев: Наук. думка, 1983. - 216 с. Андрієвський І. Д., Коржнев М.Н., Шеляг-Сосонко Ю.Р. та ін. Природноресурсний аспект розвитку України. – К.: КМ Academia, 2001. – 110 c. Андрієнко Т.Л., Клєстов М.Л., Прядко О.І. Мережа регіональних ландшафтних парків України: наукові та організаційні основи створення. - Київ, 1996. - 56 с. Бойчук Ю.Д., Солошенко Е.М., Бугай О.В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навч. посібник. – Суми, 2002. – 284 с. Борейко В.Е. Историязаповедногодела в Украине. — К.: Киевскийэколого-культурный центр, 1995. — 183 с.

Глобальні екологічні проблеми людства – головний виклик ХХІ століття Бойко М.О. Науковий керівник - Приходько М.М., доцент кафедри екології Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу «П'ять тисяч років технічного прогресу, п'ять тисячоліть нових і нових тріумфів двоногого бунтаря, єдиного заколотника серед численних дітей природи...» Т. Хейєрдал, норвезький дослідник і мандрівник Людина повільно і планомірно знищує природу, а разом із нею і саму себе. Приручивши атомну енергію, освоївши космос, синтезувавши живу клітину і зробивши масу інших відкриттів і винаходів, вона свідомо віддала в заставу прогресу майбутнє своїх нащадків. Питання лише в тому, чого очікувати перш за все? Другого всесвітнього потопу через підвищення рівня світового океану чи глобальної посухи внаслідок парникового ефекту, чи ядерного вибуху в результаті невдалого наукового експерименту? Моє дослідження присвячене найбільш актуальним екологічним проблемам світу. Яку ціну нам доведеться заплатити за порушення природної рівноваги? Деякі вчені вважають, що людина повстала проти природи близько 10—12 тис. років тому, коли навчилася здобувати вогонь. Тоді й відбулася перша на Землі екологічна катастрофа: заради звільнення земельного простору величезні лісові масиви були віддані на поталу полум'ю. Разом із лісами загинули і тварини. З того часу людину не зупинити. Кожне покоління створює все нові і нові екологічні проблеми, які йому вже не здолати. Господарська діяльність людини з кожним століттям завдавала природі все більшої шкоди. У результаті найбільшого науково-технічного прогресу XVIII—XX ст. було зруйновано близько 20% природних екосистем. За останніми підрахунками вчених, ця цифра катастрофічно збільшилася і становить вже 64%. Сучасні принципи організації суспільства та його економічної бази є згубними для довкілля. Практично будь - яка галузь людської діяльності небезпечна для природи. Найбільший внесок у створення екологічної проблеми роблять сільське господарство, чорна й кольорова металургія, хімічна промисловість, транспорт і енергетика, особливо атомна. Ці та інші галузі світової економіки постійно насичують землю, воду й повітря інертними і хімічно активними елементами, радіонуклідами тощо. Зростає шумове та електромагнітне забруднення. При цьому порушуються природні процеси в біосфері. Наслідком такого "захворювання" та отруєння біосфери може бути її повна деградація і загибель. А з нею загине і цивілізація [1]. 1) Проблема захисту літосфери від забруднення. "Найміцніша" оболонка нашої планети забруднюється внаслідок "поховання" шкідливих, у тому числі

радіоактивних, відходів. Свій негативний вплив чинять і внесені мінеральні добрива та отрутохімікати, завали "пустої" породи в районах гірських розробок і нагромаджені сміттєзвалища. 2) Проблема захисту від кислотних дощів. В атмосферу щорічно викидається понад 20 млрд тонн пилогазових відходів, у яких містяться близько 240 явно шкідливих для людини речовин. Особливо чимало їх там, де електроенергетика базується на спалюванні великої кількості вугілля. Результатом такого забруднення стали так звані кислотні дощі. У викопному паливі, крім вуглеводів, завжди є домішки сірки, фосфору та багатьох інших елементів. При спалюванні ці елементи, так само, як і азот, що міститься в повітрі, утворюють окиси. У результаті різноманітних фізико-хімічних процесів окиси сірки, азоту, фосфору перетворюються на кислоти, які разом з атмосферними опадами потрапляють на поверхню землі. Потрапляючи в ґрунти, кислотні дощі зменшують в них кількість поживних сумішей, пригнічують ріст рослин, а інколи призводять до їх повної загибелі. Найбільш чутливо на випадання кислотних дощів реагують хвойні ліси на великих просторах Західної і Центральної Європи та північного сходу США. Негативно впливають кислотні дощі і на органічний світ водойм. Спочатку зникають планктонні організми, потім гине риба, яка не має корму, а також можлива загибель ракоподібних та молюсків. Значних збитків завдають окиси й кислоти сірки також матеріалам і спорудам. Посилюється корозія чорних і кольорових металів, мармур і вапняки внаслідок хімічних реакцій перетворюються на гіпс. Це особливо несприятливо позначається на стані архітектурно-історичних пам'яток європейських країн, які, простоявши століття або навіть тисячоліття, можуть бути зруйновані за кілька десятків років. Нині кислотні дощі завдають значної шкоди екосистемам Центральної і Східної Європи, Скандинавських країн, багатьох районів Росії, Китаю та Індії [3]. 3)Проблема захисту від теплового забруднення. Унаслідок згоряння органічного палива вміст вуглекислого газу у повітрі підвищений. Тим самим порушений природний кругообіг вуглекислого газу в природі. Саме це, на думку багатьох учених, і спричинило так званий парниковий ефект і, як наслідок, загальне потепління клімату. За оцінками, подвоєння вмісту вуглекислого газу у повітрі може призвести до підвищення середньої температури на планеті на 2-4оС. Сприяє потеплінню клімату і безпосереднє теплове забруднення повітря, зумовлене низьким коефіцієнтом корисної дії більшості машин і механізмів. Це вже яскраво помітно над великими агломераціями, мікроклімат яких значно тепліший, ніж на навколишніх територіях. Зміни клімату впливатимуть, зокрема, на стан здоров'я людей. Потепління вже призвело до збільшення показника смертності в країнах з низьким рівнем доходу на 150 тис. осіб на рік. Вважається, що показники виживання та відтворення бактерій, що заражають харчові продукти і джерела води, під впливом підвищення температури збільшаться, посилюючи тим самим негативний вплив на стан здоров'я населення. Як свідчать розрахунки вчених, підвищення середньорічної температури на 2,5° С призведе до значних

змін на Землі, більшість яких будуть мати для людей негативні наслідки. Парниковий ефект змінить такі життєво важливі величини як: опади, хмарність, океанічні течії, вітер, розміри полярних льодяних шапок. Внутрішні райони континентів стануть більш сухими, а прибережні — більш вологими, зими будуть теплими і короткими, літо — довге і жарке. Найбільш неприємними для людства є два наслідки парникового ефекту . Перший — значне збільшення посухи у середніх широтах, тобто в основних зернових районах. Клімат тут стане напівпустельним і врожаї зерна різко скоротяться. Другий - потепління клімату, яке може призвести до інтенсивного танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану. Це викличе затоплення багатьох прибережних районів, де живуть мільйони людей. Наприклад, така густонаселена держава як Бангладеш (150 млн. чоловік) може бути повністю затоплена, зникне під водою Венеція. Зміни, що можуть відбутися внаслідок цього, просто важко передбачити. Вирішити дану проблему було б можливо, скоротивши викиди вуглекислого газу в атмосферу й установивши рівновагу в циклі кругообігу вуглецю [4]. 4) Проблема руйнації озонового шару. У 70-80-х роках XX ст. учені все частіше стали фіксувати зменшення концентрації озону у стратосфері, особливо над полярними і приполярними районами. Це явище отримало назву озонових дір. Вони небезпечні тим, що зменшення вмісту озону дає змогу вільно проникати на поверхню Землі ультрафіолетовим променям. На висоті 20 - 50 км повітря утримує збільшену кількість озону (О3). Прошарок озону тонкий (2-3 мм), але він надійно захищає все живе від дії ультрафіолетових променів. У останні роки вчені з все більшою тривогою відзначають виснаження озонового прошарку атмосфери [1]. Особливо швидко цей процес відбувається над полюсами планети, де з'явилися так звані "озонові діри". Небезпека полягає в тому, що ультрафіолетове випромінювання шкідливе для живих організмів. Зараз встановлено збільшення ультрафіолетового фону в країнах, які знаходяться у Південній півкулі ближче до Антарктиди, насамперед Новій Зеландії. Медики цієї країни констатують збільшення захворювань, зумовлених збільшенням ультрафіолетового фону, таких, як рак шкіри і катаракта очей. Основною причиною виснаження озонового прошарку є застосування людьми хлорфторвуглеводнів (фреонів), широко використовуваних у виробництві і побуті в якості холодо-реагентів, піноутворювачів, розчинників, аерозолів. Фреони інтенсивно руйнують озон. Самі ж вони руйнуються дуже повільно, протягом 50-200 років. Під дією ультрафіолетового випромінювання молекули кисню (О2) розпадаються на вільні атоми, які у свою чергу можуть приєднуватися до інших молекул кисню з утворенням озону (О3). Вільні атоми кисню можуть також реагувати з молекулами озону, створюючи дві молекули кисню. Таким чином, між киснем і озоном встановлюється і підтримується рівновага. Проте, забруднювачі типу фреонів прискорюють процес розкладання озону, порушуючи рівновагу між ним і киснем убік зменшення концентрації озону. З огляду на небезпеку, що нависла над планетою, міжнародне співтовариство зробило перший крок до

вирішення цієї проблеми - підписано міжнародну угоду про скорочення виробництва фреонів приблизно на 50% [4]. 5) Проблема захисту гідросфери від забруднення. Щорічно до гідросфери надходить близько 1800 млрд м3 викидів неочищених і слабо очищених стічних вод. Найбільш забрудненими у гідросфері є річкові й озерні води. Особливо багато нині нечистот є в річках Східної Європи. Загрозливих масштабів набуває забруднення поверхневих вод також у країнах, що розвиваються. Води Світового океану регулярно забруднюються з різних джерел. Основну масу забруднювачів приносять річкові води. Утім, багато їх надходить і з атмосферними опадами, а також унаслідок господарської діяльності людини в акваторіях океанів і морів. Найбільшої шкоди завдає забруднення нафтопродуктами, яких викидається до 10 млн. тонн на рік. Крім того, нерідко всі води після промивання танкерів та інших суден зливаються прямо в океан. Іншим великим джерелом надходження нафтопродуктів у водойми є аварії танкерів. Найбільш забрудненими районами Світового океану вважаються внутрішні моря Європи (Балтійське, Чорне, Азовське, Північне, Середземне) та Азії (внутрішнє Японське, Жовте, Яванське), а також Перська та Мексиканська затоки. 6) Проблема дефіциту чистої прісної води. Вона виникла через забруднення багатьох водойм, зміни клімату, а також зростання водоспоживання у зв'язку із зростанням чисельності населення. Як наслідок, нині приблизно 1,1 млрд осіб не мають доступу до чистої води. Багато країн відчувають брак доброякісної питної води. Тому кожного року в країнах, що розвиваються, від хвороб, які спричинені збудниками, поширеними у неякісній воді, помирає не менше як 4 млн дітей. Крім того, за даними ООН, загострення проблеми дефіциту води погіршить і без того низький рівень санітарії в цих країнах, що може стати причиною понад мільйона смертей на рік. У багатьох, випадках використання водних ресурсів все більше ускладнюється нестійкістю водопостачання, що є наслідком як зростання чисельності населення, так і зміни клімату [2]. 7) Проблема деградації земель. Кількість земельних ресурсів на земній кулі обмежена, до того ж їх не можна замінити жодними іншими ресурсами. Щороку з активного використання вилучаються мільйони гектарів земель, а це зменшує можливості людства вирішити продовольчу, сировинну, соціальну та інші глобальні проблеми. Деградацію земель спричиняє багато чинників. Так, відкритий видобуток корисних копалин і підсилена внаслідок господарської діяльності ерозія призводять до повної втрати родючого шару землі і формування "місячних ландшафтів". Проблемою є і виснаження грунтів, оскільки хімічні добрива не можуть повною мірою компенсувати спожитий культурними рослинами гумус. Крім того, залишки добрив накопичуються в ґрунті і разом з отрутохімікатами стають небезпечними забруднювачами найважливішого для людей природного ресурсу — грунту. Складовою проблеми деградації земель є проблема опустелення земель, яка у свою чергу нерідко зумовлена проблемою скорочення площі лісів. Внаслідок

нераціонального господарювання опустелення відбувається не лише в посушливих регіонах світу (що прилягають до пустель тропіків і помірного поясу). Діяльність людини на Крайній Півночі вже спричинила деградацію тундри. Загалом під загрозою опустелення опинилося 25 % території планети. Через зниження продуктивності сільськогосподарських і пасовищних угідь засоби для існування може втратити понад 1 млрд осіб у понад 100 країнах [4]. Міркуючи над подальшим існуванням людства у зв'язку із загостренням екологічних проблем, фахівці ООН розробили концепцію стійкого розвитку людства, яка передбачає два підходи: 1) стратегію "тотального очищення", що пов'язує стійкий розвиток людства з екологічно чистою енергетикою, безвідходною технологією, замкненими циклами виробництва тощо; 2) стратегію обмеженого споживання. Країнами світу вже зроблено деякі конкретні кроки для обмеження забруднення атмосфери: підписано протоколи щодо поступового скорочення викидів вуглекислого газу (головного "винуватця" парникового ефекту), щодо повного припинення виробництва фреонів, які руйнують озоновий шар. "Розруха не в навколишньому світі, розруха в головах" - казав колись професор Преображенський з повісті М.Булгакова "Собаче серце". В суспільстві дуже повільно утверджується поняття того, що екологічні проблеми - це, не в останню чергу, "розруха в головах" і саме в них потрібно спочатку привести все до ладу. Все більша кількість дослідників доходять висновку, що екологічна криза - це, в першу чергу, криза світогляду, філософсько-ідеологічна криза. З цієї точки зору, вирішення екологічних проблем у глобальному масштабі неможливе без зміни домінуючої зараз екологічної свідомості [3]. Саме сформований тип екологічної свідомості і визначає поведінку людей по відношенню до навколишньої природи. Поступова зміна технократичного шляху розвитку суспільства на шлях екологічний, найбільш придатний можливий шлях подальшого розвитку людської цивілізації.

1. 2. 3. 4. 5.

Список використаної літератури Батлук В.А.Основи екології і охорона навколишнього середовища. Львів, Афіша, 2001. Данилов-Данильян В.І., Лосєв К.С. Глобальний екологічний вибух – головний виклик ХХ1 століття // Практична філософія. 2001. - № 2. Универсальный эволюционизм и глобальные проблемы / Рос. акад. наук ; Ин-т философии ; отв. ред. В. В. Казютинский, Е. А. Мамчук. — М. : ИФ РАН, 2007. — 253 с http://pidruchniki.ws/11510513/ekologiya

Перспективи розвитку вітроенергетики в Івано-Франківській області Максим’юк О.Д. Приходько М.М. доцент кафедри екології Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу Хоча Україна значно віддалена від центрів зародження циклонів, де вітропотенціал найбільш сприятливий для розвитку промислової вітроенергетики, однак у ряді її регіонів таких як гірські райони Карпат, а саме Богородчанський, Верховинський, Долинськнй, Надвірнянський та Рожнятівський райони є достатні умови для спорудження як автономних, так і ефективних потужних промислових ВЕС та інтенсивного розвитку вітроенергетики.[2] Специфіка клімату Українських Карпат обумовлюється тим, що вони, по-перше, розташовані поперек напрямку адвекції атлантичних та континентальних течій, з чим пов’язана значна різниця умов вологості та температури північно-східного та південно-східного макросхилів; по-друге, вони охоплюють найвужчу частину Карпатської дуги, на яку вузьким коридором Закарпатської низовини рухаються вологі, теплі атлантичні та середземноморські, а іноді сухі степові повітряні маси.[1] Отже розглянемо можливість створення вітрової електростанції в ІваноФранківській області. Встановлення вітрових агрегатів потребує вивчення кожного окремого випадку, оскільки, рельєф, сила, напрямок та стабільність вітру є індивідуальною для кожної площадки розміщення. Для нормальної роботи вітрової станції потрібний вітер 6-10м/с.[4] При менших потоках повітря виробленої енергії буде менше чи зовсім не буде, при більших потоках (понад 13м/с) робота вітрогенератора також буде не ефективною або станція працювати не буде, бо вітроустановка починає поступове гальмування щоб уникнути перевантажень. На території Івано-Франківської області максимальне значення середнього тиску повітря вище 1013 мб. Розподіл атмосферного тиску повітря певною мірою зумовлює напрямок, а градієнти тиску — переважаючу швидкість вітру. У даному випадку, середньорічна швидкість вітру становить більше 5 м/с, із переважаючим напрямком північно-західного вітру. Стратегія спорудження промислових ВЕС має враховувати той факт, що вітрові енергогенеруючі агрегати підключають винятково в мережу низької напруги (0,4 та 11кВ) і завдяки цьому ВЕС, збудовані і під’єднані на закінченнях низьковольтних мереж, можуть використовуватись як засоби, що зменшують перетоки електроенергії по мережі ЛЕП і пов’язані з цим непродуктивні її втрати. Сприятливим щодо цього є також те, що переважна більшість кінців мереж припадає на гірські райони, а тут найбільше відчувається дефіцит енергії і саме ці райони найчастіше відключаються від мережі через великі втрати

електроенергії. В той же час вітропотенціал в цих регіонах найбільший в Україні. Негативною стороною є те, що встановлення вітроагрегатів на височині (пагорбах, хребтах) призводить до зміни естетичної цінності ландшафту. Процес будівництва ВЕС супроводжується переміщенням значних обсягів будівельних матеріалів, металоконструкцій та обладнання із використанням автотехніки, що потребує спорудження під'їзних шляхів на гірські хребти, яке супроводжується порушенням ландшафту та вирубкою лісів. Для забезпечення підключення вітроагрегагів до електромережі буде необхідно спорудження, зазвичай, нових ліній електропередач, що також буде справляти вплив на навколишнє середовище. Крім того ВЕС створюють акустичний, електромагнітний та оптичний вплив на оточуюче середовище. [3] Але на противагу цьому можна сказати, що шум вітряка при середній швидкості вітру практично нерозрізнений від фонових сторонніх шумів. Вітрогенератори створюють електромагнітне поле, але випромінювання від середнього за потужністю вітрогенератора не більше, ніж від електродриля. У промислових вітрогенераторів (потужністю понад 100 кВт) електромагнітне поле дійсне сильне, але такий тип вітряків ніколи не встановлюють біля житлових будинків. За своєю конструкцією вітрогенератор складається з кількох основних і допоміжних блоків. До основних компонентів вітрогенератора, без яких робота вітряка неможлива, відносять наступні елементи: 1. Генератор - потрібний для заряду акумуляторних батарей. Від його потужності залежить як швидко заряджатимуться ваші акумулятори. Генератор потрібний для вироблення змінного струму. Сила струму і напруга генератора залежить від швидкості і стабільності вітру. 2. Лопаті - приводять в рух вал генератора завдяки кінетичній енергії вітру. 3. Щогла - зазвичай, чим вище щогла, тим стабільніше і сильніше сила вітру. Звідси слідує - чим вище щогла, тим вища продуктивність генератора. Щогли бувають різних форм і висот. Список додаткових необхідних компонентів : 1. Контролер - керує багатьма процесами вітроустановки, такими, як поворот лопатей, заряд акумуляторів, захисні функції та ін. Він перетворює змінний струм, який виробляється генератором в постійний для заряду акумуляторних батарей. 2. Акумуляторні батареї - накопичують електроенергію для використання в безвітряні години. Також вони вирівнюють і стабілізують напругу, що виходить, з генератора. Завдяки ним ви отримуєте стабільну напругу без перебоїв навіть при поривчастому вітрі. Живлення вашого об'єкту йде від акумуляторних батарей. 3. Анемоскоп і датчик напряму вітру - відповідають за збір даних про швидкість і напрям вітру в установках середньої і великої потужності. 4. АВР - автоматичний перемикач джерела живлення. Робить автоматичне перемикання між декількома джерелами електроживлення за проміжок в 0,5

секунд при зникненні основного джерела. Дозволяє об'єднати вітроустановку, громадську електромережу, дизель-генератор і інші джерела живлення в єдину автоматизовану систему. Увага: АВР не дозволяє живити об'єкт одночасно від двох різних джерел живлення! 5. Інвертор - перетворює струм з постійного, який накопичується в акумуляторних батареях, в змінний, який споживає більшість електроприладів. Основними характеристиками вітрогенератора, які треба враховувати при виборі моделі – це його коефіцієнт використання енергії вітру (КВЕВ) й потужність. У найкращих моделях вітрогенераторів КВЕВ досягає 45%. До недоліків вітрогенераторів можна віднести високу вартість вітрогенераторів. Вартість же тільки вітрогенератора починається від 1500у.о при потужності 50кВт на місяць.[5] Розрахунковий термін роботи вітрогенератора не менше 20 років за умови, що він буде проходити профілактику раз у півроку. Одним з можливих шляхів виведення енергетики України з кризового стану є застосування нетрадиційних джерел енергії, серед яких енергія вітру посідає одне з важливих місць. Збільшення швидкості вітру та її стабілізація є одним із основних завдань, що постають перед конструкторами ВЕС. Можливим розв'язанням цієї проблеми може стати створення штучних протягів, під час яких швидкість вітру зростатиме. На підставі викладених аргументів можна вважати, що спорудження ВЕС в Івано-Франківській області є доцільним, оскільки присутні необхідні для цього умови.

