Embrionalna histogeneza. ćelijska proliferacija. Ćelijski rast, migracija i međućelijske interakcije. Kontaktna interakcija ćelija Udaljene interakcije ćelija tkiva i organa

Mehanizmi koji osiguravaju povezanost stanica i međućelijsku razmjenu informacija formirani su u procesu evolucijskog prijelaza iz jednoćelijskog organizma u višećelijski. Međućelijske interakcije neophodne su za koordinaciju aktivnosti, diferencijaciju, pokretljivost i rast ćelija u tkivima i organima. Ćelije koje čine tkivo su u kontaktu ne samo jedna s drugom, već i sa ekstracelularnim matriksom koji se sastoji od vlakana, proteina, kolagena i želatinolike supstance koju predstavljaju glikoproteini i proteoglikani. Ekstracelularni matriks drži ćelije zajedno, pružajući fizičku podršku i okruženje u kojem se kreću i međusobno djeluju. Fiziologija i osnove anatomije: udžbenik / Ed. A.V. Kotova, T.N. Loseva. 2011. - 1056 str. (Serija "Obrazovna literatura za studente medicine")

Uporedo s obnavljanjem stanične populacije, u samim stanicama se stalno opaža i obnavljanje unutarćelijskih struktura (intracelularna fiziološka regeneracija).

rast ćelija očituje se u promjeni njihove veličine i oblika. Rast ćelije nije neograničen i određen je optimalnim nuklearno-citoplazmatskim odnosom.

Pokreti ćelije. Migracija ćelija najkarakterističnija je za period gastrulacije. Migracija se vrši korištenjem nekoliko mehanizama. Da, razlikuju se hemotaksija- kretanje ćelija u pravcu gradijenta koncentracije hemijskog agensa. Haptotaksa- mehanizam kretanja ćelije duž gradijenta koncentracije adhezione molekule. Orijentacija kontakta- kada u bilo kojoj prepreci ostaje jedan kanal za kretanje. inhibicija kontakta- ovaj način kretanja se uočava u tapholes ravnog grebena.

Migracija je svrsishodna, ćelije se ne kreću nasumično, već određenim putevima tačno do onih dijelova embrija, gdje će se od njih formirati kasnije zreli derivati. Poremećaji migracije ćelija koji se javljaju u periodu embriogeneze dovode do stvaranja takvih urođenih malformacija kao što su heterotopije i ektopije, tj. do abnormalne lokalizacije organa ili struktura.

Mehanizmi međućelijske interakcije. Formiranje i funkcioniranje svih tkivnih struktura može se odvijati samo na osnovu njihovog međusobnog prepoznavanja i uzajamne adhezije, tj. sposobnost ćelija da se selektivno vežu jedna za drugu ili za komponente ekstracelularnog matriksa. Stanična adhezija se ostvaruje pomoću posebnih glikoproteina - adhezionih molekula - kadherina, laminina, koneksina itd. Fiziologija i osnove anatomije: udžbenik / Ed. A.V. Kotova, T.N. Loseva. 2011. - 1056 str. (Serija "Obrazovna literatura za studente medicine")

Mehanizmi interakcije ćelija sa supstratom. Oni uključuju formiranje ćelijskih receptora za molekule ekstracelularnog matriksa. Potonji uključuju ćelijske derivate. Među kojima su najviše proučavani adhezivni molekuli kolagen, fibronektin, laminin, tenascin i sl.

Za komunikaciju migrirajućih ćelija sa ekstracelularnim matriksom, ćelije formiraju specifične receptore. To uključuje, na primjer, sindekan, koji osigurava kontakt između epitelne ćelije i bazalne membrane zbog adhezije na fibronektin i molekule kolagena.

Udaljene međućelijske interakcije kroz lučenje hormona i faktora rasta. Potonje su tvari koje imaju stimulativni učinak na proliferaciju i diferencijaciju stanica i tkiva.

Utjecaj položaja blastomera na njihovu diferencijaciju. Na diferencijaciju ćelije utiče njen položaj na određenom mestu embrija u određeno vreme. Vanjske ćelije formiraju trofoblast, dok unutrašnje ćelije formiraju embrion. Iskustvo u transplantaciji blastomera pokazuje da je formiranje trofoblastnih ili embrionalnih stanica iz blastomera određeno mjestom na kojem se stanica nalazi - na površini ili unutar grupe stanica.

Gastrulacija počinje krajem druge nedelje razvoja i karakteriše je pojava u ćelijama sposobnosti kretanja. S početkom gastrulacije aktiviraju se prvi tkivno specifični geni. Embrioblast je stratifikovan u epiblast ( sloj cilindričnih ćelija) i hipoblast ( sloj kuboidnih ćelija okrenut prema blastokoelu). Epiblast i hipoblast zajedno formiraju dvoslojni zametni disk ( blastodisc). Nakon toga, na mjestu dvoslojnog germinalnog diska, migracijom i proliferacijom ćelija razvijaju se primarni zametni slojevi: ektoderm, mezoderm i endoderm.

Hypoblast. Formiranje hipoblasta (primarni endoderm) događa se duž kaudalno-kranijalnog gradijenta. Ćelije ventralnog dijela unutrašnje ćelijske mase okrenute prema blastocelu odvajaju se u tanak sloj - hipoblast. Hipoblastne ćelije se izbacuju iz unutrašnje ćelijske mase zbog slabe adhezivne interakcije između njih. Intenzivno proliferirajuće ćelije hipoblasta kreću se duž unutrašnje površine trofoblasta i formiraju ekstraembrionalni endoderm zida žumanjčane vrećice uz trofoblast. Histologija, embriologija, citologija: udžbenik za univerzitete / Ed.E.G. Ulumbekova, Yu.A. Čelišev - 3. izd., - M.: GEOTAR-Media, 2012.

Mehanizmi oplodnje

Proces oplodnje kod životinja može se podijeliti u tri faze. Prvu fazu karakterizira približavanje sperme jajnoj stanici prije njihovog kontakta. U ovoj fazi provode se udaljene interakcije između zametnih ćelija. Druga faza počinje činjenicom da je sperma pričvršćena za površinu jajne ćelije. U ovom trenutku se uočavaju kontaktne interakcije između zametnih ćelija. Treća faza procesa oplodnje počinje nakon prodiranja sperme u jajnu stanicu i završava se sjedinjavanjem jezgara muške i ženske zametne stanice. Ova faza karakteriše interakciju unutar jajeta.

Udaljene interakcije između polnih ćelija

Udaljene interakcije obezbeđuju brojni nespecifični faktori, među kojima posebno mesto zauzimaju hemikalije koje proizvode zametne ćelije. Poznato je da zametne ćelije luče gamone ili hormone gameta. Gamoni koje proizvode jajašca nazivaju se ginogamoni, a spermatozoidi se nazivaju androgamoni. Ženske zametne ćelije razlikuju dvije grupe gamona: ginogamone I i ginogamone II, koje utječu na fiziologiju muških zametnih stanica. Spermatozoidi proizvode androgamone I i II.

Neke od ovih hemikalija su dizajnirane da povećaju vjerovatnoću da se spermatozoidi sretnu sa jajetom. Poznato je da se kretanje spermatozoida do jajne ćelije odvija putem kemotaksije - kretanja sperme duž gradijenta koncentracije određenih hemikalija koje jajna ćelija oslobađa. Hemotaksa je pouzdano dokazana kod mnogih grupa životinja, posebno beskičmenjaka: mekušaca, bodljokožaca i poluhordata. Hemotaktički faktori su izolirani iz jaja morskog ježa: kod nekih vrsta to je peptid koji se sastoji od deset aminokiselina, a naziva se spearakt, kod drugih vrsta peptid se sastoji od četrnaest aminokiselina i naziva se reaktivnim. Kada se ekstrakti ovih supstanci dodaju u morsku vodu, spermatozoidi odgovarajućih vrsta počinju da se kreću prema gradijentu koncentracije.

U kretanju spermatozoida sisara duž gornjih dijelova jajovoda, bitan je fenomen reotakse - sposobnost kretanja protiv nadolazećeg toka tečnosti jajovoda.