1. 2. 3.

4. 5.

Список використаної літератури Адаменко О.М., Приходько М.М. Регіональна екологія і природні ресурси, 2000 Величко С.А. Енергетика навколишнього середовища України – Харківський національний університету імені В.Н. Каразіна, 2003 Огляд енергетики, енергоефективності та відновлювальних джерел енергії Івано-Франківської області. Аналіз, висновки та рекомендації (Звіт за договором № IC/2012/093),2013 Elektrozahid.com.ua http://ibud.ua

Методы биоиндикации в анализе экологических параметров окружающей среды в условиях техногенного фактора Ларионов Максим Викторович, доктор биологических наук, профессор кафедры биологии и экологии Балашовского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»; Ларионов Николай Викторович, кандидат биологических наук, директор МОУ СОШ с. Барки Балашовского района Изменение, а в большинстве случаев упрощение структуры природных экосистем происходит в настоящее время при непосредственном влиянии техногенной деятельности современного общества. Техногенный фактор оказывает на окружающую природу и живые организмы многогранное влияние. В одних случаях он лимитирует размножение и развитие многих видов организмов, вызывает патологические процессы в их клетках и тканях, в других, наоборот, стимулирует процессы роста и развития ряда видов организмов. Чаще всего в результате мощного техногенного пресса происходит деградация сообществ, сокращение популяций большинства видов и загрязнение их природных биотопов [1, 2]. Высокую экологическую опасность для живых организмов и, в частности, для человека в средней полосе России представляют некоторые категории техногенных территорий: полигоны хранения и объекты переработки отходов химической промышленности, полигоны ТБО, предприятия экологически «грязных» отраслей производства (химического и нефтеперерабатывающего комплексов, тяжелой металлургии, строительной индустрии) с устаревшим оборудованием и недостаточным выполнением природоохранных мер, автотранспортные предприятия, пункты переливания углеводородов и их отходов [3, 4]. В условиях Среднего и Нижнего Поволжья указанные объекты расположены в непосредственной близости от городов или в их пределах. В сочетании с относительно развитой транспортной инфраструктурой, которая развивалась еще в советские годы, производственные объекты оказывают угнетающее воздействие на окружающую среду в поволжских городах, ежегодно поставляя на их территорию большое количество экотоксикантов: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, бензапирен, гидрохлорид, пыль, сажа, оксиды углерода, азота и серы. С воздушными массами происходит загрязнение прилегающих и отдаленных от городов районов [3, 9, 11]. Высокие темпы ежегодного роста общего числа единиц автомобильного транспорта и, соответственно, увеличение объемов выбросов вредных веществ в атмосферу создали в ряде крупных поволжских городов и промышленных центрах острую экологическую проблему загрязнения атмосферы, почвенного покрова, водоемов, снижения устойчивости зеленых насаждений,

значительного ухудшения здоровья населения в Саратовской, Пензенской, Волгоградской областей и некоторых других регионов [6, 8]. Для оценки техногенного преобразования окружающей природы в пределах городских территорий перспективным представляется использование различных методов биомониторинга окружающей среды по ответным реакциям живых организмов: водорослей, простейших, лишайников, мхов, некоторых видов древесных, кустарниковых и травянистых растений, беспозвоночных и позвоночных животных. В данном случае важно знать экологические и биологические особенности жизнедеятельности организмов-биоиндикаторов в оптимальных для них природно-географических и экологических условиях [4, 5]. В биомониторинговых исследованиях экологического состояния воздушного бассейна в районе городов Среднего и Нижнего Поволжья, выполненных в 2007-2013 годах, в качестве тестовых организмов использованы кустистые, листоватые и накипные лишайники, обитающие на стволах древесных растений. Как известно, лишайники являются весьма чувствительными организмами к техногенным загрязнителям окружающей среды. Они доступны для мониторинговых наблюдений и анализа экологических параметров воздуха. Использование в качестве биоиндикаторов эпифитных лишайников всех трех морфологических групп (кустистых, листоватых и накипных) способствует повышению достоверности результатов исследования качества приземного слоя атмосферного воздуха на различных городских территориях [10, 12]. Лехеноиндикационный мониторинг экологического состояния атмосферного воздуха в районе исследований осуществлялся при использовании работ Х.Г. Десслера, А.И. Золотухина и соавторов [5, 7]. Полученные результаты исследований фиксировались в баллах. Незначительная (слабая) степень антропогенного загрязнения атмосферного воздуха соответствовала 1 баллу; при этом на учетных площадках с модельными деревьями исчезали лишайники кустистой формы. Средний уровень антропогенного загрязнения воздуха соответствовал 2 баллам; в данном случае исчезали на учетных площадках кустистые и листоватые лишайники. При максимальной (высокой) степени загрязнения приземного слоя атмосферы отсутствовали все три морфологические формы лишайников. Таким образом, данный уровень деградации атмосферы составлял 3 балла [7]. Учет лишайников и осмотр модельных деревьев вначале выполнялся в природных условиях (Балашовский район Саратовской области) с незначительной антропогенной нагрузкой на экосистемы (табл. 1).

Таблица 1 Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в контроле

Учетные площади 1 2 3 4

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники + + + + + + + – + + + +

Баллы 0 0 1 0

Из приведенных в таблице 1 результатов следует, что в сельской местности Балашовского района Саратовской области (в контроле) уровень загрязнения воздуха слабый. Результаты биомониторинговых исследований урбанизированных территорий на заранее выбранных учетных площадках отражены на таблицах 26. Таблица 2 Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в г. Балашове Саратовской области

Учетные площади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники – – + – – + – – + – – + + – + – – + + – + + – + + – + + – +

Баллы 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 Таблица 3

Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в г. Саратове

Учетные площади 1 2 3 4 5 6 7

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Баллы 3 3 3 3 3 3 3

8 9 10

– – +

– – –

– + +

3 2 1 Таблица 4

Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в г. Сердобске Пензенской области

Учетные площади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники – – – – – + – – – + – + – – + – – + + – + + – + + + + + – +

Баллы 3 2 3 1 2 2 1 1 0 1 Таблица 5

Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в г. Кузнецке Пензенской области

Учетные площади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники – – – + – – – – – – – – – – + – – – – – + + – + + – + – – +

Баллы 3 2 3 3 2 3 2 1 1 2

Таблица 6 Биоиндикация атмосферного воздуха при помощи лишайников в г. Камышине Волгоградской области

Учетные площади 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Листоватые Кустистые Накипные лишайники лишайники лишайники – – – – – + – – + + – + – – + – – – + – + – – + + + + + – +

Баллы 3 2 2 1 2 3 1 2 0 1

Таким образом, можно подвести следующие итоги: в гг. Балашове, Сердобске, Камышине уровень загрязнения воздуха слабый, в гг. Саратове и Кузнецке – выше среднего (средний балл загрязнения воздуха 2,7 и 2,2 соответственно). Следует добавить, что в период исследований средний балл антропогенного загрязнения атмосферного воздуха ежегодно увеличивался, что свидетельствует о повышении антропогенного давления на окружающую среду городов со стороны техносферы. Наблюдения также показали, что лишайники отсутствовали на древесных растениях, произрастающих в непосредственной близости от техногенных объектов, а также в подфакельной зоне выбросов промышленных предприятий и объектов энергетического комплекса.

1. 2. 3. 4.

5. 6.

Список использованной литературы Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 448 с. Бондарев В.П., Долгушин Л.Д., Залогин Б.С. Экологическое состояние территории России. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 224 с. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году». – М., 2012. – 351 с. Григорьев Ю.С., Бучельников М.А. Трансплантационная лихеноиндикация загрязнений воздушной среды на основе замедленной флуоресценции хлорофилла // Экология. – 1997. – № 6. – с. 465–467. Десслер Х.Г. Влияние загрязнения воздуха на растительность. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 184 с. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах России. 2004. – М.: Метеоагенство, 2006. – 216 с.

7. Золотухин А.И., Любимов В.Б., Лукъянова С.А. Определение степени загрязнения воздуха с помощью биоиндикаторов. – Волгоград: Учитель, 1997. – 20 с. 8. Зоны хронического загрязнения вокруг городских поселений и вдоль доро г по республикам, краям и областям Российской Федерации / В.Г. Прокачева, В.Ф. Усачев, Н.П. Чмутова.– СПб.: ГГИ, 1992. – 188 с. 9. Константинов В.М. Охрана природы. – М.: Академия, 2000. – 240 с. 10.Крючков В.В., Сыроид Н.А. Лишайники как биоиндикаторы качества окружающей среды в северной тайге // Экология. – № 6. – 1990. – С. 63– 66. 11.Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. – СПб., 2005. – 290 с. 12.Трасс X.X. Частные методы лихеноиндикации // Биогеохимические аспекты криптоиндикации: тезисы докладов на Всесоюзной конференции «Биогеохимический круговорот веществ». – Таллин, 1982. – С. 33–34.

*За заявкою автоа, доступ до статті обмежено * По заявке автора, доступ к саттье ограничен

Эпифитные лишайники как индикаторы загрязнения атмосферы малых городов тяжелыми металлами (Брянская область) Сафранкова Екатерина Алексеевна аспирант кафедры экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет им. акад. И.Г. Петровского», г. Брянск, Россия Лишайники – надежные биоиндикаторы с успехом использующиеся в биомониторинге и экоаналитическом контроле антропогенно измененных территорий. Лихеноиндикация – важнейшее направление биомониторинговых работ в крупных городах – включает широкий диапазон данных на аут-, дем- и синэкологическом уровне [2, с. 147 ]. В малых городах, в условиях развивающихся производств различных отраслей, необходимо детальные исследования по использованию лихенофлоры и лихеноценозов для биодиагностики и химического мониторинга качества атмосферы. Ведение лихеноиндикационного мониторинга в малых городах одно их важнейших направлений экоаналитического мониторинга [4, 5, 7, 8]. Отличные аккумулятивные возможности лишайников – качества, определившие широкое использование лишайников как биоиндикаторов загрязнения среды тяжелыми металлами. Цель исследования – проанализировать накопление элементов группы тяжелых металлов (ТМ) в слоевищах лишайников-эпифитов в малых городах Брянской области (Нечерноземье России) для установления индикационных возможностей эпифитной лихенофлоры. В качестве объектов исследования были выбраны листоватые лишайники: Xanthoria parietina (L.) Belt., Hypogymnia tubulosa (Schaer.) Hav., Parmelia sulcata Taylor, а также кустистые лишайники Evernia mesomorpha Nyl. и Evernia prunastri (L.) Ach. Выбор данных видов в качестве объекта связан с толерантностью к атмосферному загрязнению и широкой распространенностью в городской среде. Сбор лишайников производился с деревьев на высоте от 1,2 до 1,5 метров в весенне-летний период 2013 г. Образцы лишайников срезались вместе с корой. Лишайники, собранные с одного дерева, помещались в общий пронумерованный пакет. При помощи аппарата рентгеновского для спектрального анализа «Спектроскан Макс», ТУ 4276-001-23124704-2001 проводились измерения массовой доли (валового содержания) ТМ: Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti [6]. Ориентировочно допустимые концентрации ТМ учитывали по санитарно-гигиеническим нормативам [9]. Номенклатура лишайников указана по Списку лихенофлоры России [10]. Навля – поселок городского типа (пгт) – административный центр Навлинского района Брянской области. Территория 15,9 км2 [3], население –14, 3 тыс. человек. Ведущие предприятия экономики: автоагрегатный завод,

авторемонтный завод, завод «Промсвязь», Навлинский пищекомбинат, деревообрабатывающий завод. Суземка – поселок городского типа – административный центр Суземского района Брянской области. Территория – 13,7 км2 [3], население – 9,4 тыс. человек. Суземка – крупный железнодорожный узел с таможенным терминалом, также там работают завод электронной промышленности «Стрела» (производство трансформаторов, дросселей), мебельная фабрика. В слоевищах всех видов лишайников валовая концентрация свинца превышает ОДК – наибольшее превышение в пробах Parmelia sulcata – в 1,8 раза (пгт Суземка), в пробах Hypogymnia tubulosa – в 1,6 раза (пгт Навля), в пробах Evernia prunastri – в 1,3 раза (пгт Навля), в пробах Xanthoria parietina – в 1,2 раза. Валовое содержание цинка в слоевищах всех видов лишайников также выше ОДК в 2,7 – 8,7 раза, наибольшее превышение отмечено в пробе Parmelia sulcata (пгт Суземка, ул. Вокзальная), в пробах Evernia prunastri обнаружено превышение в 6,9 раза (пгт Навля). Концентрация меди и мышьяка больше ОДК во всех исследованных образцах лихенофлоры. Накопление никеля в слоевищах Xanthoria parietina, Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Evernia mesomorpha, Evernia prunastri превышает ОДК. Наибольший размах значений валовой концентрации зарегистрирован у Xanthoria parietina. Валовое содержание в лишайниках марганца ниже установленной ОДК в большей части исследованных образцов за исключением пробы Evernia prunastri, отобранной в пгт Суземка в центральном парке. При сравнительной характеристике валового содержания ТМ в слоевищах Xanthoria parietina и Parmelia sulcata на территории крупного промышленного центра Брянска и малых городов отмечено превышение содержания цинка и меди в образцах, собранных в пгт Суземка. В значениях концентраций остальных ТМ в слоевищах лишайников отмечено превышение по г. Брянску. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что наибольшей аккумулирующей способностью в пгт Навля по отношению к железу, свинцу, цинку, меди, никелю, титану обладает Parmelia sulcata, по отношению к стронцию, ванадию, хрому – Xanthoria parietina, по отношению к марганцу, мышьяку – Evernia prunastri; в пгт Суземка наибольшей аккумулирующей способностью по отношению к свинцу, цинку, никелю, хрому обладает Parmelia sulcata, по отношению к меди, стронцию, ванадию, титану – Xanthoria parietina, по отношению к мышьяку – Hypogymnia tubulosa, по отношению к железу, марганцу – Evernia mesomorpha. Таким образом, видовые различия лишайников проявляются в основном в разной интенсивности накопления микроэлементов. Наибольшее и наименьшее среднее валовое содержание стронция (154,8 мг/кг и 72,45 мг/кг) обнаружено в пробе из пгт Суземка. Наибольшее среднее валовое содержание свинца (56,85 мг/кг) обнаружено в пробе из пгт Суземка, наименьшее (30 мг/кг) – в пробе из пгт Навля. Наибольшая валовая концентрация мышьяка (3,35 мг/кг, ОДК=2,0 мг/кг) определена в пробе из пгт Навля, наименьшее (1,27 мг/кг) – в пробе из пгт Суземка. Наибольшее и

наименьшее среднее валовое содержание цинка (477 мг/кг и 76,5 мг/кг, ОДК=55,0 мг/кг) обнаружено в пробе лишайников из пгт Суземка. Наибольшая валовая концентрация меди (47 мг/кг, ОДК=33,0 мг/кг) установлена в пробе из пгт Навля, наименьшее (32,35 мг/кг) – в пробе из пгт Суземка. Наибольшее и наименьшее среднее валовое содержание никеля (23,7 мг/кг и 16 мг/кг, ОДК=20,0 мг/кг) обнаружено в пробе из пгт Навля. Наибольшее среднее валовое содержание железа (19225,5 мг/кг) определено в пробе из пгт Суземка, наименьшее (4634 мг/кг) – в пробе из пгт Навля. Наибольшее среднее валовое содержание марганца (1532,45 мг/кг) обнаружено в пробе из пгт Суземка, наименьшее (90 мг/кг) – в пробе из пгт Навля. Наибольшая концентрация хрома (75 мг/кг) обнаружено в пробе из пгт Навля, наименьшая (41,7 мг/кг) – в пробе из пгт Суземка. В слоевищах лишайников из пгт Навля определен кобальт (1 мг/кг, ОДК=0,5 мг/кг), ванадий (20 мг/кг, ОДК=150,0 мг/кг), титан (269 мг/кг). Таким образом, установлен ряд накопления ТМ эпифитной лихенофлорой, который имеет вид: Fe>Mn>Zn>Sr>Cr>Cu>Pb>Ni>V>As>Ti>Co. Наибольшая накопительная способность видов лишайников отмечается по отношению к железу. Железо, по-видимому, действительно не столь остро влияет на физиологические процессы и жизненность талломов, так как накапливается в межклеточном материале в более высоких концентрациях. Отмечается относительно высокое содержание Mn, Zn, Sr, Cr, следовательно, воздух малых городов наиболее загрязнен этими ТМ в виде аэрозолей. Наибольшие значения валовых концентраций отмечены в пробах, собранных вдоль центральных улиц, железнодорожных веток. В малых городах наблюдается значительная хроническая токсикация атмосферы ТМ как трансграничными поллютантами. Рекомендовано использовать эпифитную лихенофлору как индикаторы в экоаналитическом мониторинге, анализируя как смешанные образцы, так и по отдельным видам. Диапазон концентраций ТМ в видах лихенофлоры – основа химического мониторинга атмосферы малых городов Брянской области.

2. 3. 4. 5.

Список использованной литературы Анищенко Л.Н., Азарченкова Е.А. Лихенофлора урбоэкосистемы г. Брянска в биомониторинге показателей экологической безопасности // Сб.ст. IV Междунар. науч-практ. конф. естественно-географич. факультета. – Брянск: РИО БГУ, 2011. – С. 13-21. Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге. – М.: Изд-во «Научный Мир», 2002. – 336 с. Карты городов России. Брянская область. – М.: Роскартография, 1997. – 20 с. Малышева Н.В. Лишайники городов Европейской России. I. Таксономический анализ // Ботан. журн. 2006. Т. 91. № 12. – С. 1834-1841. Малышева Н.В. Лишайники городов Европейской России 2. Биоморфологический и эколого-субстратный анализы // Ботан. журн. 2007. Т. 92. № 1. – С. 96-101.

6. Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошкообразных пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа. М 049-П/04. – С-Пб.: ООО НПО «Спектрон», 2004. – 20 с. 7. Мучник С.Э. Лишайники города Воронежа // Бот. журн. 2004. Т. 89. № 4. – С. 614-624. 8. Пауков А.Г. Лихенофлора урбоэкосистем. Автореф. дисс. …канд. биол. наук. – Екатеринбург, 2001. – 18 с. 9. ПДК и ОДК химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.204206). 10.Список лихенофлоры России. – СПб, 2010. – 194 с.