Nakon što spermatozoid prođe kroz zaštitne membrane jajeta i dođe u kontakt sa njegovom plazma membranom, počinju kontaktne interakcije između zametnih ćelija koje će dovesti do prodiranja spermatozoida u citoplazmu jajeta.

Kontaktne interakcije između polnih ćelija

Kontakt spermatozoida sa membranom jajne ćelije dovodi do aktivacije zametnih ćelija. Reakcija aktivacije povezana je sa složenim morfološkim, biohemijskim i fizičko-hemijskim promjenama u zametnim stanicama. Aktivacija muške zametne stanice prvenstveno je povezana s akrosomalnom reakcijom, a ženske - s kortikalnom reakcijom.

akrosomalna reakcija Karakteriziraju ga brze promjene u akrosomalnom aparatu glave sperme, praćene oslobađanjem spermolizina sadržanih u njemu i izbacivanjem akrozomalnog filamenta prema površini jajne stanice.

Razmotrimo opću shemu akrosomalne reakcije kod predstavnika različitih skupina morskih beskralježnjaka - bodljokožaca, anelida, školjkaša, entero-respiratora itd.

Na vrhu glave spermatozoida rastvaraju se (liziraju) plazma membrana i dio membrane akrozomalnog vezikula koji je uz nju. Slobodni rubovi obje membrane spajaju se u jednu membranu. Iz izloženog akrozoma spermolizini se oslobađaju u okolinu i dovode do rastvaranja jajnih membrana na mjestu kontakta sa spermatozoidom. Nakon toga, unutrašnja membrana akrozmalnog aparata strši prema van i formira izraslinu u obliku cijevi (akrosomalni filament). Akrosomalni filament se izdužuje, prolazi kroz olabavljeno područje membrane pomoćnog jajeta i dolazi u kontakt sa plazma membranom jajeta. U području kontakta akrosomalnog filamenta s površinom jajeta, plazma membrane se spajaju i sadržaj akrozomalnog tubula (filamenta) je povezan s citoplazmom jajeta. Kao rezultat fuzije membrane, formira se citoplazmatski most. Nešto kasnije, jezgro i centriol spermatozoida prolaze kroz citoplazmatski most u citoplazmu jajeta. Akrosomalna reakcija se završava ugradnjom membrane ćelije sperme u membranu jajne ćelije. Od ovog trenutka, spermatozoid i jajna ćelija su već jedna ćelija (sl. 7, 8, 9.).

Fig.7. Akrosomalna reakcija spermatozoida: A - B - fuzija vanjske membrane akrozoma i membrane spermatozoida. Izlivanje sadržaja akrozomalne vezikule; 1 - akrozomska membrana; 2 - membrana sperme; 3 - globularni aktin; 4 - akrozomski enzimi; D - D - polimerizacija aktina i formiranje akrozomalnog izraslina; 5 - bindin; 6 - akrozomski izrast; 7 - aktinski mikrofilamenti; 8 - jezgro sperme. (prema Golichenkovu)

Unatoč općoj sličnosti akrosomalne reakcije, ove životinje također imaju određene razlike među njima. Dakle, kod bodljokožaca, za razliku od crva i mekušaca, akrosomalni aparat ne sadrži litičke enzime. Kod većine proučavanih životinja formira se jedan akrozomalni filament, a kod nekih crva i nekoliko takvih filamenata.

Fig.8. Redoslijed akrosomalne reakcije u morski jež. (prema Golichenkovu)

Tokom oplodnje kod kičmenjaka dolazi i do akrosomalne reakcije. Kod nižih kralježnjaka (minoži i jesetri) u mnogočemu je slična reakciji aksoma spermatozoida beskičmenjaka.

Fig.9. Šema procesa koji se javljaju tokom interakcije membrana jajne ćelije i sperme tokom oplodnje (prema Gilbertu).

Kod ajkula, gmizavaca i ptica, čija su jaja prekrivena gustom ljuskom, spajanje gameta se događa prije nego što se ove ljuske formiraju. Kod ovih životinja akrosom nastavlja da ispunjava svoju prvobitnu ulogu i dobro je razvijen.

Akrosomalni odgovor kod sisara razlikuje se od onog kod nekralježnjaka i nižih kralježnjaka. Kod spermatozoida sisara akrosomalna reakcija se odvija bez formiranja akrozomalnog izraslina.Približavajući se površini jajeta, spermatozoid se spaja sa svojom plazma membranom na bočnoj površini glave.

Kod insekata i viših riba spajanje zametnih stanica događa se nakon što se u potpunosti formiraju guste dodatne ljuske jajeta. U tim slučajevima, spermatozoid ulazi u jajnu stanicu kroz mikrostubne kanale i spajanje gameta se dešava bez učešća akrozoma.

aktivacija jaja. kortikalna reakcija. Nakon što se muška zametna stanica veže za površinu jajeta i njen akrosomalni filament dođe u kontakt s površinom ooplazme, jaje se aktivira. Aktivacija jajeta povezana je sa složenim promjenama u različitim aspektima njegove aktivnosti. Najupečatljivija vanjska manifestacija aktivacije su promjene u površinskom sloju ooplazme, koje se nazivaju kortikalna reakcija (slika 10).

Fig.10. Kortikalna reakcija u jajetu morskog ježa A- približavanje sperme jajetu; B-D-sukcesivni stadijumi kortikalne reakcije; prikazan je val oslobađanja sadržaja kortikalnih granula, koji se širi od mjesta prodiranja sperme, odvajanje membrane i formiranje perivitelinskog prostora, formiranje hijalinskog sloja; hs-hijalinski sloj; zho-žumance ljuske kg-kortikalne granule; oo-oplodna ljuska pm-plazmatska membrana; pp - perivitelinski prostor ispunjen perivitelinskom tekućinom (prema Ginzburgu).

Razmotrimo uzastopne faze kortikalne reakcije na primjeru najpotpunije proučavanih jajašaca morskog ježa. Kortikalna reakcija počinje kada se membrana koja okružuje svaku kortikalnu granulu stopi sa plazma membranom jajeta. U ovom trenutku se granule otvaraju, a njihov sadržaj se izlije u membranu žumanca. Proces lučenja sadržaja kortikalnih granula počinje od mjesta vezanja spermatozoida i talasasto se širi u svim smjerovima dok ne pokrije cijelu površinu jajne stanice. Dio izlučenog sadržaja kortikalnih granula se hidratizira i otapa, formirajući perivitelinsku tekućinu, koja gura membranu žumanca od plazmoleme jajeta, što dovodi do povećanja volumena perivitelinskog prostora. Drugi dio sadržaja kortikalnih granula spaja se sa membranom žumanca, koja se zgušnjava i pretvara u opnu za oplodnju. Dio kortikalnih granula koje nisu uključene u formiranje oplone za oplodnju pretvaraju se u gust sloj, nazvan hijalinski sloj, koji se nalazi iznad plazma membrane. Nakon formiranja oplodne membrane, ostali spermatozoidi su lišeni mogućnosti da prodru u ooplazmu jajeta.

Poslednjih godina proučavan je hemijski sastav sadržaja kortikalnih granula. Pokazalo se da sadržaj kortikalnih granula sadrži sledeće supstance: a) proteolitički enzim (aktelin delaminaza), koji razbija veze između ćelijske membrane i plazma membrane jajeta; b) proteolitički enzim (sperma-receptor hidrolaza), koji oslobađa spermu taloženu na membrani žumanca; c) glikoprotein koji uvlači vodu u prostor između membrane žumanca i plazma membrane, uzrokujući njihovu stratifikaciju; d) faktor koji doprinosi formiranju opne za oplodnju; e) strukturni protein hijalin uključen u formiranje hijalinskog sloja.

Koji je biološki značaj kortikalne reakcije?

Prvo, kortikalna reakcija je mehanizam koji štiti jajnu stanicu od prodiranja prekobrojnih spermatozoida.

Drugo, perivitelinska tekućina nastala kao rezultat kortikalne reakcije služi kao specifično okruženje u kojem se odvija razvoj embrija.