Влияние добычи минералов и полезных ископаемых на экологию Денисова Ксения Сергеевна студент Бирского филиала Башкирского государственного университета Лыгин Сергей Александрович канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного университета Одной из негативных сторон взаимодействия горнодобывающего производства и окружающей среды в современных условиях является «обратная сторона медали», то есть влияние условий окружающей среды на выбор решений при проектировании, строительстве горнодобывающих предприятий и их эксплуатации. Уровень залегания подземных вод, особенности рельефа, учитываются при разработке системы добычи полезных ископаемых. Они негативно сказываются и на экологических последствиях добычи: размещении отвалов, разносе пыли и газов, образовании воронок, карста, поведении подотвальных вод и другое. Способы и масштабы добычи полезных ископаемых из горных пород меняются пропорционально запросам человечества. Промышленная добыча полезных ископаемых ведется с помощью глубоких шурфов, шахт, то есть методом вертикальной горной выработки. С ее помощью при необходимости проходилось делать несколько горизонтальных выработок, глубина которых определялась уровнем залегания подземных вод. При заполнении шахты добыча прекращалась в связи с нехваткой водосборной техники. Следы старых горных разработок наблюдаются и сегодня в районе Миасса и других городов и поселений горнозаводской зоны области. Часть из которых остается незакрытой, что представляет экологическую и бытовую опасность. Вертикальная амплитуда изменений природной среды, связанная с добычей полезных ископаемых, до XX столетия не превышала 100 м [1]. С появлением современной техники, осуществляющих водоотбор из разработанных месторождений, экскаваторов, большегрузных автомобилей, разработка полезных ископаемых все чаще ведется открытым способом. На Урале большинство месторождений лежит на глубине до 300 м, преобладает карьерная добыча. В них добывается до 80 % (по объему) всех полезных ископаемых от общей суммы по стране. Самой глубокой горной выработкой на территории области является Коркинский угольный разрез. Очень часто карьеры располагаются в черте города, на окраинах поселков, что неблагоприятно сказывается на их экологии. Скопление мелких карьеров находится в сельской местности. Практически каждое крупное село имеет свой карьер площадью 1-10 гектар, где добываются щебень, песок, глина, известняк для местных нужд. Обычно добыча ведется без соблюдения экологических норм и законов.

Подземные горные шахты широко распространены на Урале. В большинстве из них добыча минеральных ресурсов на сегодняшний день уже не производится, т. к. они истощены и не имеют ценности. Одни шахты заполнены водой, другие - пустой отработанной породой. Площадь отработанных шахтных полей, например, в Челябинском буроугольном бассейне составляет сотни квадратных километров. Глубина современных шахт в некоторых местностях достигает 600-800 м. Отдельные шахты Карабаша имеют глубину до 1,5 км. Вертикальная амплитуда изменений природной среды на сегодняшний день, с учетом высоты отвалов на территории Урала достигает 1100 - 1700 м. Россыпи месторождений золота в песках речного происхождения разрабатываются в последнее время с помощью специальных промывальных машин, способных брать рыхлую горную породу с глубин до 75 м. На мелких россыпных месторождениях добыча ведется гидравлическим способом. Руды, содержащие золото, разбиваются мощными струями воды. Результатом добычи становится "рукотворная пустыня" со смытым плодородным слоем почвы и полным отсутствием растительного покрова. Такие пейзажи можно встретить в долине города Миасс, к югу от Пласта. Масштабы добычи минерального сырья прогрессивно увеличиваются. Все способы добычи минеральных ресурсов без исключения негативно влияют на окружающую среду. Негативное влияние испытывает верхняя часть литосферы, т. е. ее плодоносный слой - почва. При любом способе добычи происходит значительная изъятие пород и их перемещение внутри земли. Первичный рельеф заменяется техническим. В горной местности это приводит к перераспределению приземных потоков воздуха: нарушается целостность определенного объема некоторых пород, появляются крупные полости, иногда даже пустоты. Большая часть пород перемещается в отвалы, высота которых достигает более 110 м. Нередко отвалы располагаются на плодородных землях. Создание отвалов обусловлено тем, что объемы руд полезных ископаемых по отношению к вмещающим их породам незначительны. Выкачивание воды из шахт и карьеров создает большие подземные пустоты, зоны спада уровня водоносных горизонтов. При карьерной добыче диаметры этих воронок достигают 9-16 км, площади - 200-400 км2 [1]. Проходимость шахты приводит к перераспределению вод между ранее разобщенными водоносными слоями, проникновениям мощных потоков воды в туннели, заполнению шахт, что очень сильно затрудняет добычу [1]. Создание крупных шахт и подземных туннелей сопровождается активацией различных геолого-инженерных и физико-химических процессов: - деформация карьера, обвалы; - проседание земной поверхности над выработанными шахтами. В горных породах достигает десятков миллиметров, в ненадежных осадочных породах десятков сантиметров и даже метров; - на соседних с горными выработками участках усиление процессов разрушения почв, оврагообразования;

- в разработках и отвалах активация процессов выветривания, интенсивное окисление минеральных ресурсов и их выщелачивание, во сотни раз быстрее, чем в природе миграция химических элементов внутри земли; - в радиусе нескольких сот километров загрязнение почв солями и ионами тяжелых металлов при транспортировании, разносе водой и ветром, почвы также идет загрязнение нефтеотходами, строительным и промышленным мусором. В итоге, вокруг крупных горных разработок образуется так называемая «рукотворная пустыня», на которой растительность не способна выжить. Пыль, содержащая магний, попадая в почву, изменила рН баланс. Почвы из кислых превратились в слабощелочные, то есть произошел резкий скачок рН среды почвы. Кроме этого, пыль из карьеров «забальзамировала» хвою, листья растений, что вызвало их оскудение, увеличение «мертвого» покровного пространства. В конечном итоге, леса погибли [1]. Подводя итог, видно, что добыча полезных ископаемых, с одной стороны, является неотъемлемой частью современной жизни общества, а с другой - из-за нарушения пластов земной коры, из-за создания воздушных пробок на глубинах идет разрушение почв и уничтожение наших «легких», то есть зеленого покрова нашей планеты. Список использованной литературы 1. Левит А. И. Южный Урал: география, экология, природопользование. Учебное пособие. 2-е изд. испр. и доп./Александр Левит. - Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 2005 - 246 с.

100

Проблеми екологічної геології та геологічна діяльність людини Щербина Наталія Олегівна студентка 3 курсу спеціальності «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» Маріупольського державного університету Взаємодія людини з геологічним середовищем – проблема не нова і своїм корінням вона йде від кам’яного віку, коли печери почали використовуватись первісними людьми як житло, а одним з перших знаряддям праці була кам’яна сокира. Цим вичерпувалось використання літосфери, і тільки катастрофічні геологічні процеси відігравали негативну роль у розвитку людської популяції. Визначаючими в взаємодії були природні, в тому числі і геологічні, фактори, а людина вимушена була присовуватись до них, маючи повну свободу для міграції і вибору місця існування. Ліміту геологічного простору як такого не існувало. Не має такої галузі суспільних та природничих наук, які б не торкнулися проблем екології. Всі ці галузі займають важливе місце в системі наук про землі і розповсюджується на всі види взаємодії людського суспільства з природою. В наш час екологія несе роль узагальнюючої науки, яка включає в себе екологічні напрямки геологічних, географічних, біологічних, медицинських і соціальних дисциплін. Питання – що відбудеться при втраті біосферної здатності підтримувати свої біохімічні цикли з розпадом екологічних систем – стало актуальнішим за можливість ядерного конфлікту. На думку багатьох спеціалістів, настав час розробки історико-геоекологічної основи для довгострокового прогнозування майбутнього земної екосистеми. Сучасному забрудненню навколишнього середовища властиве не тільки неухильне і зростаюче розповсюдження в просторі, але й різке збільшення різних форм його проявів. Початок техногенного забруднення навколишнього середовища бере свій початок з незапам’ятних часів і втрачається в глибинах тисячоліть. Найдавніші ремесла якими оволоділа людина, були: будівництво, металургія, та деякі інші виробництва, які ми відносимо до хімічних технологій. В перші тисячоліття розвиток ремесел не спричиняв великої шкоди, забруднення, забруднення були несуттєві [2]. В системі геологічних наук екологічна геологія розглядає весь комплекс зв’язків між людиною і літосферою, тим самим виходячи за межі традиційного предмету геологічних досліджень, що і є ознакою самостійності. Екологічна геологія розглядає ті геологічні процеси, явища і об’єкти, на які людина безпосередньо чи опосередковано може впливати (викликати, підсилювати, уповільнювати, ослаблювати), результатом чого є виникнення загрози життю, здоров’ю людини і умовам її життєдіяльності, виведення зі стану рівноваги природних екосистем і скорочення біорізноманіття. Крім того,

101

екологічна геологія розглядає і ті геологічні процеси, на які людина суттєво вплинути не може, але які несуть аналогічні загрози щодо людини і біосфери. Екологічна геологія досліджує задачі трьох типів: морфологічні, ретроспективні і прогнозні. Морфологічні задачі - це задачі, пов’язані з вивченням складу, стану, будови і властивостей системи, що аналізується та її еколого-геологічних умов в цілому. Ретроспективні задачі - задачі, звернуті в минуле і зв'язані з вивченням історії формування об’єкту дослідження, формування його сучасної якості. Прогнозні задачі - задачі, пов'язані з вивченням поведінки, тенденцій розвитку досліджуваної системи в майбутньому під впливом різних причин природного і техногенного походження. Структура екологічної геології як науки включає визначені за об’ємом частини поля логічної структури різних геологічних наук і свою «власну частину» логічної основи, той стрижень який дозволяє цілеспрямовано використовувати теорії, що привертаються, ідеї і закони окремих геологічних наук [3]. Територія України характеризується складними і різноманітними природними і інженерно-геологічними умовами. Багато районів відносяться до категорії техногенно навантажених. Найбільш серйозною і крупною в сучасних умовах стала проблема комплексного використання відходів гірничого виробництва, які включають розкриті породи при відкритому способі розробки і відвали порід при освоєнні родовищ підземним способом, збалансовані і важкозбагачувані руди: хвости збагачення, порохи, кеки, шлаки, шлами металургійних заводів, зола теплових електростанцій. При величезних обсягах видобутку корисних копалин в надрах землі утворились великі пустоти, вироблені простори, правильне використання яких стає крупною народногосподарською проблемою. Здобутий досвід по створенню газосховищ, лікарень, захованню шкідливих речовин, розміщенню допоміжних і навіть основних виробництв явно недостатній у порівнянні з наявними можливостями. Різко посилюється шкідливий вплив гірничого виробництва на навколишнє природне середовище: атмосферу, гідросферу, тропосферу. Вирубка лісів і порушення рослинності спричиняються у місцях відкритих розробок, під час накопичення на поверхні розкритих порід і відвалів мінеральної сировини, під час прокладки доріг і будівництві споруд для обслуговування гірничодобувного підприємства [1]. Територія України має складні фізико-географічні умови. Особливості її розташування і атмосферних процесів зумовлюють значну повторюваність небезпечних і стихійних (особливо небезпечних) метеорологічних явищ, які необхідно враховувати при формуванні певного рівня екологічного становища України. Так, сильний вітер, викликаючи підйом і переніс великої кількості пилу і піску, зумовлює забруднення атмосфери шкідливими хімічними і

102

радіоактивними речовинами. Тумани, як продукти конденсації, підвішені у повітрі, підсилюють накопичення шкідливих домішок і викликають небезпечне забруднення атмосфери. Опади призводять до очищення атмосфери від домішок. В той же час кислотні дощі сильно забруднюють довкілля. Великий вплив на формування екологічного становища регіону мають і інші стихійні явища – грози, град, ожеледь – приморозеві відклади. Райони ведення інтенсивних гірничих робіт - Донбас, Криворіжжя, Львівсько – Волинський вугільний басейни зазнають процесів зсуву поверхні. Межі розповсюдження деформацій на поверхні визначаються за глибиною і площею виробок з урахуванням умов залягання порід і наявності тектонічних порушень. В плані екології, пов’язаною з гірничовидобувною промисловістю, геологічними пошуками і розвідуванням, постають питання катастрофічних непередбачуваних явищ самозаймання вугілля у лаві, несподівані викиди вугілля і порід, вибухи у вугільних шахтах. Шкода економічна і екологічна від цих явищ часом непоправна, особливо при людських жертвах. Є цифри розмірів збитків від пожеж у шахтах. Раціональне використання багатств земних надр повинно базуватися на комплексній геологічній оцінці всіх компонентів продукції, що видобувається. У цьому величезний резерв підвищення якості наукових і геолого-пошукових робіт, а також продуктивності гірничовидобувної промисловості. Тому концепція комплексної оцінки всіх видів корисних копалин для раціонального безвідходного використання повинна стати визначальною, основою економічної і екологічної стратегії. Екологічна ситуація в Україні досягла такого стану, коли вже необхідні інтенсивні спеціалізовані роботи з метою встановлення властивостей, складу, умов, утворення та накопичення промислових відходів, способів нейтралізації негативного впливу наслідків розробки родовищ корисних копалин і діяльності гірничопереробних промислових підприємств на природні середовища, створення нових та використання наявних технологій переробки гірничопромислових та інших відходів на будівельні, дорожні, полімерні матеріали [4]. Протягом тисячоліть існування людина намагаючись вижити, борючись за своє життя, була вимушена використовувати ресурси планети. На початку це явище носило лише локальний характер, і природа цілком могла забезпечити потреби людини. Але в процесі еволюції людина ставала більш цивілізованою і потреби її зростали. Людина задовольняючи свої потреби почала планомірну розробку земних багатств. Непомітно для людства ця проблема переросла у світові масштаби, і наслідки її відобразились на «здоров’ї планети». Літосфера є матеріальною літогенної основою біосфери ‒ сфери життя на нашій планеті. На гірських породах формуються грунти, ландшафти, розвиваються рослинні і тваринні спільноти. У той же час гірські породи за активної участі людини, в процесі його різноманітної діяльності все більше і більше включаються в техносферу. Рішення екологічних проблем неможливе

103

без взаємозв’язку з проблемами екології літосфери. Різні питання екологічних проблем літосфери вивчаються в новому науковому напрямку ‒ екологічної геології .

1. 2. 3.

Список використаної літератури Монин А.С. Глобальные экологические проблемы. / А.С. Монин, Ю.А. Шишков // Ч. 1–2. М.: Знание, 1991 Экологическая геология Украины: справочное пособие. – К.: Наукова думка, 1993. Экологические последствия горно-добывающей деятельности человека. [Електронний ресурс]: Режим доступу: http://myreferat.net/referats/5534/5537/?page=85. Экологические последствия горно-добывающей деятельности человека. [Електронний ресурс]: Режим доступу: http://www.br.com.ua/referats/Ecologiya/84125-14.html

104

Морфометрична характеристика ланок гемомікроциркуляторного русла язика в нормі та на різних термінах хронічного опіоїдного впливу Онисько Ірина Олександрівна Здобувач кафедри нормальної анатомії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького Вступ. В Україні, як і в більшості європейських країн, протягом останніх 15 років виникли серйозні проблеми, викликані протизаконним вживанням наркотичних речовин [1,2,3]. Результати досліджень свідчать про те, що у людей, які мають наркотичну залежність від опіоїдів, поряд з тяжкими змінами у внутрішніх органах, спостерігаються значні зміни з боку органів ротової порожнини [4,5]. В даному аспекті отримання даних про внутрішні діаметри судин гемомікроциркуляторного русла язика на різних термінах хронічного опіоїдного впливу є надзвичайно актуальним. Мета дослідження. Отримати дані про внутрішні діаметри ланок гемомікроциркуляторного русла язика в нормі та на різних термінах хронічного опіоїдного впливу. Матеріали та методи дослідження. Матеріалом дослідження були статево зрілі щури - самці лінії “Вістар” в кількості 48 тварин. На початку експерименту тварини були з початковою масою 160 г, віком 4,5-7,5 місяців. Ін’єкції опіоїдного анальгетика проводили дом’язево, щоденно 1 раз на добу в одному проміжку часу (10-11 година ранку) протягом 84 діб. Тварин з експерименту виводили групами по 8 тварин на 14, 28, 42, 56, 70 і 84 добі. Тварин присипляли внутрішньо-очеревенним введенням тіопенталу (з розрахунку 25 мг/1кг). При виготовленні ін′єкованих препаратів гемомікроциркуляторного русла язика використовували ін’єкційну композицію, запропоновану здобувачем і співавторами, деклараційний патент на винахід № 74951. Ін’єковані розчином туші препарати язика після попередньої фіксації та просвітлення, вивчали та фотографували в прохідному світлі під мікроскопом МБИ – 1 при збільшенні (об’єктив × 8, окуляр × 10), (об’єктив × 20, окуляр × 7), (об’єктив × 20, окуляр × 10) на цифровому фотоапараті Olympus FE 210. Отриманий матеріал зберігали у розчині гліцерину. Морфометричний аналіз проводили на підставі отриманих даних про внутрішні діаметри магістральних судин та ланок гемомікроциркуляторного русла язика щурів в нормі та на різних термінах опіоїдного хронічного впливу, шляхом вимірюваня їхнього внутрішнього діаметру на протязі всього ходу, за допомогою окулярної мірної лінійки. Всі тварини містились в умовах віварію і робота проводилась згідно “Правилам проведення робіт з використанням експериментальних тварин”. Результати дослідження. В результаті проведеного нами морфомтричного дослідження ланок гемомікроциркуляторного русла в тканинах язика щурів в нормі ми отримали показники дійсних діаметрів усіх ланок гемомікроциркуляції (артеріола 20,817 ± 0,104 мкм; прекапілярна артеріола 10,617 ± 0,074

105

мкм; капіляр 6,133 ± 0,080 мкм; посткапілярна венула 13,117 ± 0,098 мкм; венула 26,167 ± 0,098 мкм). На підставі проведеного нами морфометричного дослідження внутрішніх діаметрів ланок гемомікроциркуляторного русла тканини язика щурів на різних термінах перебігу експериментального опіоїдного впливу, отримані показники, які опрацьовано статистично і подано у таблиці. Термін забору матеріалу

Артеріола

14 доба

20,57+_0,17826 3 20,87+_0,11450 4 21,52+_0,12494 4 21,67+_0,13080 9 22,12+_0,07923 2 22,23+_0,09545 2

28 доба 42 доба 56 доба 70 доба 84 доба

Прекапіляр-на артеріола

Капіляр

Посткапіляр-на венула

Венула

10,20+_0,093095

М(мкм)+_м(мкм) 5,70+_0,07303

13,15+_0,092195

10,12+_0,101379

5,33+_0,071492

13,37+_0,108525

11,13+_0,098883

5,17+_0,088192

14,18+_0,079232

11,22+-0,104616

4,92+_0,030732

14,77+_0,091894

26,15+_0,08465 6 26,32+_0,12224 7 26,70+_0,08944 3 27,2+_0,065405

11,33+_0,108525

4,70+_0,085635

14,78+_0,113774

11,62+_0,040139

4,87+_0,061464

14,98+_0,054263

27,57+_0,11155 5 27,62+_0,07031 7

Список використаної літератури Показники здоров’я населення та використання ресурсів охорони здоров’я в Україні за 1991 (1992–2005) рік: Збірник МОЗ. — Київ, 1992 (1993–2006). Лінський І. В., Мінко О. І., Первомайський Е. Б., Мінко О. О. Минуле, сьогодення і майбутнє залежності від психоактивних речовин в Україні з точки зору популяційної екології // Український медичний альманах. — 2005. — Т. 8, № 4 (додаток). — С. 116–118. Лінський І. В., Голубчиков М. В., Мінко О. І., Первомайський Е. Б., Дьяченко Л. І., Петриченко О. О., Мінко О. О. Актуальні тенденції поширення залежності від психоактивних речовин в Україні: Щорічний аналітичний огляд. — Харків, 2005. — Вип. 2. — 31 с. Шигеев С.В. Судебно-медицинская экспертиза интоксикаций опиатами: Автрореф.дис...д-ра мед. наук: 14.00.24 – "Судебная медицина". – М, 2007. – 41 с. Долова А.И. Особенности состояния пародонта у пациентов, страдающих наркотической зависимостью / А.И. Долова, JI.H. Казарина // Нижего-родский медицинский журнал. 2004. - № 2. -С. 107-109.

106

MESH - ассоциированные осложнения в хирургии пролапса гениталий Шалаев Олег Николаевич профессор кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН, д.м.н., профессор Салимова Лейла Яшпровна врач акушер и гинеколог ГКБ №12, д.м.н. Ордиянц Елена Георгиевна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Парсаданян Софья Араратовна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Ограниченное использование сетчатых имплантатов, особенно в молодом возрасте, продиктовано высоким риском развития mesh-ассоциированных осложнений, а именно, эрозий и неполного заживления слизистой влагалища (L.Brubaker, 2009). Контингент обследованных. В проспективное исследование было включено 180 женщин с пролапсом гениталий различной степени тяжести (более II степени POPQ), оперированных и наблюдавшихся в период с 2006 по 2011 годы (срок наблюдения составил 5 лет). Всем женщинам проводилось хирургическое лечение пролапса гениталий трансвагинальным доступом с использованием синтетического имплантата системы Пролифт® и Пелвикс® для переднего, заднего отделов или полной реконструкции тазового дна, удовлетворяющих патогенетической концепции экстраперитонеального неофасциогенеза. Согласно современной классификации mesh-осложнений по категории, времени и месту возникновения – CTS (ICS/IUGA, 2010), все осложнения, связанные с установкой сетчатых имплантатов необходимо разделить на местные, системные и осложнения связанные с повреждением окружающих тканей. Общее обозначение всех осложнений термином “эрозия” не всегда удовлетворяет клиническим проявления и в настоящее время не используется. Данная классификация позволяет суммировать все осложнения в коды и числовые обозначения. Количество общих осложнений, связанных с установкой сетчатого имплантата составило 12,4%. Из них осложнения, ограниченные влагалищной стенкой, составили 9,6% за счет сморщивания и сокращения в размере сетчатого имплантата 2,4%. Сморщивание протеза сопровождалось бессимптомным проявлением в 2,4%; у одной пациентки сморщивание протеза в дистальном отделе сопровождалось явлениями диспареунии. Данный вид осложнений развился через 7-10 месяцев (Т3) после операции и располагался латерально имеющемуся рубцу (S2). Появление сетки над поверхностью стенки, в сочетании с диспареунией, кровянистыми выделениями отмечалось в 1,2% и потребовало иссечения части сетчатого имплантата во всех случаях. Из

107

осложнений, необходимо отметить 0,8% случаев выбухания сетки над поверхностью влагалищной стенки (“эрозия”) в месте шва (S1), развившихся через 4-5 мес после операции (T2) в апикальном отделе и потребовавшие хирургического удаления с последующим наложением швов и местного использования антибактериальных препаратов. Хирургическое вмешательство было выполнено в 3,2% данных осложнений под местной и общей анестезией. Прорастание сетки над поверхностью слизистой влагалища с воспалением («эрозии») в нашем исследовании отмечали в 0,8% случаев, а у зарубежных коллег варьировали от 3,1 до 13,3%. Данный вид осложнений зарегистрирован в подгруппе с тотальным неофасциогенезом и сопутствующей гистерэктомией и локализовались в куполе влагалища в сочетании с поперечным сморщиванием сетки. При этом пациентки предъявляли жалобы на выделения с неприятным запахом из половых путей, кровянистые выделения, а также болезненность при половом акте у одной пациентки. Выбухание сетки над поверхностью стенки влагалища в области шва в виде неполного заживления слизистой у оперированных нами пациенток выявлено у 6,2%, по данным других исследователей – от 2,1 до 25%. Частота развития поздних осложнений, таких как, неполное заживление и эрозия стенки влагалища, выше среди пациенток с тотальным неофасциогенезом а при сочетании с гистерэктомией частота их увеличивается в 1,5 раза. Среди пациенток с коррекцией заднего отдела данных осложнений не выявлено. Количество mesh-ассоциированных осложнений с использованием проводников напрямую зависит от совершенствования техники операции. Так, нами установлено снижение количества эрозий и неполного заживления слизистой в течение пяти лет с заметной регрессией этого показателя в последующих операциях. Дополнительная фиксация нижнего края имплантата к передней поверхности шейки матки при реконструкции переднего отдела позволила избежать сморщивания сетки в результате ее отрыва от точки фиксации и также снизить количество осложнений до 0,4% в данном отделе. С целью лимитирования рассечения слизистой, как возможного фактора развития эрозий и неполного заживления, предлагаем использовать метод «туннелирования» - поперечное рассечение слизистой влагалища с последующим проведением сетчатого имплантата в сформированном отделе. Кроме того, использование «сверхлегкой» сетки с диаметром пор менее 70 мкрн при надежной фиксации сетчатого имплантата позволяет значительно снизить количество осложнений. Предложенные пути профилактики осложнений позволят расширить показания к использованию сетчатой технологии в коррекции пролапса гениталий у молодых женщин. Список используемой литературы 1. L.Brubaker PMID: 2009 [PubMed - indexed for MEDLINE] PMCID : PMC1684914

108

Прогностическая значимость генетических факторов в развитии миомы матки и ее сочетании с аденомиозом Ордиянц Ирина Михайловна профессор кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН, д.м.н., профессор Чурносов Михаил Иванович заведующий кафедрой медико – биологических дисциплин медицинского факультета ФГАОУ ВПО БГНИУ, д.м.н, профессор Карданова Виктория Владимировна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Дмитриева Екатерина Владимировна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Несмотря на многочисленные исследования, посвященные изучению этиопатогенеза так называемых «пролиферативных заболеваний», они продолжают оставаться наиболее частыми показаниями к оперативному лечению в гинекологической практике. По поводу миомы матки выполняется до 50-70% оперативных вмешательств в гинекологических стационарах, из которых 60,9-95,5% приходится на радикальные операции, в том числе у совсем юных женщин, не успевших реализовать свою репродуктивную функцию [1, 2]. Существующая в настоящее время гормональная терапия миомы матки и аденомиоза имеет ряд существенных недостатков. После прекращения гормонального лечения у большинства пациенток происходит рецидив клинической симптоматики. Заслуживает также внимания выраженность побочных эффектов и большое число противопоказаний к гормональной терапии. Поэтому актуальной задачей гинекологии является органосохраняющее лечение больных миомой матки и аденомиозом. В последнее время все больше исследований направлено на выявление роли генетических факторов в развитии миомы матки и аденомиоза. Одним из направлений является изучение ассоциаций генетических полиморфизмов, которые могут быть вовлечены в патогенез заболевания. Согласно материалам работы William H. [14], опубликованной в 2007г в журнале « Fertility and Sterility», в формировании миомы матки может быть задействовано более чем 100 генов, многие из которых участвуют в регуляции клеточного роста, дифференцировки, пролиферации. Клинико-генетические работы, направленные на изучение молекулярно-генетических аспектов миомы матки в России немногочисленны и затрагивают в основном гены HLA-системы, факторов роста и ангиогенеза [10], интегринов [6, 7, 8 ], каталитической субъединицы теломеразы [4], ферментов биотрансформации [10] и хемокинов [9]. Изучению генетических основ эндометриоза посвящен ряд работ [3, 5, 11, 12, 13].

109

Цель исследования - определить прогностическую значимость генетических факторов в развитии миомы матки и ее сочетании с аденомиозом. В соответствии с целью и задачами исследования изучено репродуктивное здоровье 200 женщин в возрасте от 18 до 48 лет, из них: 64 с миомой матки (I группа), 33 - с миомой матки в сочетании с аденомиозом (II группа) и 103 - без миомы матки и аденомиоза, контрольная (III) группа. Критерии включения: наличие миомы матки и аденомиоза, верифицированных эхографически, гистероскопически и/или гистологически. Критерии исключения: беременность, злокачественные заболевания женских половых органов. Материалом для исследования послужила венозная кровь в объеме 8-9 мл, взятая из локтевой вены пробанда. Забор венозной крови производили в пробирки с консервантом, содержащим 0,5 М раствор ЭДТА (рН=8.0). Анализ всех локусов осуществлялся методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК. ПЦР локусов проводилась на амплификаторе СFX96 (Bio-Rad) для ПЦР в режиме real time с использованием готовых наборов реагентов производства ФГУП «ГосНИИ генетика». Все обследованные женщины вошли в возрастную категорию от 18 до 48 лет. Средний возраст пациенток с миомой матки (I группа) составил 40,1 ±0,8 лет и с миомой матки в сочетании с аденомиозом (II группа) - 43 ±0,9 лет. Т.е., каждая третья пациентка с миомой матки и аденомиозом была в позднем репродуктивном возрасте (46-48лет). Средний возраст женщин в контрольной группе (III группа) составил 30,5 ± 0,6 лет (p<0,05). До настоящего времени не известно, почему клетки эндометрия, проникнув в толщу миометрия или за пределы матки, не только сохраняют необычайно высокую выживаемость, но и функциональную активность, способность к пролиферации, гиперплазии, а быстрое увеличение миоматозных узлов не сопровождается повышением митотической активности клеток. С целью решения этих вопросов нами были изучены процессы пролиферации и апоптоза (программированной клеточной смерти) с помощью 4 интегринов-индукторов апоптоза и полиморфизмов эстрогенового рецептора альфа. Генетический анализ был направлен на изучение ассоциаций полиморфных маркеров генов эстрогенового рецептора альфа, фактора некроза опухоли альфа (-308 G/A TNFα), лимфотоксина альфа (+250 A/G Ltα), рецептора фактора некроза опухоли 1-го типа (+36 A/G TNFR1), рецептора фактора некроза опухоли 2-го типа (-322 VNTR TNFR2) у пациенток с миомой матки и аденомиозом. Результаты исследования показали, что для всех рассмотренных маркеров в популяционной выборке и для большинства маркеров в группе больных миомой матки и аденомиозом эмпирическое распределение генотипов соответствует теоретически ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга (р>0,05). Среди обследованных нами женщин контрольной группы частота носительства генотипов СС(-397 Т/С) и GG(-351 A/G) ESRα была в 1,6 раза выше, а генотипа - 397 ТТ почти в 2 раза и генотипа -308 GA в 1,4 раз ниже, чем среднепопуляционная.

110

Межгрупповые различия частот встречаемости генотипов изученных полиморфизмов представлены на рис.1. При сравнительном анализе распределения частот генотипов полиморфизмов -397 Т/С и -351 A/G ESRα между группами выявлено, что частота встречаемости гомозиготного генотипа GG полиморфизма (-351 A/G) ESRα была в 1,5-2 раза ниже у пациенток имеющих миому матки в сочетании с аденомиозом по сравнению с женщинами с миомой матки и контрольной группой. В распределении частот других генотипов (AA, AG) полиморфизма (-351 A/G) и (CТ, CC, TT) полиморфизма 397 Т/С достоверных различий не выявлено.

Рис.1 Межгрупповые различия изученных полимирфизмов, %

Анализ частот генотипов полиморфных маркеров -308 G/A TNFα, +250 A/G Ltα показал, что гетерозиготные генотипы -308 GA и +250 GA в 1,5-3 раза реже встречались у пациенток с миомой матки и аденомиозом (II группа) по сравнению с миомой матки (I группа) и контрольной (III группа), а генотип +250 GG в 4-5 раз чаще встречался у пациенток, имеющих миому матки в сочетании с аденомиозом по сравнению с миомой и контрольной группой. В распределении частот других генотипов (GG, AA) полиморфизма -308 G/A TNFα и генотипа AA полиморфизма +250 A/G Ltα достоверных различий выявлено не было. По результатам распределения частот генотипов полиморфного маркера +36 A/G TNFR1 мы получили увеличение частоты встречаемости гомозиготного генотипа +36 АА в I и II группе по сравнению с группой контроля в 2-3 раза. Следует также отметить, что частота встречаемости этого генотипа у пациенток с миомой матки и аденомиозом (II группа) была в 1,5 раза выше, чем с миомой матки (I группа). Концентрация генотипа +36GG и +36 GA была в 2-3 раза больше у женщин с миомой матки (I группа) по сравнению со II и III группой. В распределении частот генотипов полиморфного маркера -322 VNTR TNFR2 достоверных различий выявлено не было. Исследование взаимосвязей полиморфных маркеров всех изучаемых нами генов со средними размерами и объемом матки показало, что для всех генетических полиморфизмов был характерен объем матки, соответствующий 12 нед беременности, что может указывать на определенную роль изученных полиморфизмов в патогенезе развития данных заболеваний. У носителей 111

полиморфизмов -397СС, -351 AG эстрогенового рецептора альфа, -308 GG фактора некроза опухоли альфа, всех полиморфизмов гена Ltα, +36 АА, +36 GG TNFR1 и 2/2 рецептора фактора некроза опухоли 2-го типа в I группе исследования были более высокие значения размеров и объема матки (превышающие 12 нед беременности). Только у носителей генотипов СТ, ТТ АА гена ESRα, AG (+36 A/G) и 2/1 гена TNFR2 размеры матки соответствовали 12 нед беременности. Во II группе исследования наибольший объем матки имели носители генотипов СТ (488 см3), -351 АА (558,3 см3), -351GG (448,4 см3), СС (307 см3) эстрогенового рецептора альфа и гомозиготы 1/1 (362,8 см3) рецептора фактора некроза опухоли 2-го типа. У носителей других генотипов размеры и объем матки не превышали 12 нед беременности. Таким образом, следует отметить, что для прогнозирования и ранней диагностики сочетания миомы матки и аденомиоза более информативен сочетанный анализ полиморфизмов генов эстрогенового рецептора альфа (ESRα), фактора некроза опухоли альфа (TNFα), лимфотоксина альфа (Ltα) и рецепторов фактора некроза опухоли 1-го и 2-го типа (TNFR1, TNFR2). Изучение молекулярных механизмов регуляции апоптоза и клеточной пролиферации открывает новые перспективы для консервативного лечения этих наиболее распространенных заболеваний, а также их профилактики и реабилитации. Список использованной литературы 1. Алтухова О.Б. Распределение молекулярно-генетических маркеров при миоме матки// Алтухова О.Б., Чурносов М.И.//Научные ведомости БелГУ. Серия «Медицина Фармация», 2010.-N16 (87), вып.11.-С.32-37. 2. Возможности негормональной патогенетически обоснованной терапии миомы матки и аденомиоза/ И.С. Сидорова [и др.]// Клиническая гинекология: избранные лекции/ под ред. В.И. Прилепской.-М.: МЕДпресс-информ, 2007.-С.157-162. 3. Г.Т. Сухих, Л.З. Файзуллин, А.В. Квасов. Исследование генетического полиморфизма HLA II класса у пациенток с наружным генитальным эндометриозом. Проблемы репродукции.-2009.-N1.-С.89-92. 4. Ген каталитической субъединицы теломеразы (hTERT) при сочетанных доброкачественных заболеваниях эндо- и миометрия у женщин репродуктивного возраста/Л.В. Адамян [и др.] // Материалы первого регионального научного форума « Мать и Дитя».-Казань, 2007.-С.194195. 5. Определение наследственной предрасположенности к некоторым частым заболеваниям при беременности. Генетическая карта репродуктивного здоровья: метод, реком./ Баранов В.С., Иващенко Т.Э., Ярмолинская М.И. [и др.] CПб., 2009.-68С. 6. Ордиянц И.М. Генетические аспекты гиперпластических заболеваний матки у коренного населения Якутии/И.М. Ордиянц, Н.Р. Степанова//

112

Актуальные вопросы онкогинекологии: сб.науч.тр. межрегион.науч.практ. конф.- Якутск, 2007.-С.36-39. 7. Полина М.Л. Генетические детерминанты гинекологических и маммологических заболеваний женщин репродуктивного возраста: автореф. дис….канд. мед. наук/М.Л. Полина.-М.,2008.-24С 8. Прудникова Н.Ю. Патогенетические аспекты рецидивирующих гиперпластических процессов эндометрия у женщин пре и постменопаузального периода: автореф. дис….канд. мед. наук/ Н.Ю. Прудникова.- М.,2008.-28 С. 9. Роль системы хемокинов в развитии различных клинических вариантов течения миомы матки/Н.В. Кулагина [и др.]// Актуальные вопросы акушерства и гинекологии: материалы межрегион.-научн.-практ.конф., посвященной 65-летию кафедры перинатологии, акушерства и гинекологии лечебного факультета.-Красноярск: Верео, 2007.-С.83-89. 10.Современные представления о молекулярно-генетических основах миомы матки/ О.В. Егорова [ и др.]// Мед.генетика.-2007.-Т.6, N9.-С.11-16. 11.Chae S.J, Kim H, Jee B.C. Tumor necrosis factor (TNF)-TNF receptor gene polymorphisms and their serum levels in Korean women with endometriosis. Am J Reprod Immunol. 2008 Nov; 60(5): 432-9. 12.Dun E.C, Taylor R.N, Wieser F. Advances in the genetics of endometriosis. Genome Med. 2010 Oct 14; 2(10): 75. doi: 10.11861gm 196. 13.Lakshmi K. V, Shetty P, Vottam K. Tumor necrosis factor alpha-c850 T polymorphism is significantly associated with endometriosis in Asian Indian women. Fertil. Steril. 2010 Jul; 94(2): 453-6. doi: 10.1016/ J. ferthstert.2009.03.020. Epub 2009 Apr 25. 14.William H. Etiology, symptomatology, and diagnosis of uterine myomas/ H. William, M.D. Parker// Fertility and Sterility.-2007.-Vol.87,N4.-P.725-736.

113

Связь маркеров дисфункции эндотелия со структурными особенностями тромбоцитов и показателями плазменного звена гемостаза Ордиянц Ирина Михайловна профессор кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН, д.м.н., профессор Василенко Ирина Анатольевна руководитель лаборатории компьютерной цитоморфометрии ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова Минздрава России Побединская Олеся Сергеевна докторантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Алиева Элина Аркадьевна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН У 45-88,6% женщин в первые недели гестации самопроизвольному прерыванию беременности предшествует гибель эмбриона [8]. На конгрессе FIGO в Куала-Лумпуре (2006) был поставлен знак равенства между несостоявшимся выкидышем и хроническим аутоиммунным эндометритом, который встречается у 75% женщин с ранними репродуктивными потерями. В настоящее время установлено, что для реализации процессов имплантации, роста и развития эмбриона необходимо создание в эндометрии матери состояния иммунной супрессии, что ведет к формированию защитного барьера и предотвращает отторжение наполовину чужеродного плода [11]. По данным В.М. Сидельниковой и соавт., у женщин, страдающих привычным невынашиванием, вне беременности диагноз хронического эндометрита гистологически верифицирован у 73,1%, у 86,7% выявлена персистенция условно-патогенных микроорганизмов в эндометрии, что, безусловно, может служить причиной активации иммунопатологических процессов [6, 7]. При этом патогенетическими механизмами структурно-функциональных изменений эндометрия при хроническом эндометрите являются нарушения иммунореактивности организма [9], тромбоцитарного и плазменного звеньев гемостаза, связанных с гиперкоагуляцией, изменением гетерогенности циркулирующей популяции тромбоцитов, гиперфункцией тромбоцитов (повышение активности) [3, 4], дисбаланс в системе цитокинового статуса, связанный со снижением противовоспалительных и увеличением провоспалительных цитокинов, а также продукции специфического (АМГФ) белка, снижающих имплантационный потенциал эндометрия и препятствующих успешному развитию беременности [2]. В доступной нам литературе не удалось найти исчерпывающих сообщений о детальном изучении дисфункции эндотелия и его влиянии на тромбоцитарное звено гемостаза при ранних репродуктивных потерях, что послужило основанием для детального

114

изучения их роли в прогнозировании осложненного течения первого триместра беременности. Цель исследования - выявить связь маркеров дисфункции эндотелия со структурными особенностями тромбоцитов и изменениями показателей плазменного звена гемостаза. Материалы и методы исследования. В соответствии с целью и задачами исследования нами были обследованы 139 беременных в первом триместре, из них: 27 – с неосложненной беременностью в сроки 6-12 нед. (I группа), 30- с угрозой самопроизвольного аборта (II группа), 42 – со спонтанным абортом (III группа) и 40 – с неразвивающейся беременностью (IV группа). Критерии включения в основные группы: возраст 18-45 лет; наличие абортов и репродуктивных потерь в анамнезе; отсутствие инекологических и экстрагенитальных заболеваний в острой и подострой стадиях. Критерии исключения: пациентки с антифосфолипидным синдромом. Определение маркеров дисфункции эндотелия (эндотелина-1, оксида азота, E-селектин) в периферической крови осуществлялось с помощью иммуноферментного анализа. Витальная компьютерная фазометрия биообъектов. Для прижизненной оценки морфофункционального состояния тромбоцитов периферической крови использовали метод компьютерной динамической лазерной фазометрии, представляющей совокупность способов пробоподготовки, компьютерной системы анализа изображений, алгоритмов измерений и идентификации фазовых портретов клеток, методов статистической обработки данных. Результаты собственных исследований и их обсуждение. Средний возраст обследованных женщин составил 28,62,1 лет. Детальное изучение функционального состояния эндотелия спиральных артерий показало, что у большинства женщин с ранними репродуктивными потерями на момент обследования было обнаружено снижение компоненты оксид азота (NO) в сыворотки крови. Результаты исследований показали, что при угрозе прерывания беременности отмечается тенденция к снижению уровня NO по сравнению с аналогичным показателем при неосложненной беременности. Что касается пациенток с неразвивающейся беременностью, то NO был снижен в 2,5 раза по сравнению с аналогичным показателем у женщин с неосложненной беременностью. Аналогичные изменения отмечены и при изучении маркера Еселектин: при угрозе прерывания беременности Е-селектин в 1,5 раза ниже, в при неразвивающейся беременности – в два раза ниже, чем при неосложненной беременности. При изучении ЭТ-1 выявлено увеличение данного маркера у пациенток с неразвивающейся беременностью в среднем в пять раз по сравнению с другими группами обследованных женщин. Снижение показателей концентрации NO которое является основным стимулятором образования цГМФ, ведёт к снижению количество цГМФ, что увеличивает содержание кальция в тромбоцитах и гладких мышцах. Ионы кальция - обязательные участники всех фаз гемостаза и сокращения мышц.