Kada se jaje aktivira, uočavaju se i druge promjene u najrazličitijim aspektima njegove aktivnosti.

Prvo, kočnica koja je blokirala mejozu se smanjuje i nuklearne transformacije se nastavljaju od same faze u kojoj su prestale do trenutka kada je jaje napustilo jajnik.

Drugo, uočava se niz biokemijskih promjena, praćenih povećanjem metabolizma ugljikohidrata, povećanjem sinteze lipida i proteina.

Treće, propusnost stanične membrane za jone natrijuma i kalija naglo se povećava.

Događaji koji se javljaju u jajetu nakon prodiranja spermatozoida

Nakon što se plazma membrana akrosomalnog filamenta spermatozoida spoji sa plazma membranom jajne ćelije, spermatozoid gubi svoju pokretljivost i uvlači se u jajnu ćeliju usled dejstva sila koje izlaze iz aktiviranog jajeta. Obično se spermatozoid uvlači u ooplazmu zajedno s repom, ali ponekad se repni dio odbacuje. Međutim, čak i u onim slučajevima kada flagelum prodre u jaje, on se odbacuje i apsorbira.

Visoko zgusnuto jezgro sperme počinje da bubri, hromatin se popušta i jezgro se pretvara u osebujnu strukturu koja se zove muški pronukleus.

Slične promjene se javljaju u jezgri jajeta, što rezultira formiranjem ženskog pronukleusa. Tokom formiranja pronukleusa dolazi do replikacije DNK duž hromozoma. Nakon toga, pronukleusi počinju da se kreću prema centru jajeta. Nuklearne membrane koje okružuju svaki od pronukleusa su uništene, pronukleusi se konvergiraju i dolazi do kariogamije. Kariogamija je posljednja faza oplodnje. Kada se pronukleusi ujedine, formira se jezgro sa diploidnim skupom hromozoma. Tada kromosomi zauzimaju ekvatorijalni položaj i dolazi do prve podjele zigote.

Ooplazmatska segregacija. Nakon prodiranja spermatozoida, počinju intenzivni pokreti citoplazme jajne stanice (ooplazma). U ovom slučaju dolazi do stratifikacije, miješanja različitih komponenti ooplazme, što se naziva ooplazmatska segregacija. U toku ovog procesa ocrtavaju se glavni elementi prostorne organizacije embrija. Stoga se ova faza razvoja naziva i promorfogenezom: to znači da se u ovom trenutku postavljaju prekretnice za buduće morfogenetske procese.

Mono- i polispermija

Penetracija jedne ćelije sperme u jajnu stanicu naziva se fiziološka monospermija. Monospermija se nalazi u svim grupama eksterno osjemenjenih životinja i kod mnogih interno osjemenjenih životinja (one koje, poput sisara, imaju mala jajašca).

Kod drugih životinja, na primjer, kod nekih člankonožaca (insekata), mekušaca (puževi), hordata (ribe slične ajkuli, repati vodozemci, gmizavci i ptice), veliki broj spermatozoida ulazi u jaje. Ovaj fenomen se naziva fiziološka polispermija. Međutim, u ovom slučaju samo jezgro jednog spermatozoida je povezano sa jezgrom jajne ćelije, dok su ostali uništeni (Sl. 11).

Rice. 11. Polispermija u tritonu. A-prodiranje spermatozoida u jaje u fazi II metafaze podjele sazrijevanja; B-sinhrone promjene u jezgri sjemena, formiranje sjemenih zvijezda; B-žensko jezgro se povezuje s jednim od sjemenih jezgara; G - E-sinkarion ulazi u mitozu, prekobrojna jezgra semena se potiskuju u vegetativnu hemisferu i degenerišu. Brojevi iznad jajnih ćelija su vreme nakon prodiranja spermatozoida na temperaturi od 23 o (prema Ginzburgu).

Kod fiziološke monospermije postoje posebni mehanizmi zaštite jajne stanice od polispermije. Prvi mehanizam je povezan s promjenom membranskog potencijala. Utvrđeno je da se u jajetu žabe nakon nekoliko sekundi, nakon kontakta sa spermatozoidom, naboj membrane mijenja sa -28 na 8 mV i ostaje pozitivan 20 minuta. Slične promjene u membranskom potencijalu pronađene su u jajima morskog ježa. Pokazalo se da pozitivan naboj membrane sprečava polispermiju. Još jedan široko rasprostranjen mehanizam zaštite jajne ćelije od prodiranja prekobrojnih spermatozoida povezan je sa stvaranjem oplodne membrane i perivitelinske tekućine.

Brojni eksperimenti pokazuju da neka komponenta FSI nije nusproizvod metabolizma, već može igrati funkcionalnu ulogu i osnova je nekih nehemijskih interakcija biosistema. O tome su svjedočili poznati eksperimenti A.G. Gurvič s korijenjem luka [Gurvich, 1945] i njegovi drugi radovi o mitogenetskom zračenju.

Fenomen udaljenog, tj. bez direktnog kontakta i nehemijski posredovane, međućelijske interakcije (CMI) strogo je ustanovio i proučavao V.P. Kaznacheev sa kolegama u eksperimentima sa "zrcalnim" citopatskim efektom [Kaznacheev et al., 1979, 1980; Kaznačev i Mihajlova, 1981, 1985]. Ćelije pod uticajem ekstremnih faktora fizičke, hemijske ili biološke prirode izazvane u ćelijskoj kulturi primaoca (smeštenoj u izolovanu komoru uz prvu i koja nije izložena ovim faktorima) morfološke promene slične onima u prvoj ćelijskoj kulturi induktora ( sa pouzdanom vrijednošću vjerovatnoće od 70 -78%). Interakcija ćelijskih kultura odvijala se samo uz pomoć ultra-slabog elektromagnetnog zračenja samih ćelija kroz kvarcnu (ili liskun) ploču, prozirnu u ultraljubičastom i infracrvenom opsegu. U ovim eksperimentima je po prvi put bilo moguće potpuno eliminirati kemijsku komponentu UHF-a. UMW su takođe proučavani u modelu koji nam omogućava da razmotrimo ulogu elektromagnetnog zračenja u životnom ciklusu ćelije, za razliku od modela ekstremnih efekata na ćelijski sistem. Kako se kulture šire ili supstrati kvarca i liskuna postaju deblji, efikasnost komunikacije opada, što znači da efektivnost zrcalnog citopatskog efekta zavisi od apsorpcije i rasipanja elektromagnetnih talasa - nosilaca informacija. Napomenimo sljedeća svojstva zrcalnog efekta [Ibid.]: 1. Zrcalni citopatski efekat se maksimalno ispoljava u parovima iz homolognih ćelijskih kultura, u manjoj mjeri u blisko srodnim ćelijama, u heterogenim, genetski udaljenim ćelijama nema zrcalni citopatski efekat. 2. Zdrave ćelije koje su prihvatile informaciju zahvaćenih ćelijskih kultura, u kontaktu sa sledećom novom zdravom kulturom, mogu je dalje prenositi; efekat ogledala ima sposobnost da prođe sa postepenim bledenjem do 3-4 prolaza. 3. Manifestacija efekta zavisi od geografske širine, sunčeve aktivnosti i geomagnetnih uslova.

Jedan od mogućih opštih pristupa formulisanju i proučavanju pitanja ove vrste izneo je V.P. Kaznacheev. Prema konceptu V.P. Kaznacheeva [Ibid], biosistem (ćelija) se može predstaviti kao neravnotežna fotonska konstelacija koja postoji usled priliva energije izvana. Čisto hemijski mehanizam međućelijske i intracelularne komunikacije možda nije primarni, već rezultat složenijih procesa. Funkcionalna ćelija je izvor i nosilac složenog elektromagnetnog polja, čija struktura nastaje biohemijskim procesima i kontroliše svu metaboličku aktivnost ćelije. (Membrane se mogu smatrati glavnom strukturom - nosiocem neravnotežne fotonske konstelacije.) Fotonske konstelacije se mogu smatrati primarnim supstratom samog života, a ne manifestacijom sekundarnog načina prenosa bioloških informacija. Ova konstelacija ima visok stepen pouzdanosti i predstavlja informacioni i regulatorni sistem ćelije. Pretpostavlja se da u makromolekularnom proteinsko-nukleinskom obliku žive materije (ćelije) postoje i drugi - kvantno-poljski - oblici žive materije koji imaju sposobnost da se kreću u optičkom mediju u druge nepromenjene makromolekularne proteinsko-nukleinske kiseline organizacije, menjaju svoje stanje i ponovo se kreću, dok iz jedne ćelijske kulture u drugu teče predloženi oblik žive materije. Dakle, suština žive materije je polje. To znači da materijalni tok u postojećem elektromagnetnom zemaljskom okruženju u svom kretanju, padajući u prostor naseljen atomima i molekulima, pod odgovarajućim fizičko-hemijskim uslovima, od njih gradi sekundarnu složenu makromolekularnu strukturu. Ove strukture mogu da migriraju pod odgovarajućim uslovima iz jedne makromolekularne strukture (ćelije, živi organizmi) u drugu, međusobno deluju, menjaju sekundarna biohemijska svojstva.

Napominjemo da je ovaj koncept potvrđen rezultatima eksperimenata L. Monteniera (odjeljak 2.2).

Interakcije dugog dometa posredovane FID u opsegu od ultraljubičastog do blizu infracrvenog utiču na aktivnost enzima [Baskakov i Voeikov, 1996], aktivnost i morfologiju ćelija i tkiva [Kaznačejev i Mihajlova, 1985], životni ciklusćelije [Ibid], regulišu lokomociju i međusobnu orijentaciju ćelija, određuju brzinu razvoja embriona i njihove morfološke karakteristike [Burlakov i sar., 1999a, 1999b], učestvuju u interakciji neutrofila i uzoraka pune krvi. Udaljene interakcije (DI) nisu ograničene na jednostrano djelovanje jednog biološkog sistema na drugi, već uključuju i bilateralnu interakciju dva kemijski izolirana biološka sistema [Ibid.], kao i „samodjelovanje“ [Burkov et al., 2008]. DI su pronađeni između ćelija ne samo eukariota, već i bakterija [Nikolaev, 1992]. DV se odvija na nivou organizma, na nivou populacija [Burlakov et al., 1999; Volodjajev i Belousov, 2007] i moguće ekosistemi.

Treba napomenuti da su DR prilično slabi, zavise od mnogih faktora, au nekim slučajevima postoje poteškoće u kontroli eksperimentalnih uvjeta i ponovljivosti njihovih rezultata. Ipak, zračenje za sam biosistem može poslužiti kao njegov unutrašnji sistem za prenos informacija, „atribut života“ [Kaznačejev i Mihajlova, 1985]. Sa ove tačke gledišta, proučavanje DW je važno za razumevanje koordinacije intracelularnih molekularnih procesa, kontrolu aktivnosti proteina i koordinaciju genetskih i biohemijskih sistema koji održavaju homeostazu.

Pitanje funkcionalne uloge SSI je još uvijek diskutabilno, ali je u svakom slučaju utvrđeno da SSI odražava biološko stanje organizama i njihove populacijske interakcije.

Sažetak disertacijeu medicini na temu Međućelijske udaljene interakcije u ekološkom aspektu: bioindikacija i masena spektrometrija (izotopija) u uslovima krajnjeg sjevera

RUSKA AKADEMIJA MEDICINSKIH NAUKA SIBIRSKE FILIJALE

ISTRAŽIVAČKI INSTITUT ZA REGIONALNU PATOLOGIJU I PATOMORFOLOGIJU

U "■)" 1 Kao rukopis

MIKHAILOVA Ljudmila Pavlovna

MEĐUĆELIJSKA UDALJENOST

INTERAKCIJE U ASPEKTU ŽIVOTNE SREDINE: BIOINDIKACIJA I SPEKTROMETRIJA MASE (IZOTOPIJA) U USLOVIMA KRAJKOG SJEVERA

14.00.16 - patološka fiziologija

DISERTACIJA za zvanje doktora medicinskih nauka

U FORMU NAUČNOG IZVJEŠTAJA

NOVOSIBIRSK 1997

Rad je izveden u Istraživačkom institutu za opću patologiju i ljudsku ekologiju Sibirskog ogranka Ruske akademije medicinskih nauka.

Naučni konsultant:

akademik RAMS-a,

doktor medicinskih nauka, profesor V.P.KAZNACHEEV

Zvanični protivnici: akademik Ruske akademije medicinskih nauka,

Doktor medicinskih nauka, profesor Yu.I.BORODIN, akademik Ruske akademije medicinskih nauka,

Doktor medicinskih nauka, profesor S.I. KOLESNIKOV dopisni član Ruske akademije medicinskih nauka,

doktor medicinskih nauka, profesor L.A. TRUNOVA

Vodeća organizacija:

Istraživački institut za farmakologiju Tomskog naučnog centra Sibirskog ogranka Ruske akademije medicinskih nauka (Laboratorija za patološku fiziologiju)

Odbrana disertacije će se održati " // " _ 1997.

u / O _ sati na sastanku Vijeća za disertaciju D 001.40.01 u Istraživačkom institutu za regionalnu patologiju i patomorfologiju Sibirskog ogranka Ruske akademije medicinskih nauka na adresi: 630117, Novosibirsk, ul. Akademik Timakova, 2; tel. 8 (383-2) 32-31-56, faks 8 (383-2) 32-43-39.

Disertacija se može naći u Naučno-medicinskoj biblioteci Istraživačkog instituta za regionalnu patologiju i patomorfologiju Sibirskog ogranka Ruske akademije medicinskih nauka

naučni sekretar

Vijeće za disertaciju D 001.40.01

Doktor bioloških nauka ELLUSHNIKOVA

OPŠTI OPIS RADA

Hitnost problema. Sadašnja faza razvoja krajnjeg sjevera, koju karakterizira migracija stanovništva u regije sa oštrom klimom, ogleda se u dinamici demografskih procesa i zdravstvenom stanju ljudi. Značaj zdravlja kao jednog od ograničavajućih faktora društvene proizvodnje jasno se očituje u područjima novog privrednog razvoja, posebno na krajnjem sjeveru, zbog nedostatka radnih resursa.

Na osobu u ovim geografskim širinama utiče čitav niz ekstremnih faktora, uključujući niske temperature, vlažnost, jake vjetrove, neobičan fotoperiodizam, gravitacijske i heliogeomagnetske pojave, karakteristike hemijskog sastava tla, vode, zraka (Danishevsky G.M., 1968; Kaznacheev V.P., 1973, 1980; Deryapa N.R., 1975; Panin L.E., 1978, 1986; Avtsyn A.P. et al., 1985; Borodin Yu.I., 1989). Pored ovih faktora, potrebno je uzeti u obzir i posledice tehnogenog uticaja na životnu sredinu.

Zadatke očuvanja i razvoja zdravlja ljudi u specifičnim prirodnim i industrijskim uslovima severnih teritorija Rusije treba posmatrati sa stanovišta moderne ašroloekologije, uzimajući u obzir kako procese biološke i socijalne adaptacije stranog i autohtonog stanovništva, tako i razumijevanje cjelokupnog spektra interakcije između čovjeka i prirodnog okruženja. U suštini, riječ je o proučavanju čovjeka i ljudskih populacija koje su u dinamičnoj interakciji sa raznolikim prirodnim antropogenim ekološkim kompleksima i proizvodima njihovog rada.

Zdravstveni problemi osobe koja živi i radi u ekološki teškim uslovima krajnjeg severa zahtevaju za njihovo rešavanje proučavanje uticaja antropoekoloških uticaja različitih faktora sredine na biosisteme. Trenutno se velika pažnja poklanja pitanjima ekstrakcije i prerade gasova sa polja Yamalskoye, a od posebnog je značaja kombinovani efekat heliogeofizičkih faktora, vode i gasa na organizam smjenskog radnika. Stoga je problem proučavanja hronične izloženosti

niske koncentracije gasova u kombinaciji sa prirodnim faktorima životne sredine na organizam je veoma akutna.