115

Снижение показателей NO у женщин с ранними репродуктивными потерями можно объяснить вазоконстрикцией маточным сосудов и активацией агрегации тромбоцитов. Согласно современным представлениям, тромбоциты играют ведущую роль в запуске процесса тромбобразования. Проведенные исследования показали, что при угрозе, самопроизвольном прерывании и неразвивающейся беременности зарегистрировано достоверное снижение количества тромбоцитов по отношению к показателям при угрозе, неразвивающейся беременности и самопроизвольном прерывании (207,2 ± 13,4 х109 /л.; 226,3 ± 17,3 х109 /л.; 213,6 ± 16,2 х109 /л., соответственно). У большинства женщин с ранними репродуктивными потерями на момент обследования были обнаружены нарушения в системе гемостаза, свидетельствующие об увеличении потенциала свертывания крови (гиперкоагуляции). Данные гемостазиологических исследований суммированы в табл.1. Таблица 1 Результаты гемостазиологических исследований периферической крови беременных (М±δ) Группы

Плазменное звено

Неосложненная беременность Угроза выкидыша

32,7 ± 2,7

2,7 ± 1,5

94,4 ± 3,1

Тромбоцитарно е звено Агрегация тромбоцитов (АДФ),% (3050) 33,3 ± 5,8

28,6 ± 2,3*

4,2 ± 0,2*

97,1 ± 3,1

37,3 ± 6,9

Самопроизвольный выкидыш Неразвивающаяся беременность

30,1 ± 1,2

4,1± 1,7*

89,8 ± 7,1*

42,5 ± 7,1*

27,1 ± 2,2*

3,9 ± 2,1*

85,7 ± 6,2*

31,7 ± 5,3

N АЧТВ, сек (30-40)

Фибриноген, г/л (2-4)

Протромбиновы й индекс, % (90-105)

*- достоверность различий по сравнению с группой «неосложненная беременность» (р<0,05 Показателем активации внутреннего пути свертывания служит уменьшение величины АЧТВ. У пациенток с неразвивающейся беременностью выявлено снижение показателей АЧТВ в 1,2 раза. При угрозе прерывания беременности отмечается тенденция к увеличению уровня фибриногена по сравнению с аналогичным показателем при неосложненной беременности. В группе со спонтанным абортом и неразвивающейся беременностью количество фибриногена превышает показатели при неосложненной беременности в 1,5 раза. Протромбиновый индекс, характеризующий внешний путь свертывания, при неосложненной беременности составил 94,4±3,1% и достоверно уменьшался в группе со спонтанным абортом и неразвивающейся беременностью в 1,2 раза. Анализ агрегационной активности клеток, стимулированных АДФ, выявил достоверное увеличение агрегации

116

тромбоцитов при спонтанном аборте по сравнению с такими же показателями при Неосложненной беременности. Активация тромбоцитов приводит к изменению их формы из дисков в сферы - активированные клетки, с повышенной способностью к адгезии, образованию агрегатов и секреции биологически активных соединений, непосредственно участвующих или влияющих на гемостаз [5, 10]. Использованный нами в работе метод компьютерной морфометрии живых тромбоцитов является практически единственной возможностью оценить в режиме реального времени изменения структуры и функции этих клеток. Ретроспективный анализ литературы и полученная нами база данных фазовоинтерференционных изображений клеток позволили выделить и идентифицировать 4 морфологических типа живых тромбоцитов, характеризующих ту или иную степень их активации. Основой для дискриминации структурно измененных клеток служили различные варианты их формы, характера рельефа поверхности, наличие псевдоподий, их количество и величина. В условиях физиологической нормы подавляющее большинство тромбоцитов было представлено плоскими, округлыми клетками с гладкой или складчатой поверхностью ― «гладкие» и «рифленые» дискоциты, соответствующие I типу [1]. Ко II морфологическому типу тромбоцитов были отнесены клетки округлой или неправильной формы с гладкой или складчатой поверхностью и 1–3 короткими (меньше диаметра клетки) отросткамипсевдоподиями, являющимися выростами поверхностной мембраны – «эхиноциты» 1 класса. Клетки, имеющие около 2-5 длинных (больше диаметра клетки) отростков - «антенн», представляли III тип и отличались большим многообразием форм: от плоских дисков до клеток неправильной причудливой формы – «эхиноциты» 2 класса. Тромбоциты неправильной формы с неровной бугристой поверхностью, большим количеством отростков различной длины и многочисленными вакуолями были отнесены к IV морфологическому типу дегенеративно-измененным клеткам. В наших исследованиях у женщин с физиологическим течением беременности 56% тромбоцитов представлены клетками «покоя», 28% тромбоцитами с низким уровнем активации (II тип). Количество клеток с длинными отростками - «антеннами» составляет 11%(III тип), а дегенеративноизмененных (IV тип) - всего 5%. У беременных с угрозой прерывания беременности на сроке гестации 8-12 недель процент тромбоцитов «покоя» составил 57%; около 26% клеток представлены эхиноцитами с короткими отростками (II тип); практически 12% относятся к III типу, а число дегенеративно-измененных клеток составили 5%. Для популяции тромбоцитов в условиях неразвивающейся беременности характерна следующая морфологическая картина: значительное уменьшение в циркуляции тромбоцитов «покоя» (до 45%) и высокое содержание активированных клеток (32% - тромбоцитов II типа; 14% - III типа) увеличение дегенеративноизмененных тромбоцитов IV типа до 9%), а в популяции тромбоцитов в

117

условиях самопроизвольного прерывания беременности выявлено значительное уменьшение в циркуляции тромбоцитов «покоя» (до 46%) и высокое содержание активированных клеток (30% - тромбоцитов II типа; 15% - III типа) и также высокое содержание дегенеративно-измененных тромбоцитов IV типа до 9%). Таким образом, у пациенток с невынашиванием ранней беременности на фоне резкого снижения числа тромбоцитов покоя (45%), увеличено содержание клеток с низким (32%) и высоким уровне активации (15%) при значительном, практически двукратном повышении процента дегенеративных тромбоцитов (9%). По-видимому, такое состояние можно квалифицировать как состояние напряжения с признаками декомпенсации. В табл.2 суммированы средние в популяции размерные показатели тромбоцитов периферической крови. Обращает внимание увеличение средних по популяции значений диаметра (на 10% и более), периметра (на 8,5%) и площади (на 11%) циркулирующих тромбоцитов у женщин с физиологической беременностью. Таблица 2 Размерные параметры тромбоцитов периферической крови (М±m) Группы

Диаметр (D), мкм

Периметр (P), мкм

Высота (H), мкм

Площадь (S), мкм2

Объем (V), мкм3

Неосложненная беременность

2,9  0,8*

8,4  3,7

1,17  0,4*

5,1  1,2*

1,7  0,2*

Угроза выкидыша

3,2  1,2*

8,9  3,4*

1,0  0,4*

5,6 1,8*

1,5  0,7

Самопроизвольн ый выкидыш

3,90,1*

8,93,7 *

1,20,4

5,13,8 *

1,71,3

3,451,2*

9,74,7 *

1,00,4 *

7,09 3,0*

2,461,8*

Неразвивающаяс 47 я беременность

*- достоверность различий по сравнению с группой «физиологическая беременность» (р<0,05) Является очевидным, что по сравнению с клетками женщин с физиологическим течением беременности, тромбоциты женщин с угрозой прерывания беременности достоверно отличаются большими значениями диаметра и площади (на 12 и 11%, соответственно), в то время как высота, периметр и объем клеток снижаются (на 17, 6 и 6%, соответственно). Вероятнее всего, это связано с появлением в кровеносном русле большего числа активированных тромбоцитов с характерным рельефом поверхности и наличием отростков-псевдоподий. При неразвивающейся беременности максимальные средние значения диаметра, периметра, площади и объема тромбоцитов увеличиваются на 19,2%; 15,9%; 39,1% и 44,4%, соответственно. Полученные результаты демонстрируют, что в I триместре неосложненной беременности наблюдались вполне определенные адаптивные изменения 118

системы гемостаза, заключающиеся в повышении коагуляционной способности крови; в изменении основных размерных параметров клеток (увеличении диаметра, периметра, площади и объема, но снижении их фазовой высоты); повышении уровня активационного статуса тромбоцитов. При самопроизвольном прерывании беременности происходят выраженные нарушения тромбоцитарного звена гемостаза, которые проявлялись как в изменении морфологии клеток, так и в изменении их функциональной активности. При этом следует отметить, что у пациенток с неразвивающейся беременностью нарушения в системе гемостаза, как плазменного, так и тромбоцитарного звеньев носили более выраженный характер. Полученные результаты имеют важное значение поскольку точное знание адаптивных изменений системы гемостаза при невынашивании ранней беременности позволяет проводить более успешную диагностику возможных гемостазиологических осложнений в акушерстве, дифференцировать физиологическую гиперкоагуляцию и патологическую активацию гемостаза, проводить целенаправленную коррекцию выявленных дефектов. В жизнедеятельности организма процесс тромбообразования может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Известно, что именно тромбоциты играют важную роль в механизмах гемостаза, особенно в реализации первичного гемостаза. Наиболее выраженные нарушения гемостаза выявлены у пациенток с самопроизвольным прерыванием и неразвивающейся беременностью. Использование эндотелии сосудов и выделяемые вещества и их влияние на тромбоцитарного звена гемостаза, в практическом акушерстве является целесообразным и оправданным, поскольку позволяет в рамках одного метода оперативно, выявить уровень функциональной полноценности циркулирующих клеток и охарактеризовать возможные изменения показателей тромбоцитов в традиционных функциональных тромбоцитарных тестах. Таким образом, патогенетическими механизмами структурнофункциональных изменений плацентарного ложа матки являются: дисфункция эндотелия сосудов (снижение уровней оксида азота, Е-селектина и увеличение ЭТ-1); тромбоцитарного и плазменного звеньев гемостаза, связанных с гиперкоагуляцией, изменением гетерогенности циркулирующей популяции тромбоцитов, гиперфункцией тромбоцитов (повышение активности) на фоне сочетаных гемокоагуляционных расстройств с выраженным тромбообразованием и распространенной воспалительноклеточной лейкоцитарной инфильтрацией стромы, снижающих имплантационный потенциал эндометрия и препятствующих успешному развитию беременности. Список использованной литературы 1. Гаспарян С.А., Чотчаева С.М., Василенко И.А., Кастрикина И.С. Структурно-морфологические особенности тромбоцитов периферической крови при неразвивающейся беременности// Журнал акушерства и женских болезней. 2009. Т. LVIII. № 3, с. 7-11.

119

2. Дондуп О. М. Белки острой фазы патогенетические маркеры воспалительного процесса при невынашивании беременности инфекционного генеза/О.М. Дондуп: Автореф. дис….канд. мед. Наук. – М., - 4 с. 3. Лифенко, Р.А. Морфофункциональные особенности тромбоцитов и эритроцитов в структуре гестационной адаптации системы гемостаза /Р.А. Лифенко: Автореф. дис. … канд. мед. наук. – М., 2010. – 22 с. 4. Макаева, Д.А. Цитоморфометрическое прогнозирование невынашивания ранней беременности /Д.А. Макаева: Автореф. дис. … канд. мед. наук. – М., 2011. – 22 с. 5. Репина М. А., Сумская Г. Ф., Лапина Е. Н. Наследственные нарушения системы гемостаза и беременность //Методические рекомендации, СПб, Изд-во «Н-Л. – 2008. 6. Серов В.Н., Сидельникова В.М., Жаров Е.В. Привычное невынашивание беременности: современные представления о патогенезе, диагностике и лечении. //В помощь практическому врачу. 2008. С.28-41. 7. Cидельникова В. М. Невынашивание беременности — современный взгляд // Doctor.ru - 2009.- № 6 (50).- С. 42-46. 8. Скворцова М.Ю., Подзолкова Н.М. Профилактика репродуктивных потерь и осложнений гестации у пациенток с невынашиванием беременности// Гинекология №1, том 12 , 2010, с.46-49. 9. Стрижова Т. В. Повторные потери беременности: роль хронического эндометрита (патогенез и диагностика)/ Т.В. Стрижова: Автореф. дис….канд. мед. наук. - М.,2012.- 3 с. 10.Шитикова А. С. Тромбоцитопатии, врожденные и приобретенные //СПб.: ИИЦ ВМА. – 2008. 11.Ящук А.Г., Попова Е.М., Юлбарисова Р.Р., Млормаева А.В. Иммунный статус у женщин с неразвивающейся беременностью. // Российский вестник акушера-гинеколога. 2011. Т. 11. № 5. С. 16-19.

120

Уровень экспрессии эстрогеновых, прогестероновых и андрогеновых рецепторов и соотношение их изоформ в эндометрии при гиперпластических процессах в эндометрии и в молочных железах Ордиянц Ирина Михайловна профессор кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН, д.м.н., профессор Забозлаев Федор Георгиевич профессор кафедры патологической анатомии Российской академии постдипломного образования, д.м.н., профессор Аракелов Сергей Эрнестович докторант кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Павлова Екатерина Андреевна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Дмитриева Екатерина Владимировна аспирантка кафедры акушерства и гинекологии с курсом перинатологии ФГБОУ ВПО РУДН Патогенетические механизмы развития пролиферативных заболеваний органов репродуктивной системы не однозначны: еще с 90-х годов прошлого века ведущую роль в развитии гиперпластических процессов отводят повышенной концентрации эстрогенов [4, 11] - абсолютной [12] или относительной гиперэстрогении [17, 20] нарушению баланса гидроксиметаболитов эстрогенов [10, 14, 19], но в то же время у пациенток с нормальным, двухфазным менструальным циклом и гормональным профилем в пределах референтных значений, выявляют гиперпластические заболевания матки и молочных желез [5]. Разнообразие результатов, вероятно, объясняется тем, что решающее значение в возникновении заболеваний молочных желез и эндометрия имеет не абсолютная концентрация гормонов в крови, а состояние рецепторов к половым стероидам в ткани [3, 4, 6, 8, 15]. Мнение различных исследователей о содержании рецепторов в измененных тканях эндометрия и молочных желез неоднозначно [1, 13], хотя большинство авторов и отмечают зависимость их содержания от характера гистологической картины [2, 9, 16, 18]. Цель исследования - определить уровень экспрессии эстрогеновых, прогестероновых и андрогеновых рецепторов и соотношение их изоформ в эндометрии при гиперпластических процессах в эндометрии и в молочных железах. Учитывая то, что половые гормоны реализуют свое эндокринное действие по средством связывания со стероидными рецепторами, было принято решение оценить уровень экспрессии и соотношение изоформ ЭР, ПР и АР в эндометрии

121

пациенток с пролиферативными заболеваниями эндометрия и молочных желез, чтобы проанализировать их роль в генезе гиперпластического процесса. Нами было проведено иммуногистохимическое исследование эндометрия у 41 пациентки: I группа- 13 женщин с неизмененным эндометрием и гиперпластическим процессом в молочных железах, II группа –12 пациенток с ГПЭ и неизмененными молочными железами, III группа- 16 больных с сочетанным гиперпластическим процессом, как в эндометрии, так и в молочных железах. Результаты иммуногистохимической реакции оценивали в баллах по шкале Allred (сумма баллов количества иммуноокрашенных клеток и интенсивности окрашивания). Для этого количество ИГХ-позитивных клеток оценивали в баллах следующим образом: 0=0% клеток, 1=0,1–1% клеток, 2=2–10% клеток, 3=11–33% клеток, 4=34–66% клеток, 5=67–100% клеток, а интенсивность окрашивания оценивали в баллах следующим образом: 0 – полное отсутствие продукта реакции или выявление его в цитоплазме и ядрах менее 5% (экспрессия отсутствует), 1 – выявление продукта реакции в цитоплазме и ядре от 5 до 40%, распределенного фокально или диффузно (экспрессия слабая), 2 – выявление продукта реакции в цитоплазме и ядре от 40 до 70%, распределенного фокально или диффузно (экспрессия умеренная), 3 – выявление продукта реакции в цитоплазме и ядре более 70%, распределенного диффузно (экспрессия выраженная). Экспрессию стероидных рецепторов в ядрах клеток эпителия желез и стромы оценивали также по методу гистологического счета H-score по формуле S = 1а + 2b + 3с, где а — слабо окрашенные ядра клеток, %; b — умеренно окрашенные ядра клеток, %; с — сильно окрашенные ядра клеток. Оценка иммуногистохимической реакции на рецепторы к эстрогенам, андрогенам и прогестерону производилась по балльной системе H-score: 0-10 отсутствие рецепции, 11-100 слабая рецепция, 101-200 умеренная и 201-300 выраженная рецепция. У пациенток I группы (с изолированным гиперпластическим процессом в молочных железах) концентрация ЭР и ПР оказалось статистически значимо выше в фазу пролиферации, чем в фазу секреции. При ДДМЖ фаза секреции характеризуется статистически значимо крайне слабой экспрессией ПР (10,5±3,2), слабой экспрессией ЭР в железах (56,4± 3,6) и недостоверным отсутствием экспрессии АР как в железах, так и в строме. Фаза пролиферации характеризуется тенденцией к усиленной экспрессии АР (р>0,05). Статистически значимой оказалась умеренная экспрессия ПР (в железах 179,3± 9,4 и строме 148,2±6,7) и выраженная экспрессия ЭР (в железах 226,1± 5,3 и строме 218,9±7,8). У пациенток II и III групп при внутригрупповом анализе статистически значимых различий выявлено не было, но при объединении данных получены следующие результаты: в гиперплазированном эндометрии выявлена статистически значимая выраженная экспрессия ПР в строме (279±7,3), при полипах- умеренная экспрессия ПР в строме (159±6,8). При полипах

122

эндометрия характерно снижение экспрессии ПР по сравнению с гиперплазированным эндометрием, причем при первично выявленном полипе концентрация ПР статистически значительно меньше. При первично выявленном полипе также отмечен минимальный уровень экспрессии и ЭР, а для рецидивирующего полипа и первично выявленной гиперплазии характерно значительное повышение уровня его экспрессии. Слабый уровень экспрессии АР был обнаружен в строме при полипах (73,6±4,8) и умеренный- в гиперплазированном эндометрии (118,3±6,1), но данные были статистически не достоверны. В то же время при межгрупповом анализе у женщин с сочетанным гиперпластическим процессом (в III группе) выявлено повышение уровня экспрессии ЭР по сравнению с процессом, локализованным только в эндометрии (II группа), и повышение уровня ПР и АР- в сравнении с процессом, локализованным только в молочных железах (I группа). Таким образом, У пациенток с ДДМЖ и гистологически неизмененным эндометрием экспрессия ЭР и ПР статистически значимо выше в фазу пролиферации, чем в фазу секреции. У пациенток с гиперплазией эндометрия и неизмененными молочными железами происходит снижение экспрессии ЭР и ПР и повышение экспрессии АР, при полипе концентрация ЭР и ПР – минимальна. Для пациенток с сочетанным гиперпластическим процессом характерно повышение уровня экспрессии ЭР по сравнению с процессом локализованным только в эндометрии, и повышение уровня ПР и АР- с процессом локализованным только в молочных железах.

4. 5.

Список использованной литературы Бреусенко В.Г., Савельева Г.М., Голова Ю.А., и др. Лечение гиперпластических процессов эндометрия в периоде постменопаузы // Акушерство и гинекология.- 2009.- №4.- С. 19-23. Коган И.Ю. Гиперпластические процессы в молочных железах у женщин (патогенез, диагностика, прогнозирование течения).Дис. … д.м.н.- СПБ, 2008. Манухин И.Б., Тихомиров А.Л., Крамар В.А. и др. Нерешенные проблемы терапии сочетанных доброкачественных новообразований гормонально зависимых органов.//Русский медицинский журнал.- 2010.- Том 8, № 4.С. 176- 179. Молочные железы и гинекологические болезни / под ред. В.Е. Радзинского.- М., 2010. Мусина Е.В. Механизмы влияния и эффективность препаратов прогестерона при фиброзно-кистозной болезни молочных желез в репродуктивном возрасте: Автореф. дис. …к.м.н.- СПБ, 2011 Овсянникова Т.В. Возможности терапии дисгормональной патологии молочных желез, сочетающейся с гинекологическими заболеваниями // Русский медицинский журнал.- 2009.- Том 17, № 16.- С. 1018-1021.;

123

7. Плаксина Н.Д., Ордиянц И.М., Узденова А.И. Здоровье женщины с гиперпластическими процессами эндометрия // Вестник РУДН . Сер. «Медицина. Акушерство и гинекология». – 2009.- №5.- С. 97-99. 8. Стрижаков А.Н.., Давыдов А.И., Пашков В.М., и др. Доброкачественные заболевания матки / М.: ГЭОТАР-Медиа.- 2011. 9. Шапиевский Б. М. Дифференцированный выбор метода лечения гиперпластических процессов эндометрия в перименопаузальном периоде: Автореф. дис. …к.м.н.- М., 2009. 10.Эстрогены: от синтеза до клинического применения/ под ред В.П.Сметник.- М.: Практическая медицина,2012.- 176 с.: ил. 11.Bassard J.E., Mutterer J., Duval F., Werck-Reichhart D.A. Novel methods for monitoring the localization of citochromes P450 and other endoplasmic reticulum membrane associated proteins: a tool for investigationg the formation of metabolons//FEBS J.- 2012.- Vol. 279(9).- Р.1576-1583. 12.Boyd N., Martin L., Chavez S., Gunasekara A., Salleh A., Melnichouk O., Yaff e M.,Friedenreich C., Minkin S., Bronskill M. Breast-tissue composition and other risk factors for breast cancer in young women: a cross-sectional study // Lancet Oncol.- 2009.- №10.- Р. 569-580. 13.Hicks D.G. Immunohistochemistry in the diagnostic evaluation of breast lesions// Appl Immunohistochem Mol Morphol.- 2011.- Vol. 19(6).- Р. 501-5. 14.Huang J., Sun J., Chen Y., Song Y., Dong L., et al. Analysis of multiplex endogenous estrogen metabolites in human urine using ultra-fast liquid chromatography-tandem mass spectrometry: a case study for breast cancer//Anal Chim Acta.- 2012.- Vol. 711.- Р. 60-68. 15.Kim J. J., Kurita T. and Serdar E.B. Progesterone Action in Endometrial Cancer, Endometriosis, Uterine Fibroids, and Breast Cancer // Endocrine Reviews.- 2013.- Vol. 34.- no. 1.- P. 130-162. 16.Lee A.H. Use of immunohistochemistry in the diagnosis of problematic breast lesions // J. Clin Pathol.- 2013.- Vol. 66(6).- Р. 471-7. 17.Lokate et al. Mammographic density and breast cancer risk: the role of the fat surrounding the fibroglandular tissue // Breast Cancer Research.- 2011.- №13.Р. 103- 111. 18.Marshall E., Lowrey J., MacPherson S., Maybin J.A., Collins F., Critchley H.O., Saunders P.T. In silico analysis identifies a novel role for androgens in the regulation of human endometrial apoptosis//J. Clin Endocrinol Metab.2011.- Vol. 96(11).- Р. 1746-55. 19.Nadia O., Vrieling A., Heinz J., Chang-Claude J.. Estrogen metabolite ratio: Is the 2-hidroxyestrogene to 16α- hidroxyestrogene ratio predictive for breast cancer// Int J Womens Helth.- 2011.- Vol. 3.- 37-51. 20.Valerie A. Mc. Cormack et al. Sex steroids, growth factors and mammographic density: a cross-sectional study of UK postmenopausal Caucasian and AfroCaribbean women//breast Cancer Research.- 2009.- №11.- Р. 38-48.

124

Характеристики клинического течения злокачественных новообразований яичников Елена Николаевна Майсеня к.м.н., врач онколог-хирург Минского городского клинического онкологического диспансера Ежегодно в Беларуси выявляется более 900 больных злокачественными новообразованиями яичников. Хотя злокачественные опухоли яичников составляют около четверти всех раковых заболеваний женских половых органов, они остается основной причиной смертности онкогинекологических больных. Такие особенности клинического течения, как быстрый рост опухоли и ранняя диссеминация по серозным оболочкам, приводят к тому, что в большинстве случаев заболевание выявляется в III и IV стадии [1, 2, 3, 4]. Оказание помощи таким пациенткам представляет собой серьезную медицинскую проблему, требующую выполнения технически сложных и не всегда радикальных операций. Сложность ранней диагностики рака яичников обусловлена отсутствием патогномоничных клинических проявлений на начальных стадиях заболевания. Так, И. С. Сидоровой с соавт. был проведен ретроспективный анализ анамнестических данных 200 женщин с диагнозом рак яичников III − IV стадии [3]. Основными причинами обращения к врачу были: боли внизу живота (65 % больных), увеличение живота (55 %), похудание, слабость, одышка, повышение температуры (50 %), нарушение менструального цикла, кровотечение в менопаузе (7,5 %). Аналогичные данные получили Г. Ю. Батталова, Г. Ш. Ямалетдинова при анализе причин обращения к врачу 513 больных с опухолями яичников [4]. Материалом для исследования послужили клинико-морфологические данные, касающиеся 584 пациенток злокачественными новообразованиями яичников, диагноз у которых был установлен в 2002 – 2009 годах в Минском городском клиническом онкологическом диспансере (МГКОД). Сведения о клинических наблюдениях были получены в результате изучения историй болезни, протоколов оперативных вмешательств и карт амбулаторного наблюдения. В изучаемый материал включены только те случаи злокачественных новообразований, в которых диагноз был подтвержден гистологическим (n = 503) или цитологическим исследованием (n = 81). В зависимости от морфологического строения опухоли клинические наблюдения представлены тремя категориями пациенток, среди которых основной контингент составили больные со злокачественными эпителиальными новообразованиями – 463 (79,3 %). Пограничные опухоли диагностированы в 71 (12,2 %) случае, а неэпителиальные злокачественные новообразования установлены у 50 (8,6 %) пациенток.

125

Из 463 больных злокачественными эпителиальными опухолями яичников I стадия заболевания диагностирована лишь у 102 (22,0 %) пациенток. В большинстве клинических наблюдений установлен распространенный опухолевый процемм: III и IV стадии выявлены в 210 (45,4 %) и 104 (22,5 %) случаях соответственно. При профилактическом осмотре опухоль яичников установлена только у 78 (16,8 %) пациенток, при этом бессимптомное течение отмечено у 47 человек. У 17 (3,7 %) женщин рак яичников выявлен при экстренных хирургических вмешательствах в связи с подозрением на острый аппендицит, холецистит. В 15,3 % случаев (71 пациентка) злокачественные новообразования яичников выявлены при плановых хирургических вмешательствах в гинекологических отделениях стационаров общего профиля. Такие пациентки поступали с диагнозом миома матки либо киста яичников. С жалобами обратились 363 человека, причем большинство пациенток с III – IV стадией рака яичников первично обращались не к гинекологу, а к другим специалистам: терапевту, хирургу и даже кардиологу. Данным больным ошибочно выставлялись диагнозы пневмонии, холецистита или панкреатита, пупочной или паховой грыжи (при метастазах в пупок, увеличенных паховых лимфатических узлах), стенокардии и др. [5]. При начальных стадиях заболевания основными симптомами были: боли/дискомфорт в нижней половине живота, увеличение живота, слабость, дизурические расстройства. Большинство больных с распространенным раком яичников предъявляли жалобы на: боли/дискомфорт внизу живота, увеличение живота, слабость, одышку, похудание, диспепсические и дизурические расстройства (таблица 1). Таблица 1. Характер первых проявлений рака яичников I – II стадия III – IVстадия Симптом Количество Количество 1 больных (% ) больных (%2) Боль/дискомфорт в нижней половине живота 77 (51,7 %) 189 (60,2 %) Увеличение живота 39 (26,2 %) 180 (57,3 %) Похудание 8 (5,4 %) 48 (15,3 %) Одышка 3 (2,0 %) 50 (15,9 %) Симптомы кишечной непроходимости 4 (2,7 %) 33 (10,5 %) Дизурические расстройства 10 (6,7 %) 29 (9,2 %) Слабость 13 (8,7 %) 67 (21,3 %) Повышение температуры 6 (4,0 %) 16 (5,1 %) Метроррагии 25 (16,8 %) 38 (12,1 %)

Примечание 1 – Процент от количества больных с начальными стадиями. Примечание 2 – Процент от общего количества больных с III – IV стадией. Следует отметить, что карциномы яичников довольно часто возникают у пациенток с хроническими заболеваниями репродуктивной системы, включая злокачественные новообразования эндометрия, хронический аднексит, эрозии шейки матки и миомы матки (таблица 2). Данный факт может объясняться 126

несколькими причинами. Во-первых, возможной гиперреактивностью гипоталамо-гипофизарной системы, результатом которой является хроническая гиперэстрогения, и, как следствие, возникают миома матки, злокачественные новообразования эндометрия, дисгормональные дисплазии молочной железы. Вторым предрасполагающим фактором развития злокачественных опухолей яичников могут быть хронические воспалительные процессы в гениталиях. Таблица 2. Сопутствующие заболевания репродуктивной системы у больных раком яичников Заболевание Количество больных, (%) миома матки 53(11,4 %) эрозии шейки матки 44 (9,5 %) хронический аднексит 35 (7,6 %) кисты яичников 20 (4,3 %) полипы цервикального канала/эндометрия 9 (1,9 %) поликистоз яичников 4 (0,9 %) дисгормональные дисплазии молочной железы 6 (1,3 %)

Только у 110 (23,8 %) больных диагноз рака яичников был установлен в течение первых двух месяцев от момента появления симптомов заболевания. Специальное лечение начиналось в среднем через 7,4 месяца от момента появления жалоб. Пограничные эпителиальные опухоли яичников, называемые также карциномами с низким потенциалом злокачественности, характеризуются более благоприятным клиническим течением, чем рак яичников. Как правило, эти новообразования выявляются у женщин репродуктивного возраста и, в отличие от злокачественных эпителиальных опухолей яичников, частота начальных стадий составляет 50 – 80 % [6]. В нашем исследовании пограничные опухоли яичников установлены у 71 пациентки, и в значительном числе наблюдений также диагностированы начальные стадии заболевания. Так, IA стадия имела место в 37 (52,1 %) случаях, IB установлена у 4 (5,6 %) больных, IС диагностирована у 24 (33,8 %) пациенток, I стадия выявлена у 2 (2,8 %) женщин, IIA – в 1 (1,4 %) наблюдении, у 2 пациенток установлена III стадия заболевания. Таким образом, в большинстве случаев пограничные опухоли яичников диагностированы в I стадии опухолевого процесса (67; 94,4 %). При профилактическом осмотре опухоль яичников диагностирована только у 26 (36,6 %) пациенток, остальные женщины обратились с жалобами. У 5 (7 %) пациенток диагноз установлен при экстренных хирургических вмешательствах в связи с клинической картиной «острого живота». В 27 случаях (38 %) карциномы с низким потенциалом злокачественности выявлены при плановых хирургических вмешательствах в гинекологических отделениях общей лечебной сети. Такие пациентки поступали с диагнозом миома матки либо киста яичников [7].

127

По данным литературы, каких-либо специфических клинических проявлений для пограничных новообразований яичников не существует [4]. Согласно проведенному нами анализу, симптомы заболевания также не были патогномоничными. Боли или дискомфорт в нижних отделах брюшной полости наблюдали у 34 (47,9 %) больных. Увеличение живота отмечено у 19 (26,8 %) пациенток, все случаи обусловлены большими размерами опухоли (от 18 до 50 см в диаметре). Реже встречались другие проявления болезни: менометроррагии (n = 3; 4,2 %), в одном случае как проявление синхронного рака эндометрия, общая слабость (n = 3; 4,2 %), дизурические явления (1; 1,4 %). Обращает на себя внимание тот факт, что более половины больных (n = 39; 54,9 %) имели в анамнезе заболевания репродуктивной системы. Чаще всего наблюдались: миома матки, эрозии шейки матки, хронический аднексит (таблица 3). Хирургическое лечение по поводу доброкачественных кист яичников в прошлом выполнено 6 (8,5 %) пациенткам. Таблица 3. Сопутствующие заболевания репродуктивной системы у больных пограничными опухолями яичников. Заболевание Количество больных, (%) эрозии шейки матки 10 (14,1 %) хронический аднексит 9 (12,7 %) кисты яичников 6 (8,5 %) миома матки 18 (25,4 %) полипы цервикального канала/эндометрия 3 (4,2 %)

Специальное лечение у пациенток с пограничными опухолями яичников начиналось в среднем через 9,4 месяца от момента появления жалоб. Только у 14 (19,7 %) больных лечение заболевания начато в течение первых двух месяцев от момента появления симптомов болезни. Среди неэпителиальных новообразований яичников, установленных в 50 случаях, опухоли стромы полового тяжа выявлены у 37 (74 %) пациенток, герминогенные – у 13 (26 %) больных. Опухоли стромы полового тяжа в большинстве случаев выявлены в I стадии заболевания (30; 81,1 %). Это обстоятельство связано с медленными темпами роста опухоли (в большинстве случаев) и наличием гормональной активности [8]. Распространенный опухолевый процесс установлен у 5 пациенток: у 3 больных – III стадия, у 2 – IV стадия. Преобладающим гистологическим вариантом была гранулезоклеточная опухоль, выявленная в 26 (70,3 %) случаях, вторая по частоте – андробластома, установленная в 8 (21,6 %) наблюдениях. Наиболее редкие варианты – текома и неклассифицированная опухоль – встречались у 2 (5,4 %) и 1 (2,7 %) пациентки соответственно. При профосмотре опухоли яичников выявлены у 13 пациенток (35,1 %). На момент установки диагноза 21 (56,8 %) пациентка предъявляла различные жалобы. Наиболее частыми поводами для обращения к врачу были: кровянистые выделения из половых путей – 12 (32,4 %) больных, боли/дискомфорт в нижних отделах брюшной полости – 9 (24,3 %), увеличение

128

живота – у 4 (10,8 %) пациенток. Как известно, опухоли стромы полового тяжа – самые частые гормонпродуцирующие новообразования яичников. Проявление гиперэстрогении отмечено у 19 больных (51,4 %) в виде миомы матки, гиперплазии эндометрия, в том числе атипической, и рака эндометрия (3 случая). У одной пациентки с андробластомой наблюдались симптомы вирилизации [9]. Из 13 пациенток с герминогенными новообразованиями яичников в большинстве случаев установлена III и IV стадии заболевания (7; 53,8 % и 2; 15,4 % соответственно). Преобладающим гистологическим вариантом была незрелая тератома и дисгерминома, диагностированные в 5 (38,5 %) и 4 (30,8 %) случаях соответственно. В единичных случаях встречались другие типы: эмбриональный рак, опухоль эндодермального синуса. В клинической картине герминогенных опухолей преобладающими симптомами были: увеличение живота 5 (38,5 %), боли, дискомфорт в нижних отделах живота 6 (46,2 %), дизурические явления 2 (15,4 %). Таблица 4. Заболевания репродуктивной системы у больных неэпителиальными опухолями яичников Заболевание Количество больных, (%) эрозии шейки матки 6 (12 %) хронический аднексит 4 (8 %) кисты яичников 2 (4 %) миома матки 16 (32 %) полипы цервикального канала/эндометрия 2 (4 %)

Средняя продолжительность от момента проявления первых симптомов заболевания до начала специального лечения составила 8,7 месяцев (от 0,1 до 35,9 месяцев). Выводы. Злокачественные эпителиальные опухоли яичников в большинстве случаев диагностируются в III – IV стадии и характеризуются отсутствием патогномоничных симптомов. Пограничные опухоли яичников встречаются преимущественно у пациенток молодого возраста, обычно диагностируются в I стадии, и также характеризуются отсутствием специфической симптоматики. Среди неэпителиальных новообразований преобладающий гистологический вариант – опухоли стромы полового тяжа, которые благодаря гормональной активности выявляются в начальных стадиях и характеризуются более благоприятным прогнозом. Список использованной литературы 1. Kosenko, I.A. Epidemiologic aspects of ovarian cancer in the Republic of Belarus (2000 – 2006) / I.A. Kosenko // International Congress «Ovarian Cancer» : abstracts, Krakow, 18–21 June 2008 г. / Jagellonian University Faculty of Medicine. – Krakow, 2008. – P. 3.

129

2. Systematic review of adjuvant care for women with stage I ovarian carcinoma / L. Elit [et al.] // Cancer. – 2004. – Vol. 101, № 9. – P. 1926–1935. 3. Анализ причин запоздалой диагностики рака яичников / И.С. Сидорова [и др.] // Акушерство и гинекология. – 2004. – № 3. – С. 34–37. 4. Батталова, Г.Ю. Причины обращения к врачу больных с опухолями яичников / Г.Ю. Батталова, Г.Ш. Ямалетдинова // Материалы III съезда онкологов и радиологов СНГ, Минск, 25–28 мая 2004 г. : в 2 ч. / Науч.исслед. ин-т онкологии и мед. радиологии [и др.] ; гл. ред. В.А. Кадулин. – Минск, 2004. – Ч. 2. – С. 186–187. 5. Шлома, Е.Н. К вопросу клинического течения рака яичников / Е.Н. Шлома, С.Е. Шелкович // Рецепт. – 2008. – Спецвыпуск. – С. 316–318. 6. Restaging surgery for women with borderline ovarian tumors / R. Fauvet [et al.] // Cancer. – 2004. – Vol. 100, № 6. – P. 1145–1151. 7. Пограничные эпителиальные опухоли яичников: клиническое течение и проблемы морфологической диагностики / Е.Н. Шлома, М.В. Фридман, С.Е. Шелкович, Ю.Е. Демидчик // Мед. панорама. – 2009. – № 1 (97). – С. 7–11. 8. Редкие неэпителиальные злокачественные опухоли яичников / Ю.П. Малахов [и др.] // Воен.-мед. журнал. – 2005. – Т. CCCXXVI, № 11. – С. 61–62. 9. Шлома, Е.Н. Опухоли стромы полового тяжа: особенности клинического течения / Е.Н. Шлома, Ю.Е. Демидчик // Чернобыльские чтения – 2009 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Респ. науч.-практ. центр радиационной медицины и экологии человека ; под общ. ред. А.В. Рожко. – Гомель, 2009. – С. 236–238.