Jedan od pristupa rješavanju ovog problema je utvrđivanje toksičnog djelovanja ašroekoloških faktora na zdravlje ljudi bioindikacijskim metodama uz odabir protektora u vidu adaptogena, biostimulatora, antioksidansa i dr. za prevenciju i liječenje. Također je obećavajuće korištenje metode masene spektrometrije za određivanje biološke frakcionacije stabilnih izotopa ugljika i sumpora (odnos UC/13C, IgS/IgS) u studijama životne sredine kao markera zagađenja životne sredine, što je posebno važno u Dalekom Sjeverno u regionima tundre na mjestima naftnih i plinskih polja i za utvrđivanje ranog starenja ljudskog tijela, zbog teških klimatskih i geografskih uslova.

U postavljanju problema zaštite životne sredine često se postavlja pitanje nemogućnosti potpunog sprečavanja antropogenog zagađenja čak ni u tzv. tehnologijama bez otpada, jer Za realizaciju ovih zadataka potrebni su izuzetno veliki materijalni troškovi. Stoga se pitanje zaštite prirode može posmatrati kao problem naučno utemeljenog regulisanja i kontrole emisija, kao i ispuštanja zagađujućih materija u životnu sredinu. U ovom aspektu je relevantan razvoj i opravdanje metoda za bioindikaciju antropogenih uticaja na prirodne ekosisteme i njihove komponente.

Bioindikacija je detekcija biološki značajnih antropogenih opterećenja na osnovu odgovora živih organizama i njihovih zajednica. Trenutno se pojavio veliki broj radova o bioindikaciji na ćelijskom, tkivnom, organizmu, populaciji i biocenotičkom nivou (Izrael Yu.A., Vereshchagina T.N., 1985.; Krivolutsky D.A., 1988.; Tikhomirov N.A., 1988.; Koshelev B. ., 1988).

Postaje jasno da je za objektivnu procjenu nivoa zagađenja okoliša i njegovog utjecaja na čovjeka potrebno proučiti sadržaj industrijskih toksikanata u njegovim komponentama kao što su tlo, površinske vode, fauna, flora, kao i analizirati uticaj prirodnih

ny heliogeofizički faktori. Prednost bioindikatora, posebno onih kod sisara, je u tome što adekvatno reflektuju. stanje prirodne sredine i mehanizmi njihovih metaboličkih procesa bliski su ljudima.

U modernoj biologiji, medicini, virologiji široko se koristi metoda kultura tkiva. Glavna prednost ove metode je mogućnost intravitalnog posmatranja ćelija mikroskopom, jer one ostaju održive tokom eksperimenta, kao i procena kombinovanog dejstva toksičnih materija sadržanih u količinama ispod MPC. Sve to omogućava korištenje metode staničnih kultura kao metode bioindikacije.

Istražujući antropoekološke faktore koji utiču na ljude na krajnjem sjeveru, cilj je bio utvrditi najtoksičnije faktore za čovjeka. S tim u vezi, prije svega, postavljena su pitanja proučavanja heliogeofizičkih faktora: Zemljinog magnetnog polja (GMF), interplanetarnog magnetnog polja (IPMF), sunčeve aktivnosti i njihovog uticaja na ljudski organizam. Na krajnjem sjeveru (65-69. geografske širine) - areni složenog skupa elektromagnetnih pojava usko povezanih sa sunčevom aktivnošću, postoje velike varijacije u karakteristikama GMF poremećaja koji utiču na vitalnu aktivnost organizma (Danilov V.I. et al. , 1971; Danilov V.I., 1975; Kovalchuk A-V., 1974; Vladimirsky B.M., 1977; Kaznacheev V.P., 1985).

Jedan od najvažnijih ekoloških problema velikih industrijskih centara na krajnjem sjeveru (Nadym, Yamburg) je problem vode za piće, koja po pravilu ne zadovoljava standarde zbog zagađenja životne sredine. Stoga je određivanje stepena toksičnog dejstva vode za piće na zdravlje ljudi i razvoj načina za smanjenje toksičnog dejstva veoma relevantno. Takođe je očigledno da je za objektivnu procenu uticaja životne sredine i stepena njenog zagađenja na čoveka neophodno proučavanje industrijskih toksikanata u njoj. U našim istraživanjima, ovo je industrijski gas polja Yamalsko-Yamburgskoye, koji sadrži veliku količinu ugljovodonika i produkata njihovog sagorevanja.

Svrha i ciljevi studije. Svrha rada je proučavanje prirode različitih antropoekoloških uticaja na biosisteme u visokim geografskim širinama korišćenjem bioindikacije i masene spektrometrije i razvoj novih kriterijuma za procenu uticaja antropoekoloških faktora na ljudski organizam na krajnjem severu.

Postavljeni su sljedeći naučni i praktični zadaci:

1. Proučiti primjenu fenomena udaljenih međućelijskih interakcija i metode ćelijskih kultura kao bioindikacijskih testova.

2. Proučiti uticaj različitih prirodnih faktora (heliogeofizičke, hipogeomagnetne sredine, vode, tla) i zagađenja gasom životne sredine prirodnim i industrijskim gasom na zdravstveno stanje stanovnika ovih eko-regija, metodom bioindikacije na različite vrste kulture ljudskih i životinjskih ćelija.

3. Procijeniti biološku starost pojedinaca na osnovu određivanja stabilnih izotopa ugljika (masenom spektrometrijskom metodom) koristeći uzorke noktiju i kose kao indikatora ranog starenja tijela.

4. Analizirati tehnogeno opterećenje ekosistema na osnovu metode biološke frakcionisanja izotopa ugljenika i sumpora (odnos 13S/13S i „S/^S), kao markera zagađenja životne sredine.

5. Odabrati metodom bioindikacije protektore – adaptogene, antioksidante, prehrambene i vitaminske dodatke za prevenciju i liječenje smjenskih radnika na krajnjem sjeveru.

Naučna novina. Po prvi put je prikazana mogućnost korištenja modela udaljenih međućelijskih interakcija i staničnog monosloja za bioindikaciju u ekologiji, medicini i farmakologiji.

Prvi put je proučavan uticaj antropoekoloških faktora na rast ćelijske kulture in vitro. Pokazano je da je metoda ćelijskih kultura adekvatan test za procjenu uticaja na ljudski organizam toksičnih efekata ekstremnih antropoekoloških faktora (heliogeofizičkih, vode za piće, prirodnog gasa i dr.), što omogućava objašnjenje mehanizma njihovih

biotropski efekat na ćeliju.

Korelacija bioloških procesa na ćelijskom nivou sa parametrima heliogeomagnetnog okruženja - vremenom i mestom eksperimenta, K-indeksom (lokalnim indeksom), Ap-indeksom, predznakom međuplanetarnog magnetnog polja, indeksom prikazane su solarne baklje. Heliogeomagnetska situacija na proučavanoj geografskoj tački utiče na životne procese monosloja ćelije.

Pokazano je da geomagnetski medij ima izražen biotropni učinak na kulturu tkiva: dolazi do smanjenja vitalnosti stanijskog monosloja, kršenja ritma stanične diobe i povećanja fenomena udaljenih međućelijskih interakcija.

Po prvi put, prilikom procjene uticaja antropoekoloških faktora koji utiču na procese adaptacije smjenskih radnika i stanovnika ovih eko-regija krajnjeg sjevera, napravljen je izbor zaštitnika - adaptogena, antioksidanata, aditiva u hrani i vitaminskih kompleksa za prevenciju i liječenje. sprovedeno.

Po prvi put je metodom masene spektroskopije određen stepen zagađenosti životne sredine pomoću markera izotopa ugljika PS/"C i sumpora 328/^5, što je posebno važno na krajnjem sjeveru, u tundri, u nafti i gasna polja.Prvi put predloženo je određivanje biološke starosti metodom biološke frakcionacije.PS/13C izotopi na osnovu masene spektroskopije.

Teorijski i praktični značaj. Otkriće fenomena udaljenih međućelijskih interakcija u sistemu dvije kulture tkiva (DCI) i proučavanje ponašanja monosloja ćelijske kulture u različitim eksperimentima omogućavaju korištenje fenomena DCI i ćelijskog monosloja kao metode bioindikacije. uticaja antropoekoloških faktora na osobu (na biosistem) u ekstremnim uslovima krajnjeg severa.

Na osnovu sprovedenih studija utvrđena je toksičnost vode za piće u Nadymu i selu Nadym. Yamburg, gdje su od tri uzorka (zahvat vode iz Obskog zaljeva, voda prečišćena kroz ugljeni filter, voda iz vodovoda u bolnici) posebno

Ispostavilo se da je voda iz slavine otrovna, neprikladna za pripremu lijekova i jednostavno za piće.

Provedene studije o prečišćavanju vode pokazale su visoku efikasnost upotrebe zeolitnih filtera, jer su nakon prečišćavanja karakteristike vode bile bliske karakteristikama destilovane vode. Date su odgovarajuće preporuke o upotrebi ovih filtera, koje su usvojene i implementirane u medicinskoj jedinici Nadym za bolnice, ambulante i dječje ustanove.

Studija toksičnosti proizvedenog plina korištenjem ćelijske kulture pokazala je da je, osim kroničnog trovanja, plin posebno opasan u hitnim slučajevima. Izbor zaštitnika neophodnih za upotrebu u slučaju nužde, kao i za prevenciju pri radu na bušotinama pri unosu gasa je opravdan.

Proučavani su i odabrani za praktičnu zdravstvenu zaštitu različiti adaptogeni, antioksidansi, aditivi u hrani, biostimulansi-protektori, koji ispravljaju nepovoljne antropoekološke uticaje na ljudski organizam na severu i za radnike u „vrućim“ radnjama metalurške i gasne industrije.

Kao još jedan model bioindikacije na molekularnom nivou razvijena je i primijenjena metoda biološke frakcije izotopa za određivanje biološke starosti osobe i korištenje stabilnih izotopa kao markera zagađenja okoliša.

Pokazalo se da kod mladih (regruta) rođenih na sjeveru ili dovedenih u ranoj dobi, te kod radnika od 28 do 30 godina koji su radili na krajnjem sjeveru duže od 5 godina, može doći do disadaptivnih stanja koja dovode do poremećaj procesa reparacije i pojava rane skleroze. Tokom masenih spektroskopskih studija, utvrđuje se gubitak teškog izotopa 13C, tj. postoje kršenja biološke frakcionacije, posebno sa povećanjem sjevernog iskustva iznad 5 godina, a postoji i neusklađenost između pasoša i biološke starosti.

Na osnovu sprovedenog istraživanja, a

metoda za procjenu biološke starosti osobe i preporuke za odabir, očuvanje radne sposobnosti i rješavanje pitanja rezervi rada za plinske radnike kako na krajnjem sjeveru (Yamal), tako iu srednjoj traci - Astrakhan.

Kvantitativna procena tehnogenog zagađenja životne sredine na osnovu određivanja odnosa stabilnih izotopa sumpora "S/3^ i ugljenika 12C/13C u gasnim poljima Astrahana otkrila je pojavu ^ u zemljištu i biljkama, u životinjskim organima na udaljenosti od 16 km od postrojenja za plinski kondenzat, smanjenje izotopa pC u organima životinja i povećanje izotopa 12C. U 11 biljnih vrsta pronađen je izotop koji ukazuje na kontaminaciju tla.Izotop je pronađen u jetri i bubrezi životinja koje se nalaze u zoni emisija iz biljke (16 km

Tako se pokazalo da kao rezultat tehnološke aktivnosti čovjeka u zonama najvećeg ekološkog stresa dolazi do pomaka u izotopskom sastavu zraka, tla, vode i kao posljedica toga mijenja se izotopski sastav, tj. na primjer, u prehrambenim proizvodima, a potenciraju se razne bolesti uzrokovane okolišem.

Naučna i praktična dostignuća su široko testirana i implementirana u ustanovama praktične zdravstvene zaštite, u preduzećima gasne industrije RAO Gazproma u Jamalu (Nadim i Jamburg) i na gasnom kondenzatnom polju Astrakhan; metalurške industrije u Magnitogorsku. Dve smernice su usvojene i odobrene od strane Nastavnog veća Departmana za ekologiju i medicinu RAO Gazproma.

Apromacija rada. Materijali disertacije predstavljeni su na IX međunarodnom kongresu o mikrobiologiji, virusologiji, epidemiologiji (Moskva, 1966); IV međunarodni simpozijum o cirkumpolarnoj medicini (Novosibirsk, 1978); VIII simpozijum "Biološki problemi severa" (Apatiti, 1980); Sovjetsko-njemački simpozijum o kronobiologiji (Moskva, 1982); VII međunarodni seminar o problemima biološkog djelovanja elektromagnetnih polja (Prag, 1984); konferencija "Magnetobiologija i uloga MMP u biodinamici" (Moskva, 1985); Simpozijum "Ljudska biometeorologija" (Bratislava, 1988); Međunarodni WHO/UNEP WM simpozij „Cli-

prostirka i zdravlje ljudi" (Lenshprad, 1986); konferencija "Neperiodične brze pojave u okruženju" (Tomsk, 1990); Republička konferencija "Medicinska medicina - praktična zdravstvena zaštita" (Novosibirsk, 1991); Međunarodna izložba "EXPO -92" (Španija, Sevilja, 1992); Međunarodna medicinska konferencija "Problemi zdravlja i naftnih polja u arktičkim regijama" (Nadym, 1993); Međunarodna konferencija "Problemi zdravstvene zaštite i socijalni aspekti razvoja karličnih i naftnih polja u arktičkim regionima" (Nadym, 1995); "O stvaranju jedinstvenog regionalnog sistema za praćenje životne sredine i zdravlja stanovništva Sibira" (Novosibirsk, 1996); simpozijum "Savremeni problemi stresa i patologije među stanovnicima Hanti-Mansijski autonomni okrug" (Novosibirsk, 1996.); IX Međunarodni kongres o cirkumpolarnom zdravlju (Anchorage, SAD, 1996.).

Publikacije. Objavljeno je 59 radova na temu disertacije, od čega je 13 članaka objavljeno u centralnim časopisima, 6 radova objavljeno u stranim izdanjima. Objavljene su 3 monografije: "Superslabo zračenje u međućelijskim interakcijama" (Novosibirsk: Nauka, 1981. -144 e.); "Bioinformaciona funkcija prirodnih elektromagnetnih polja" (Novosibirsk: Nauka, 1985. -182 e.); "Princip relativnosti gradacija žive materije i problem slabih interakcija" (Novosibirsk: Institut za opštu patologiju i humanu ekologiju Sibirskog ogranka Ruske akademije medicinskih nauka, 1993. - 94 e.). Registrovano je otkriće N 122 - "Udaljene međućelijske interakcije u sistemu dve kulture tkiva" (Službeni glasnik Komiteta za pronalaske i otkrića pri Savetu ministara SSSR. -1973. - N19. - Str. 3. Otkriće N 122 u Državnom registru SSSR-a, 1974.).

MATERIJAL I METODE ISTRAŽIVANJA

Proučavanje fenomena udaljenih međućelijskih interakcija (DCI). U eksperimentima su korištene i primarne i transplantirane homologne kulture. Ćelije su uzgajane na Parkerovom mediju 199 sa dodatkom 10%

Rice. 1. Šema pomicanja položaja montiranih kamera u rotirajućem bubnju.

1 - zona rasta kulture u zaraženoj komori; 2 - zona rasta kulture u "ogledalnoj komori"; 3 - hranljiva podloga

goveđi serum i antibiotici. Kao ekstremni faktori u radu korišćeni su: biološki agensi - virus Coxsackie A-13 (soj 401 i 639), virus klasične ptičje kuge (CBR) i adenovirus (soj 5); hemijski efekti - živin dihlorid (živin hlorid) i fizički faktori - ultraljubičasto zračenje (ekspozicija 40-45 s, lampa BUV-30, rastojanje 0,5 cm). Osim toga, korišten je kolhicin koji ne uzrokuje smrt stanica, ali remeti mitotički ciklus.