130

Модель ВИЧ-инфекции: влияние антиретровирусных препаратов и плюроников на инфицирование клеток человека in vitro Мартынова Екатерина Владимировна – младший научный сотрудник отдела генных и клеточных технологий НОЦ фармацевтики КФУ, Казанский (Приволжский) Федеральный Университет; аспирант кафедры детских инфекций, Казанский Государственный Университет Несмотря на все успехи в области лечения ВИЧ-инфекции за последние десятилетия, после заражения ВИЧ полное избавление от вируса невозможно. Более того, появились новые проблемы, связанные с краткосрочной и долгосрочной токсичностью антиретровирусных препаратов (АРВП) и формированием мутаций резистентности как среди штаммов, циркулирующих в организме отдельных больных, так и среди штаммов, передающихся во время заражения. В большинстве стран Юго-Восточной Азии и Африки показатели заболеваемости и распространенности ВИЧ-1-инфекции выше, чем в Европе и Северной Америке, и продолжают расти [1]. В связи с этим возникает вопрос поиска новых антиретровирусных препаратов и безопасном тестировании этих препаратов. Коллективом авторов была разработана тест-система на основе рекомбинантного лентивируса и культуры клеток человека HEK-293T. Ранее было показано эффективное ингибирование экспрессии белка GFP АРВП [3]. В данной работе были протестированы АРВП отдельно и совместно с плюрониками. Плюроники (англ. Pluronics, также известны как полоксамеры) — принадлежащая компанией BASF торговая марка ряда полимерных соединений, представляющих собой блок-сополимеры полиоксиэтилена и полиоксипропилена. Различное сродство к воде полиоксипропиленовой (гидрофобной) и пролиоксиэтиленовых (более гидрофильных) частей молекулы придает плюроникам в водном растворе свойства поверхностно-активных веществ [4]. Материалы и методы Клетки HEK-293T высевали на 12-луночный планшет из расчёта 70 000 клеток на лунку в 1 мл среды DMEM с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки FBS и антибиотика пенстрепа (Sigma). Клетки инкубировали 2 суток при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2. Для определения титра полученного вирусного раствора проводили подсчет в камере Горяева клеток HEK-293T в контрольной лунке 12-луночного планшета, получено 120 000 клеток в лунке. Затем в лунки добавляли по 500 мкл неразведённого раствора рекомбинантного лентивируса в питательной среде. Клетки инкубировали 12 часов при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2. Среду удаляли, добавляли по 1 мл свежей среды. Инфицированные клетки инкубировали 4 суток при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2.

131

Экспрессию GFP в инфицированных клетках определяли c помощью флуоресцентного микроскопа Leica DMIL с системой видеодокументации DFC420 (Leica). Анализ клеток проводили на проточном цитометре Millipore Guava easyCyte 8HT согласно инструкциям производителя. Эффективность вирусной инфекции составила 11,51%, что соответствует титру вируса 0,8х10 4 колони образующих единиц (КОЕ)/мл. Приготовление растворов антиретровирусоных препаратов и плюроников. В работе использовали препараты, зарегистрированные в РФ и применяемые для лечения ВИЧ-инфекции: Ифавиренц (EFV), Зидовудин (ZDV). Плюроники L121, ПЭ24066, P85, в максимальных нетоксичных концентрациях. АРВП взвешивали на электронных аналитических весах и измельчали в более тонкий порошок стерильными пестиками. Навески препаратов растворяли в растворе DMEM и центрифугировали при 1500g 15 минут для удаления нерастворимых примесей. В качестве исходных растворов применяли растворы препаратов в концентрации 200хСmax. Плюроники находились в жидком состоянии, для определения нетоксичной концентрации пользовались MTS- тестом. Методика проведения MTS-теста: в лунках культурального планшета меняли среду на свежую DMEM (90 мкл), содержащую 10% FBS и 1% смеси антибиотиков пенициллина и стрептомицина, после чего в лунки добавляли 10 мкл реагента MTS. Культуральный планшет инкубировали в течение 1 часа при 37 °С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2. После инкубации проводили измерение оптической плотности на планшетном анализаторе при длине волны 490 нм [2]. Статистический анализ проводили методом t-критерия Стьюдента в программе Microsoft Excel 2007. По данным этого теста выявили максимальные нетоксичные концентрации Плюроников для HEK293T в % (по массе вещества к объёму растворителя) L121 – 0,1% , ПЭ24066 – 0,001%, P85 – 0,001. Исследование эффективности препаратов Клетки HEK-293T высевали на 24-луночный планшет из расчёта 15 000 клеток на лунку в 750 мл среды DMEM с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки FBS и антибиотика пенстрепа (Sigma). Клетки инкубировали 2 суток при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO 2. Клетки из контрольной лунки трипсинизировали и производили подсчёт в камере Горяева. Культуральную среду удаляли и добавляли свежую среду в объёме 250 мкл в каждую лунку. В 24 лунки (по 3 лунки на препарат) добавляли исходные (200*Сmax) растворы АРВП до конечных концентраций 0,1*Сmax, 1*Сmax и 10*Сmax в культуральной среде для каждого препарата. В 18 лунок добавляли растворы Плюроников из расчета по 3 лунки на препарат. Клетки инкубировали 30 минут при 37°С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO 2. Среду удаляли, в лунки добавляли по 250 мкл неразведённого раствора РЛ в питательной среде

132

и соответствующего препарата до требуемой концентрации. Клетки инкубировали 3 часа при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2. Среду удаляли, добавляли по 500 мкл свежей среды. Инфицированные клетки инкубировали 3 суток при 37° С во влажной атмосфере, содержащей 5% CO2. Экспрессию GFP в инфицированных клетках определяли c помощью флюоресцентного микроскопа Leica DMIL с системой видеодокументации DFC420 (Leica). Результаты и обсуждения: Была разработана клеточная модель ВИЧ-инфекции на основе рекомбинантного лентивирусного вектора и культуры клеток человека HEK 293T, которая не представляет опасности при работе в лаборатории второго класса. Данная модель позволяет оценить процессы, происходящие с момента попадания вируса внутрь поражаемой клетки до интеграции генетического материала ВИЧ в ее хромосомный аппарат. Опыт ее создания показал, что инфекция достаточно хорошо и стабильно воспроизводится в культуре клеток человека HEK 293T. Это дало возможность определить наличие антиретровирусной активности у потенциальных и ныне используемых лекарственных препаратов. В сочетании с плюроником наблюдалось более эффективное подавление экспрессии GFP даже в наименьшей концентрации АРВП. Полученные данные говорят о положительной работе тест-системы. Используя модель ВИЧ-инфекции для апробации стандартных АРВП, мы убедились в ее работоспособности и исследовали новые препараты. Такую модель можно использовать в качестве тест-системы для скрининга противовирусных препаратов. А так же исследованы взаимодействия АРВП и Плюрониками, что в дальнейшем может привести к разработке новых лекарственных средств.

1. 2.

Список использованной литературы Хоффман К, К.Р.Ю., Лечение ВИЧ-инфекции 2011. 2011. 736. Barltrop, J. A. and T. C. Owen (1991). "5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4,5dimethylthiazoly)-3-(4-sulfophenyl)tetrazolium, inner salt (MTS) and related analogs of 3-(4,5-dimethylthiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reducing to purple water-soluble formazans as cell-viability indicators." Bioorg. Med. Chem. Lett 1: 611-614. Safe model of HIV infection to assess antiretroviral activity of medical drugs. Golovin, E.V., Mustafin, I.G., Martynova, E.V.,Galeev, O.R., Anokhin, V.A., Rizvanov, A.A. 2012 Sovremennye Tehnologii v Medicine 2012 (1) , pp. 55-60 Vadnere, Madhu, G. Amidon, S. Lindenbaum, and J. L. Haslam. .Thermodynamic studies on the gel-sol transition of some pluronic polyols..International Journal of Pharmaceutics. 22, 207-218 (1984).

133

Стресс: некоторые аспекты изучения Гурьева М.А., ассистент кафедры ЭкУП, ТюмГНГУ Дорошева О.А., студент гр. 109, ТюмГМА В последнее время проблема стресса занимает одно из центральных мест в различных областях психологических исследований. При этом акцент делается на прикладных аспектах изучения этого явления, так как переживание стресса, в первую очередь, связывается с самыми разнообразными негативными влияниями на эффективность деятельности и здоровье человека. Повышенные требования к возможностям человека: легко адаптироваться к новым ситуациям, быстро принимать решения, постоянно расширять круг общения, уметь взаимодействовать с совершенно разными людьми, решать конфликты, изменять стратегии поведения и не бояться изменять самого себя приводят организм к стрессу. С каждым днем ритм жизни человека увеличивается, опережая его готовность к данному ритму и его согласованность с ним. Очень часто человек оказывается не в состоянии соответствовать предъявляемыми требованиями современной жизни. Впервые термин «стресс» в физиологию и психологию ввел Уолтер Кэннон в своих классических работах по универсальной реакции «бороться или бежать». Знаменитый исследователь стресса канадский физиолог Ганс Селье в 1936 г. опубликовал свою первую работу по общему адаптационному синдрому, но длительное время избегал употребления термина «стресс», поскольку тот использовался во многом для обозначения «нервнопсихического» напряжения (синдром «бороться или бежать»). В 1946 г. Селье начал систематически использовать термин. В настоящее время «стресс» подразумевает под собой ответную реакцию организма на экстремальные условия, нарушающие эмоциональное спокойствие и равновесие человека [1]. Стресс - это неспецифический ответ организма на любое предъявление ему требования [3]. Стресс оказывает сильнейшее влияние на организм и здоровье человека. Основные нарушения и недомогания в системах и органах организма, вызванные стрессом представлены на рис. 1.

134

Рис. 1. Основные нарушения в системах и органах организма, вызванные стрессом

Причина стресса может быть внешней и внутренней. Внешние причины – это жизненные изменения, все, что не находится под контролем человека, или же находится в малой степени. А внутренние причины – коренятся в разуме человека, по большей части они рождены воображением. Внешние причины стресса:  большие изменения в жизни;  работа;  трудности в отношениях;  финансовые проблемы;  излишняя занятость;  дети и семья. Внутренние причины:  неспособность принять неопределенность;  пессимизм;  негативный внутренний диалог;  нереалистичные ожидания;  перфекционизм;  отсутствие настойчивости [2]. В процессе эволюции сложилось так, что стрессовые реакции в организме – это реакции борьбы. Те гормоны, которые поступают в кровь, заставляют нас двигаться и бороться за свою жизнь. Современный же человек испытывая стресс, продолжает вести пассивный образ жизни. Данные действия являются абсолютно не верными, так как, когда человек начинает двигаться большая часть крови поступает к мышцам и с ней идут гормоны вызывающие снижение иммунитета, которые приводят к нарушению и недомоганию в системах и 135

органах организма. Для этого психологи разработали ряд мероприятий, представленные на рис. 2, которые помогают бороться со стрессом или избежать его.

Рис. 2. Основные мероприятия по борьбе со стрессом

Избежать стрессов нельзя, вся наша жизнь – это огромный комплекс воздействующих на нас факторов. И многие из этих факторов являются стрессовыми. Ученые говорят о том, что взрослая сформировавшаяся личность должна уметь сопротивляться различным стрессовым ситуациям, не паниковать, а иметь силы действовать спокойно и рационально. Мы никак не можем повлиять на факторы, приводящие нас в стрессовые ситуации, но мы можем влиять на себя, на свою реакцию, в умении правильно направлять свои эмоции и контролировать их, в этом скрыт главный секрет стрессоустойчивостью. Список использованной литературы 1. Ведяев Ф.П., Воробьева Т.М. Модели и механизмы эмоциональных стрессов. - Киев: Здоров`я, 1983. - 136 с. 2. Доскин В.А. Профилактика экзаменационного стресса // Школа и психическое здоровье учащихся / Под ред. С.М. Громбаха. - М.: Медицина, 1988. 3. Эмоциональный стресс / Под ред. Л.Леви. - Л.: Медицина, 1970. - 328 с.

136

Апробация госпитальной шкалы тревоги и депрессии Zigmond A.S. и Snaith R.P. как методики исследования Гурьева М.А., ассистент кафедры ЭкУП, ТюмГНГУ Дорошева О.А., студент гр. 109, ТюмГМА Шкала разработана Zigmond A.S. и Snaith R.P. в 1983 г. Для выявления и оценки тяжести депрессии и тревоги в условиях общемедицинской практики. Преимущества обсуждаемой шкалы заключаются в простоте применения и обработки (заполнение шкалы не требует продолжительного времени и не вызывает затруднений у пациента), что позволяет рекомендовать ее к использованию в общесоматической практике для первичного выявления тревоги и депрессии у пациентов (скрининга) [1]. Опросник обладает высокой дискриминантной валидностью в отношении двух расстройств: тревоги и депрессии [3]. При формировании шкалы авторы исключали симптомы тревоги и депрессии, которые могут быть интерпретированы как проявление соматического заболевания (например, головокружения, головные боли и проч.). Пункты субшкалы депрессии отобраны из списка наиболее часто встречающихся жалоб и симптомов и отражают преимущественно ангедонический компонент депрессивного расстройства. Пункты субшкалы тревоги составлены на основе соответствующей секции стандартизованного клинического интервью Present State Examination и личном клиническом опыте авторов и отражают преимущественно психологические проявления тревоги [2]. Госпитальная шкала тревоги и депрессии содержит 14 пунктов, каждому из которых соответствует 4 варианта ответов, отражающих степень нарастания симптоматики. Бланк шкалы выдается для самостоятельного заполнения испытуемому и сопровождается инструкцией. В ходе апробации был проведен опрос по анкете. В ходе апробации была использована Госпитальная шкала тревоги и депрессии, разработанная Zigmond A.S. и Snaith R.P. в 1983 г., выборка составила порядка 60 респондентов (учащиеся МАОУ СШ № 65 г. Тюмень), разбитые на три возрастные исследуемые группы по 20 человек каждая – средний возраст 11,5 лет, 15,5 лет, 16,5 лет. Исследуемая выборка респондентов приведена в табл. 1. Таблица 1 Выборка респондентов в рамках апробации Количество Исследуемая группа Класс респондентов, чел. 1 группа 6-ые классы 20 2 группа 9-ые классы 20 3 группа 10-ые классы 20

Средний возраст респондентов, лет 11,5 15,5 16,5

137

На рис. 1 рассмотрен процент уровня тревоги, стресса и нормального психического состояния у учащихся 10-го класса.

Рис. 1. Уровень тревоги и депрессии у учеников 10-го класса

Субклиническая тревоги и депрессия доминируют над нормальным психическим состоянием, так же у учащихся проявлена клиническая тревога. Рассмотрим рис. 2 - на нем представлен процент уровня тревоги, депрессии и нормального психического состояния у учащихся 9-го класса.

Рис. 2. Уровень тревоги и депрессии у учеников 9-го класса

Субклиническая тревоги и депрессия доминируют над нормальным психическим состоянием, так же у учащихся проявлена клиническая тревога. На рис. 3 представлен процентный уровень тревоги, депрессии и нормального психического состояния учащихся 6-го класса.

138

Рис. 3. Уровень тревоги и депрессии у учеников 6-го класса

Субклиническая тревога доминирует над субклинической депрессией, но субклиническая депрессия так же является доминантной среди учащихся 6-ого класса. Рассмотрим рис. 4 – 7 на которых представлена сравнительная характеристика тревоги, депрессии и нормального психического состояния учащихся 10-го, 9-го, 6-го класса. На рис. 3.4 представлена сравнительная характеристика уровня субклинической тревоги у учащихся 10-го, 9-го, 6-го класса.

Рис. 4. Сравнительный уровень субклинической тревоги у учеников разных возрастов

Уровень субклинический тревоги 6-го класса выше чем уровень субклинической тревоги 10-го и 9-го класса. Это связано с возрастными особенностями учащихся. Уровень субклинической тревоги 10-го превышает уровень субклинической тревоги 9-го класса. 139

На рис. 5 представлена сравнительная характеристика субклинической депрессии у учащихся 10-го, 9-го, 6-го класса. 8

уровня

7 6

3 2

1 0 Субклиническая депрессия у Субклиническая депрессия у Субклиническая депрессия у 10-ого класса 9-ого класса 6-ого класса

Рис. 5. Сравнительный уровень депрессии у учеников разных возрастов

Субклиническая депрессия у 10-го класса превышает уровень субклинической депрессии 9-го, 6-го класса. Уровень субклинической депрессии 9-го класса превышает уровень субклинической депрессии 6-го класса. На рис. 6 представлена сравнительная характеристика уровня клинической тревоги у учащихся 10-го, 9-го, 6-го класса. 3,5 3 3 2,5 2 2

Клиническая тревога у 10-го класса.

1,5

Клиническая тревога у 9-го класса.

1 0,5 0 Клиническая тревога у 10-го Клиническая тревога у 9-го класса. класса.

Рис. 6. Сравнительный уровень клинической тревоги у учеников разных возрастов

Клиническая тревога отсутствует у учащихся 6-го класса. Доминирует клиническая депрессия у учащихся 9-го класса над уровнем клинической депрессии 10-го класса. На рис. 7 представлена сравнительная характеристика неморального психологического состояние учащихся 10-го, 9-го, 6-го класса.

140

7 6

Нормальноое психичсекоое состояние у учеников 9-го класса.

Нормальноое психичсекоое состояние у учеников 6-го класса.

6 5 4 3 3

2 1 0 Нормальноое психичсекоое состояние у учеников 10-го класса.

Рис. 7. Сравнительный уровень нормального психического состояния у учеников разных возрастов

Нормальное психическое состояние прогрессирует у учащихся 9-го, 6-го класса над уровнем 10-го класса. Полученные результаты подтвердили выдвинутую гипотезу, что стресс у людей разного возраста различен и зависит от окружающих их и влияющих на них факторов. Список использованной литературы 1. Бодров В.А. Психологический стресс: развитие учения и современное состояние проблемы. - М.: Ин-т психологии РАН, 1995. - 128 с. 2. Кокс Т. Стресс / Пер. с англ.. - М., 1981. 3. Школьная дезадаптация. Эмоциональные и стрессовые расстройства у детей и подростков. - М., 1995.