Kultura tkiva koja je služila kao predmet proučavanja uzgajana je u posebnim komorama na kvarcnim ili staklenim podlogama zalemljenim na dno sa tankim presekom različite debljine - od 0,2 do 2,0 cm. nm je bio 70-90%. Za naočare, maksimum transmisije je bio u vidljivom području počevši od 440 nm. Nakon formiranja monosloja na dnu komora, komore sa unetim faktorom oštećenja montirane su u paru sa netaknutim (jednosloj do monosloja) i fiksirane na rotirajući bubanj okomito na osu (sl. 1). Bubanj je bio unutar zamračenog termostata (37°C) i rotirao se zajedno sa komorama brzinom od 25 o/min. Kontrola za otkrivanje spontanih

degeneracija ćelijske kulture konstantno je pratila sve eksperimente

Nakon 2-4 dana, komore su uklonjene, demontirane, staklene podloge na kojima su izrasle ćelije su zalemljene, a nakon fiksiranja i bojenja izvršena je morfološka studija kulture. Obračunavanje citopatskog efekta (CPE) vršeno je u odnosu na broj mrtvih ćelija prema broju svih ćelija i prema vrsti morfoloških promena. Slabo pozitivan CPE je ocijenjen kao omjer 1:10, prosjek - 1:15, izražen -1:20.

Utjecaj teliogeofizičkih faktora na vitalnu aktivnost ćelija na visokim geografskim širinama. Istraživanja su provedena na transplantabilnoj KH ćelijskoj liniji (ljudski embrionalni bubreg) u sinhronoj verziji eksperimenta: u Norilsku, Nadymu i Novosibirsku, ćelijska kultura je posađena istovremeno koristeći podloge za kulturu i serum iste serije. KN ćelije su kultivisane prema standardnoj metodi.

Morfološki preparati pripremani su svakodnevno: ćelijski monosloj izrastao na pokrovnom stakalcu fiksiran je metil alkoholom i obojen hematoksilin-eozinom. Provedeno je histohemijsko određivanje aktivnosti markerskih enzima sukcinat dehidrogenaze (SDH) i laktat dehidrogenaze (LDH). Aktivnost enzima određena je metodom Nachlass na osnovu redukcije soli nitrozin tetrazolija u obojene soli formazana na mjestima lokalizacije enzima. Aktivnost je izražena u jedinicama srednjeg citokemijskog indeksa (CCI).

Rast kontinuiranih ćelijskih kultura proučavan je na sljedeći način. Vijabilnost ćelijskog monosloja je proučavana upotrebom koncentracije ćelija od 80 hiljada/ml za tkivo KH, Hep-2 i 100 hiljada/ml za tkivnu kulturu FEF. Nakon 6, 12, 24, 48, 72, 96, 144 i 168 h, stakalca na kojima je izrastao monosloj ćelija fiksirana su metil alkoholom i obojena hematoksilin-eozinom prema Felgenu. Rezultati su obrađeni uzimajući u obzir sljedeće parametre: Br - broj ćelija po jedinici površine preparata, koji karakterizira gustinu rasta monosloja; MA - migotska aktivnost (u%) - kvantitativna

broj fisilnih jezgara na 100 jezgara monosloja.

Prema uslovima pojavljivanja na staklu, određen je test "kooperativnosti" ćelija (broj kontakta ćelija). Da bi se to postiglo, suspenzija ćelija je izlivena u bočice penicilina u koncentraciji od 50 i 100 hiljada/mL. Materijal je fiksiran nakon 24, 48, 72 sata Morfološka analiza je izvršena prema gore navedenim parametrima.

Eksperimenti su izvedeni sinhrono u Novosibirsku i Norilsku tokom polarne noći. Uslovi eksperimenata su strogo standardizovani (sva jela su pripremljena od vode iz Novosibirska, hranljiva podloga Versen - jedna serija, transplantirane ćelijske linije dovezene su u Norilsk iz Novosibirska). Izvedene su ukupno tri serije eksperimenata, po 200 bočica. Dobijeni podaci su statistički obrađeni po metodi S.B. Stefanova (1973).

Proučavanje vitalnih procesa u hipomagnetnim uslovima. Istraživanja su provedena u hipomagnetnoj komori koja se sastoji od dva zatvorena feromagnetna ekrana ugniježđena jedan u drugi. Faktor dinamičke zaštite u frekvencijskom opsegu od 0,1 do 40 Hz za unutrašnji štit nije manji od 1000, za spoljni štit nije manji od 100. Prilikom direktnog merenja koeficijenta statičkog oklopa pomoću magnetometra (čija je osetljivost 50 nT) , magnetsko polje unutar komore nije detektovano.

Eksperimenti su izvedeni na ćelijskim kulturama KN, FECh (ljudski embrionalni fibroblasti), M-15 (fibroblasti kineskog hrčka), H (humane amnijske ćelije).

Početna kultura ćelija materice zasejana je u dva monosloja, od kojih je jedan stavljen u hipomagnetnu komoru ("hipomagnetna" kultura), a drugi je ostavljen u istom termostatu izvan komore (kontrolna kultura). Eksperimentalni monosloj je držan u hipomagnetnoj komori 10-12 pasaža. Svakih 4-5 dana vršena je paralelna transplantacija eksperimentalnog i kontrolnog tkiva.

Mitotički indeks je izračunat u kontrolnoj i eksperimentalnoj ćelijskoj kulturi. Odredili smo i indeks proliferacije i gustinu rasta stanične populacije na staklu. Osim toga, provedena je histohemijska studija procesa formiranja.

i akumulacije neutralnih lipida u ćelijama, za šta su koristili bojenje monosloja ćelije Sudanom (W-G/)-

Utvrđene su morfološke karakteristike ćelija koje rastu u zaštićenom prostoru.

Procjena uticaja prirodnog gasa. Studije su koristile gas doveden iz. Yamburgskoye polje. Eksperiment je izveden na KH ćelijskoj kulturi, koja je pripremljena prema standardnoj metodi. Nakon formiranja monosloja (24 h), vazdušni medij je zamenjen gasom. Izlaganje gasu je počelo dozom od 0,2 mg/ml, ali kako ova doza nije izazvala CPE tokom morfološkog ispitivanja preparata, doza gasa je povećana na 0,3-0,5 mg/ml. Na kraju je izabrana radna doza gasa od 0,5 mg/ml, koja izaziva degeneraciju tkiva. Istraživanja su vršena 3 dana sa uzorkovanjem za morfološki pregled nakon 24, 48 i 72 sata.

Analiza vode iz izvora na lokacijama za proizvodnju gasa. KN ćelijska kultura je korištena kao model za istraživanje. Ćelije su kultivisane prema standardnoj šemi u penicilinskim bocama, monosloj je formiran na gornjem staklu. Ispitana voda u koncentraciji od 10%, koja je dio seruma goveda, unesena je u hranljivu podlogu koja je prekrivala monosloj. Morfološki preparati su pripremani svaka 24 sata po opšteprihvaćenoj metodi, nakon čega je izvršeno bojenje hematoksilin-eozinom.

Za ispitivanje je uzeta voda (3 uzorka) iz sela. Yamburg, steriliziran na 120°C na P-1-2 atm. Zatim je jedna bočica suhog seruma razrijeđena ispitnom vodom bez prečišćavanja, druga vodom nakon prečišćavanja, a treća destilovanom vodom. Ovi serumi u količini od 10% uvedeni su u medij kulture sa eksperimentalnim i kontrolnim ćelijama.

Određivanje količine ukupnog proteina u ćelijskoj kulturi. Na kraju kultivacije ćelije su uklonjene Versenovim rastvorom, isprane tri puta centrifugiranjem u Hankovom rastvoru, a zatim uništene smrzavanjem i tri puta odmrzavanje. Provedena je biuretna reakcija (koristeći standardni set reagenasa za određivanje ukupnog proteina, modificiranog za ćelijske kulture) i fotometrijski na spektrofotometru na 540 nm naspram slijepog uzorka od četiri

rezati 50 min.