141

Вегетарианство. Общие сведения и влияние на организм человека Мустафина Юлия Фанисовна студент Бирского филиала Башкирского государственного университета Лыгин Сергей Александрович канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного университета В настоящее время все более нарастает интерес к теме вегетарианского питания и проблемам правильного питания. Долгие годы данный тип питания считался неправильным, опасным для организма и критиковался многими специалистами-медиками. Однако, ряд научных исследований и экспериментов последних десятилетий показал, что вегетарианство является не только безопасной, но и благотворной для человека системой питания. Вегетарианство - образ жизни, характеризующийся в первую очередь питанием, исключающим употребление мяса, птицы, рыбы и морепродуктов животного происхождения.[1] Существуют различные типы вегетарианцев, согласно тому, какие потребности к еде они имеют, кроме того, что оно исключает мясо. На основании этого были выделены определенные группы. Таблица1. Виды продуктов питания, допускаемых в различных направлениях вегетарианства Мясо (в том числе Ступени вегетарианства Яйца Молоко Мёд рыба и морепродукты) Лактоововегетарианство + + + Лактовегетарианство + + Ововегетарианство + + Веганство Не всегда

Общественное мнение неоднозначно оценивает вегетарианство, но нельзя не учитывать, что около 11% населения Земного шара придерживается этого стиля питания, таким образом, очевидна необходимость целенаправленного научного изучения данной проблемы. Европейский теоретик натуропатического питания М. Бикхер-Беннер считает, что жизнедеятельность человека зависит от пищевой энергии. Солнечная энергия, содержащаяся в растениях, является естественным стимулом всех функций в организме. И более рационально потреблять эту энергию через растения, а не через животную пищу[2, с.120]. Известно, что для полноценного функционирования организму человека необходимы белки, жиры и углеводы. Зачастую бытует миф, что в растительной пище в избытке содержатся углеводы, в то время, как жиры и, самое главное, белки – в недостатке. Однако, это заблуждение. По химическому составу растительную пищу можно назвать углеводисто –

142

витаминно – минеральной, так как в ней содержатся все перечисленные компоненты, а кроме того жиры и белки в достаточном количестве. Необходимо лишь правильно формировать свой рацион. Диета должна быть сбалансирована по пищевым компонентам: белки, жиры и углеводы в ней должны рассчитываться в соотношении: 1:1:4. При этом содержание белков рассчитывается в среднем как 1г белка на 1кг массы тела в сутки при небольших физических нагрузках. Белки, употребляемые в пищу совместно, должны обеспечивать полный в количественном и качественном отношении аминокислотный состав, нельзя допускать недостатка ни одной из незаменимых аминокислот.[3, с 178] Одним из положительных факторов можно считать и то, что вегетарианцы в своем рационе потребляют меньше соли. Обычно именно мясные блюда сопровождаются большим количеством соли, что увеличивает нагрузку на почки и печень и негативно сказываются на общем состоянии. Также в растениях преобладают такие макроэлементы, как магний и калий, что, в свою очередь, способствует регуляции водного баланса организма. Вегетарианские рационы обычно богаты фолиевой кислотой – витамином, необходимым для обеспечения деятельности нервной и иммунной систем. Сам человек синтезировать фолацин не может, данный витамин может поступать только извне. Фолиевая кислота в значимых количествах содержится в зелёных овощах с листьями, в некоторых цитрусовых, в бобовых, в хлебе из муки грубого помола, дрожжах, печени, входит в состав мёда. Именно эти продукты составляют значимую часть рациона вегетарианца. К сожалению, фолиевая кислота может маскировать гематологические симптомы нехватки витамина B12. Именно из-за нехватки этого витамина связаны основные опасения врачей при переходе на вегетарианскую систему. Ни один необогащенный продукт растительного происхождения не содержит значительного количества активного витамина B12. Ферментированные соевые продукты нельзя считать надежным источником активного витамина B 12. Для определения содержание витамина B12 в организме вегетарианцев необходимо проводить замер уровня гомоцистеина(C4H9NO2S), метилмалоноваой кислоты(C4H6O4) и голотранскобаламина II в сыворотке крови [4]. Согласно Позиции Американской Ассоциации Диетологов 2009 года, совместной Позиции Американской Ассоциации Диетологов и Диетологов Канады 2003 года, Позиции Новозеландской Ассоциации Диетологов 2000 года, а также Справочной Статье Британского Института Питания 2005 года, правильно спланированная вегетарианская диета, включая веганскую, является здоровой, полноценной и может приносить пользу в профилактике и лечении определённых заболеваний, она подходит для людей любого возраста, для беременных и кормящих женщин, для детей и подростков, а также для спортсменов. Однако Британский Институт Питания считает вегетарианское сыроедение и вегетарианскую макробиотику неприемлемыми для детей [5]. Вегетарианство часто связывают с рядом преимуществ, в том числе с более низким уровнем холестерина в крови, меньшим риском сердечных

143

заболеваний, более низким артериальным давлением, меньшим риском развития гипертонии и диабета второго типа. С целью объективного исследования вегетарианского типа питания и его воздействия на организм человека был проведен эксперимент, суть которого заключалась в сравнении показателей анализов крови среднестатистического человека до того, как он перешел на вегетарианство и после. Для проведения эксперимента была созданы 2 группы, состоящая из трех мужчин и трех женщин различных возрастов и инедксов массы тела. Эксперимент проводился в три этапа, каждый из которых - в течение одного месяца с перерывами в две недели. Суммарная длительность, таким образом, составляет 4 месяца. В течение этого времени для групп была составлена специальная вегетарианская диета. Необходимое количество калорий в день было вычислено по специальным формулам в зависимости от пола, возраста и степени физической активности. Так для лиц преимущественно умственного труда (студентов) в возрастной группе 18-29 лет потребность у мужчин составляет 2450 ккал/сут, у женщин 2000 ккал/сут. При составлении диеты были учтены все нормы содержания необходимых веществ. По окончании эксперименты были проведены общий и биохимический анализы крови на базе ЦРБ в г. Бирск. Полученные анализы были обработаны, для каждой группы были найдены средние показатели и сведены в таблицы. Таблица 2.1. Результаты общего и биохимического анализа крови (женская группа) Значение Единицы Показатель крови измерения до после норма Эритроциты (RGB) 3,68 4,01 3,8 – 5,1 1012клеток/л Гемоглобин (HGB) 115 121 123 - 153 г/л Гематокрит ( HCT) 38,20 41,40 35 - 46 % Средний объем эритроцита 103,80 103,20 80 - 96 фл Среднее содержание 31,40 30,20 26,5 - 32 пг гемоглобина в эритроците Средняя концентрация 30,20 29,30 32 - 36 г/дл гемоглобина в эритроците Тромбоциты 310 365 150 - 400 109 клеток/л Лейкоциты 6,60 7,50 4-9 109 клеток/л Лимфоциты (LYM) 31,30 36,70 20 - 40 % СОЭ (ESR) 5 4 2 - 15 мм/час Креатинин (CREAT) 55 50 53-97 мкмоль/л Общий холестерин (CHOL) 2,65 2,00 3,5-6,5 ммоль/л Билирубин (BIL) 11,4 12,2 5-20 мкмоль/л Глюкоза (GLU) 3,89 3,67 3,30-5,50 ммоль/л Аспартатамино-трансфераза 10,3 11,8 до 31 ед/л Аланинамино-трансфераза 16,2 13,2 до 31 ед/л

144

Таблица 2.2. Результаты общего и биохимического анализа крови (мужская группа) Значение Единицы Показатель крови измерения до после норма Эритроциты (RGB) 4,8 5,0 4,0 – 5,1 1012клеток/л Гемоглобин (HGB) 148,0 159,0 130 - 160 г/л Гематокрит (HCT) 43,2 44 40 - 48 % Средний объем эритроцита Среднее содержание гемоглобина в эритроците Средняя концентрация гемоглобина в эритроците Тромбоциты Лейкоциты Лимфоциты (LYM) СОЭ (ESR) Креатинин (CREAT) Общий холестерин (CHOL) Билирубин (BIL) Глюкоза (GLU) Аспартатамино-трансфераза

100,0 31,72

98,9 32,2

90 - 102 30 - 34

фл пг

30,20

29,30

32 - 36

г/дл

370 5,2 33,4 4 78 4,1 14 4,0 21

385 6,9 39,0 4 89 3,2 16,6 3,7 21,8

150 - 400 4-9 20 - 40 2 - 15 80 - 150 3,5-6,5 8,5-20,5 3,30-6,10 до 31

109 клеток/л 109 клеток/л % мм/час мкмоль/л ммоль/л мкмоль/л ммоль/л ед/л

Практически все показатели находятся в пределах нормы, после проведения опыта не было получены никаких отклонений и отрицательных амплитуд. Физиологическое состояние испытуемых не претерпело радикальных изменений. Потеря массы тела – незначительная. Симптомов ухудшения здоровья выявлено не было. За время эксперименты повысились число эритроцитов и уровень гемоглобина. Заниженный уровень данных показателей является одним из характерных признаков анемий, связанных с кровопотерей, гемолизом, дефицитом железа, витаминов В12 (цианокобаламина) и В9 (фолиевая кислота). После эксперименты эти показатели не только не понизились, но и немного повысились, что может свидетельствовать о неотрицательном влиянии выбранной системы питания. Уровень гематокрита в обоих случаях в пределах нормы, однако за это время показатели немного возросли. Это может свидетельствовать об увеличении вязкости крови. Анализ креатинина может показать снижение креатинина в крови, которое происходит при голодании, вегетарианской диете, снижении мышечной массы. В целом в результате эксперимента было установлено, что вегетарианство никаких пагубных действий на организм человека не производит. Правильно сформированный и спланированный, данный тип питания может является полноценным и полезен для профилактики и лечения определенных заболеваний.

145

2. 3. 4.

Список используемой литературы Вегетарианство. Википедия. Свободная энциклопедия. [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://ru.wikipedia.org/wiki BE (дата обращения 5.11.2013) Поляков, Р.Г.. Инновационные решения проблем современной жизнедеятельности [Текст] / Поляков Р.Г. – СПб.:Питер, 2007. Безрукова В.С. Особенности вегетарианского стиля питания / В. С. Безрукова – СПб.: Нева, 2004. Красавина В. А. Есть ли жизнь без мяса? [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://govorusha.com/books/est-li-zhizn-bez-myasa (дата обращения 27.04.2013) Позиция Американской ассоциации диетологов относительно вегетарианского типа питания, Virginia K. Messina, MPH, RD Kenneth I. Burke, PhD, RD. Перевод с англ.: Юлия Савченко, редакция: Евгения Савченко. [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://vita.org.ru/ (дата обращения 15.09.2013)

146

Оценка перспективности этапного подхода в хирургической ликвидации стенотических поражений магистральных артерий нижних конечностей у пациента высокого кардиоваскулярного риска Жук Александра Витальевна студент 5 курса Гродненского государственного медицинского университета Бублевич Николай Викторович студент 6 курса Гродненского государственного медицинского университета Смольский Александр Викторович студент 6 курса Гродненского государственного медицинского университета Научный руководитель Василевский Владимир Петрович Доцент 1-ой кафедры хирургических болезней Гродненского государственного медицинского университета Актуальным вопросом в сосудистой хирургии является выбор тактики хирургического лечения пациентов с атеросклеротическим поражением нескольких сосудистых бассейнов. Так, выживаемость в течение 5 лет у больных с коронарным атеросклерозом составляет около 70 %, при изолированном стенозирующем поражении сонных артерий – около 80 %, при облитерирующем атеросклерозе нижних конечностей – более 85 %. В то же время, этот показатель при сочетанном поражении нескольких сосудистых регионов не превышает 50 % [1 с.61, 3 с.850]. Сочетанное поражение нескольких сосудистых регионов характеризуется более неблагоприятным течением и высоким риском периоперационных осложнений. Периоперационная ишемия миокарда возникает более чем у 40% пациентов с риском ишемической болезни сердца, которые подвергаются внесердечному хирургическому вмешательству [2 с.176]. Цель. Оценить перспективность сочетанной эндоваскулярной реканализации коронарного кровотока при ликвидации патологических процессов магистральных артерий нижних конечностей. Материалы и методы. На базе первой клиники хирургических болезней Гродненского государственного медицинского университета в отделении сосудистой хирургии был прооперирован пациент с использованием поэтапного подхода хирургических вмешательств при системном атеросклерозе с поражением коронарных артерий и магистральных артериальных сосудов нижних конечностей. Пациенту была произведена коррекция поражений коронарных сосудов в качестве первого этапа хирургических вмешательств, вторым этапом была произведена коррекция артериального кровотока магистральных сосудов нижних конечностей. Причиной стенотических поражений сосудов явился атеросклероз. У пациента имела место хроническая артериальная недостаточность нижних конечностей 3 стадии по ФонтейнуА.В.Покровскому. Возраст больного составил 52 года. Пациенту было произведено следующее обследование: из клинического топического

147

исследования магистральных артерий - реовазография, ультразвуковое и доплерографическое исследования; для диагностики поражения коронарного русла выполнялась коронарография, так же обследование пациента включало холтеровское мониторирование, эхокардиографию и спиральную компьютерную томографию с ангиоусилением областей грудной клетки, брюшной полости и малого таза. Оперативное вмешательство было осуществлено на 2 сутки после обследования пациента. Результаты и обсуждения. Сочетанное поражение артериального русла различных сосудистых бассейнов диктует необходимость этапного лечения пациентов. В сердечно-сосудистой хирургии общепринятым является необходимость первоочередной коррекции артерий с целью реваскуляризации более жизненно важного органа. В связи с этим, пациенту в качестве первого этапа оперативного вмешательства было выполнено стентирование правой коронарной артерии, с последующим бедренно-подколенным шунтированием аутовеной по методу «in situ» справа. Первое оперативное вмешательство проводилось в рентген-эндоваскулярной операционной, в ходе которой через интрадьюсер, установленный в плечевой артерии слева, выполнена катетеризация левой коронарной артерии (ЛКА) катетером Heartrail. После проведения коронарного проводника Runthrough, по нему в ствол ЛКА позиционирован и имплантирован стент. В ходе второй операции под спинномозговой анестезий в верхней трети голени пораженной конечности была выделена бифуркация подколенной артерии ниже места окклюзии, а в верхней трети бедра выделены сафено-феморальное соустье и бифуркация общей бедренной артерии. Артерии были взяты на турникеты и пережаты, после чего произведена мобилизация большой подкожной вены (БПВ) с формированием проксимального анастомоза с разрушением клапанов БПВ с помощью вальвулотома. Формирование дистального анастомоза было дополнено перевязкой крупных притоков БПВ. После пуска кровотока был получен отчетливый пульс дистальнее зоны реконструкции. Осложнений в ближайшем операционном периоде выявлено не было. Вывод. Применение этапного подхода в хирургической ликвидации сочетанных атеросклеротических поражений артерий различных сосудистых бассейнов позволило успешно ликвидировать угрожающие конечности патологические процессы магистральных артерий при выраженных поражениях коронарного артериального бассейна. Литература 1. Фуркало С.Н., Кондратюк В.А., Альтман И.В. Эндоваскулярные мультидисциплинарные вмешательства при распространенном атеросклерозе венечных, сонных и подвздошных артерий // Клінічна хірургія. – 2003. – № 45. – С. 61-62 2. Bettiger B.W. Prevention of perioperative myocardial ischemia – an update / B.W. Bettiger, E.Martin // Anaesthesist. – 2000.Vol. 49, N.3. – P.174 – 186.

148

3. Hertzer N., Young J., Bevent G. et al. Coronary angiography in506 patients with extracranial cerebrovascular disease // Arch. Intern. Med. – 1985. – Vol. 145. – P. 849-852

149

Показатели липидного обмена у больных при остром гепатите В и его последствиях Козько В.Н., Винокурова О.Н., Соломенник А.О., Заблоцкая С.И., Меликидзе М.С., Пашанин Б.И. Харьковский национальный медицинский университет Из показателей липидного обмена важную роль играют линолевая и линоленовая жирные кислоты ввиду того, что организм не может их синтезировать, а должен получать в достаточном количестве ежедневно с питанием. Основным их источником служит рыба жирных сортов, растительные масла. Важно учитывать, что всем больным с гепатитом показано диетическое питание (стол №5) на весь период пребывания в стационаре и так же в период реконвалесценции, не менее чем 3 - 6 месяцев после выписки. Целью нашей работы было изучить содержание эссенциальных жирных кислот в сыворотке крови у больных острым гепатитом В, при рецидиве болезни и хронизации процесса. Задачи: определение содержания линолевой и линоленовой кислот в сыворотке крови больных острым гепатитом В, при рецидиве и хронизации процесса. Материалы и методы исследования. Было обследованно: 51 человек с острой формой гепатита В, 24 человека с рецидивом болезни и 4 человека – с хронической формой гепатита В. Этиологию подтверждали методами иммуноферментного анализа и полимеразной цепной реакции. Для определения содержания жирных кислот был использован метод газожидкостной хроматографии. Результаты. В разгар заболевания было выявлено достоверное (p<0,05) снижение уровня линолевой кислоты (20,92  1,81 мкг/мл) по сравнению с показателями у здоровых людей (40,75  3,80 мкг/мл); при рецидиве болезни этот показатель имел тенденцию к еще большему снижению и оставался достоверно меньшим по отношению к показателям контрольной группы (14,70  3,50 мкг/мл). При хронизации процесса тенденция к снижению уровня данного показателя сохранялась (12,30  3,80 мкг/мл) – уровень линолевой кислоты у данной категории больных был достоверно меньше, чем в период разгара и у особ контрольной группы. Выявленное является актуальным, так как около 70% линолевой кислоты входит в состав фосфатидилхолина, который представляет собой эссенциальные фосфолипиды. В последние годы накапливаются клинические данные о длительном (до 3 лет) приеме эссенциальных фосфолипидов с целью затормозить темпы прогрессирования болезни и развития фиброза печени (который наблюдается при хроническом процессе). Нами выявлено достоверное снижение уровня линоленовой кислоты в сыворотке крови у больных при рецидиве заболевания (0,26  0,02 мкг/мл) по сравнению с данными в разгар заболевания (2,37  0,82 мкг/мл). При

150

хронизации процесса показатели линоленовой кислоты также оказались достоверно меньшими (0,47  0,19 мкг/мл), чем в разгар гепатита В. Линоленовая кислота относится к омега-3-полиненасыщенным жирным кислотам, которые уменьшают процессы перекисного окисления липидов мембран клеток, что имеет место при гепатите В, благотворно влияют на состояние реологических параметров крови, уменьшают воспалительные процессы в организме, улучшают питание тканей. Суточная потребность организма в них составляет 3 - 9 мг. Выводы. - выявлено достоверную разницу в уменьшении уровня линоленовой кислоты при рецидиве заболевания и хронизации процесса по сравнению с данными в разгар острого гепатита В. - достоверное снижение уровня линолевой кислоты в разгар заболевания (по сравнению с показателями контрольной группы), которое сохраняется при рецидиве заболевания, является неблагоприятным показателем в плане хронизации процесса.

151

Синтез, фізико-хімічні та біологічні властивості 3-тіопохідних 1,2,4тріазолів Кучерявий Ю. М., лаборант кафедри фізколоїдної хімії; Щербак М. О., асистент кафедри фізколоїдної хімії; Самелюк Ю. Г., ст. лаборант кафедри фізколоїдної хімії, Запорізький державний медичний університет Хімія похідних 1,2,4-тріазолу є одним із актуальних напрямів в органічному синтезі, адже на сьогодні вони застосовуються в різноманітних сферах життєдіяльності людини. Так, наприклад, Індар, Байлетон, Персулон застосовуються в якості гербіцидів у сільському господарстві. Деякі похідні використовують в металургії в якості каталізаторів та антикорозійних речовин. В сучасній медицині та фармації широко відомі препарати на основі 1,2,4тріазолу: Рибавірин, Тразадон, Флуконазол, Летрозол, оскільки дана гетероциклічна система проявляє противірусні, аналептичні, антидепресивні, протигрибкові, антибактеріальні та гіпотензивні властивості. Метою нашої роботи був цілеспрямований синтез 3(гідрокси(феніл)метил)-1H-1,2,4-тріазол-5(4H)-тіону, 5-(5-(метоксифеніл)-1H1,2,4-тріазол-3-ілтіометил)-1H-1,2,4-тріазол-3-тіолу та 5-(2-,3-,4-нітрофеніл)-4аміно-3-тіо-1,2,4-тріазолу, з яких вподальшому за допомогою реакцій алкілування, окиснення, гідразинолізу та гетерилювання були отримані їх похідні. Структура синтезованих сполук та їх індивідуальність підтвердженна комплексом сучасних фізико-хімічних методів, а саме ІЧ-, ПМР-спектроскопії, мас-спектрометрії та методом тонкошарової хроматографії. Для деяких похідних класу кислот були встановлені константи pKa та pKb. Попереднє вивчення антигіпоксантної, актопротекторної, жарознижуючої та діуретичної активностей показало, що даний клас сполук є перспективним для подальшого пошуку нових потенційних лікарських засобів. Ведуться дослідження нових синтетичних та біологічних властивостей отриманих речовин.

152

Наукове видання Природничі та медичні науки: актуальні проблеми і перспективи розвитку. Збірник матеріалів IІ Міжнародної науково - практичної конференції (м.Київ, Україна, 14 листопада 2013р.)

Підписано до друку Формат 60х84/16 Папір офсетний. Друк цифровий Зам. № Макет, комп’ю терна верстка – ТОВ «Яготинська друкарня » Віддруковано на ТОВ «Яготинська дру карня» 07700, м. Яготин Киї вської області, вул. Незалежності, 118. Свідоцтво про внесення суб’ єкта видавничої справи до державного реєстру видавці в , виготівникі в і розповсюджувачі в видавничої продукції серія ДК№1726

153

154