Proučavanje stabilnih izotopa. Koristi se materijal od tkiva noktiju ljudi. Traka za nokte veličine 1x2 mm izrezana je makazama od osoba bez vidljive gljivične patologije, nakon čega je slijedila duga shema jednostavnog pranja uzorka korištenjem DTA, alkohola, ultrazvuka i sušenja u vakuumu. Nativni uzorak težine 0,1 g stavljen je u cirkulacioni reaktor za oksidaciju u čistom kiseoniku. Dobijeni ugljični dioksid je kriogenski pročišćen od stranih nečistoća i ubačen u maseni spektrometar radi analize.

Izotopski sastav je određen prema standardnoj proceduri na Finnigan MAT-DELTA masenom spektrometru. Sadržaj 13C određen je prema laboratorijskom standardu D-1, "C = ± 25, tačnost određivanja je 0,01. Istraživanja su rađena u Nadymu, selu Yamburg i na ostrvu Dikson.

Da bismo odredili biološku starost ljudi koji rade na krajnjem sjeveru, formirali smo 3 grupe stanovnika Nadima i zaposlenih u Nadymgazpromu.

Prva grupa - mladi vojni obveznici od 18 godina (8 osoba). Druga grupa - medicinski radnici starosti od 46 do 60 godina (20 osoba). Treći su zaposleni u Nadymgazpromu starosti od 36 do 45 godina (23 osobe). Grupe su uključivale osobe koje nemaju očigledne znakove kronične patologije. Svima su odsječeni nokti, paketi sa ekserima su šifrirani, a slijepom metodom izvršena je analiza izotopa na ugljenik.

Proučavanje adaptogenog djelovanja biljnih preparata. Studije su provedene na RH ćelijskoj kulturi. Kultura ćelija uzgajana je u madracima prema opšteprihvaćenoj metodi. Nakon formiranja monosloja, ćelije su uklonjene iz stakla pomoću Versenovog rastvora i posađene u bočice psicilina od 2 ml (80 000 ćelija/ml). Dan kasnije, podloga za kulturu je ocijeđena i zamijenjena svježom podlogom za kontrolnu kulturu, za eksperimentalnu podlogom 199 plus adaptogen. Proučavali smo ekstrakt radiole, ekstrakt leuzee, tinkturu limunske trave, tinkturu ginsenga.

Morfološki preparati su pripremani svakih 24 h tokom 5 dana prema opšteprihvaćenoj metodi. Kriterijum za efekat delovanja adaptogena bio je poređenje morfološkog

ny monosloja sa adaptogenom i monosloja bez njega i proračun mitotičke aktivnosti (MA).

REZULTATI I DISKUSIJA

UTICAJ HELIOGEOFIZIČKIH FAKTORA

O VITALNOJ AKTIVNOSTI ĆELIJA KULTURE TKIVA (METOD BIOINDIKACIJE) U USLOVIMA VISOKE GIRINE

U vezi sa pojavom novih nepovoljnih faktora životne sredine, od velikog su značaja studije o proceni i neutralizaciji spoljašnjih štetnih uticaja. Poznate metode istraživanja temelje se na korištenju laboratorijskih životinja (od miševa do primata). Ove metode karakteriziraju visoki intenzitet rada, potreba za korištenjem posebne opreme, značajna visoka cijena i trajanje u smislu izvođenja. Osim toga, postavlja se pitanje etike ovakvih studija, jer. u eksperimentima veliki broj životinja pati i umire.

Odabrali smo metodu (model) bioindikacije na ljudskim i životinjskim kulturama ćelija. Glavna prednost kultiviranih ćelija je mogućnost intravitalnog posmatranja ćelija pomoću mikroskopa. Bitno je da se pri radu sa ćelijskim kulturama u eksperimentu koriste zdrave ćelije i da ostanu održive tokom cijelog eksperimenta. To možete provjeriti periodičnim testiranjem ćelijske kulture. U eksperimentima na životinjama, stanje bubrega, na primjer, može se ocijeniti tek na kraju eksperimenta, i to samo kvalitativno.

Životni ciklus ćelije može se istražiti funkcionalno i morfološki. Kriterijumi funkcije treba da budu u korelaciji sa morfološkim kriterijumima zasnovanim na stanju čitavog niza ćelija.

Učinak udaljenih međućelijskih interakcija u ekološkom aspektu. Poslednjih decenija kod nas i u inostranstvu počele su da se razvijaju različite naučne oblasti povezane jednim ciljem - biofotohemija, mitogenetsko zračenje (Gurvich A.G., 1944; Gurvich A.A., 1968), biohemiluminiscencija, elektromagnetne međućelijske interakcije (komunikacija), biofotoni. Svi ovi pravci su slični

Oni se slažu u jednom: pretpostavljaju da fizičko-hemijski procesi koji se dešavaju u ćelijama obezbeđuju informacione interakcije biosistema na različitim nivoima. Problem prenosa bioloških informacija, njihovog nagomilavanja i skladištenja u ćelijama, kao iu tkivima i organima, trenutno je od najveće važnosti. Upravljanje poznatim metaboličko-grafskim procesima u organizmu životinja i ljudi ne može se objasniti samo neurohormonskim i humoralnim (biohemijskim), kao i poznatim biofizičkim faktorima (promjene različitih potencijala, gradijenti itd.).

U isto vrijeme, čak iu ranim radovima domaćih naučnika (A.G. Gurvič, E.S. Bauer, V.I. Vernadsky, A. Chizhevsky, itd.), razumno su se postavljala pitanja termodinamičkih karakteristika životnih procesa, činjeni su pokušaji proučavanja informacijskih mehanizama , posebno svojstveno životnim događajima. Činjenica postojanja superslabog elektromagnetnog zračenja danas je općenito prepoznata i eksperimentalno pronađena u svim proučavanim ćelijama biljaka i životinja (Zhuravlev A.N., 1965; Tarusov B.N., 1967; Konev S.V., Mamul V.M., 1977).

Mogućnost prenošenja bioloških informacija pomoću kvanta elektromagnetnog polja (EMF) proučavali smo dugo vremena. Pretpostavka eksperimenata je bila da je funkcionalno stanje ćelije izložene različitim faktorima okoline kodirano u elektromagnetnom zračenju koje se javlja tokom njenog života. Trebalo je provjeriti da li ovo zračenje ima signalnu funkciju, da li je sposobno pokrenuti procese adekvatne početnom pobuđenom stanju u netaknutim detektorskim ćelijama.

Budući da je bila zamišljena da se proučavaju informativna svojstva zračenja, odabrane su takve situacije kada se ćelija sudara sa štetnim faktorima okoline. U ovom slučaju, adekvatan odgovor detektorskih ćelija mogao bi se nedvosmisleno protumačiti kao manifestacija informativnog uticaja.

Virusi koji sadrže DNK i RNK (Coxsackie A-13, virus pileće jetre) korišteni su kao faktori koji utiču na ćeliju.

ptičja kuga, BRU, adenovirus tipa 5), ​​toksične doze živinog diklorida, smrtonosne doze ultraljubičastog zračenja i model kontroliranog mitotičkog ciklusa - kolhicin. Kao rezultat toga, nastala su oštećenja u ćelijama, koja su dovela do smrti sa obrascem specifičnim za svaki od navedenih agenasa. Kada su odgovarajuće oštećene ćelije koje se nalaze u posebnim komorama sa kvarcnim prozorima spojene optičkim kontaktom sa istim ćelijama koje nisu bile podvrgnute nikakvom uticaju, u potonjoj su se prirodno razvile karakteristične promene, ponavljajući obrazac „bolesti“ i odumiranja oštećenih ćelija, tj. . ispoljile su se udaljene međućelijske interakcije zbog superslabog elektromagnetnog zračenja.

Kao rezultat toga, DMV fenomen je pronađen u svim primarnim i transplantiranim homolognim kulturama ćelija koje smo proučavali u različitim ekološkim regijama - centralnoj Rusiji, moskovskoj regiji, Arktiku. Akumulirana je velika količina eksperimentalnog materijala, što omogućava izvođenje određenih zaključaka o prisutnosti udaljenih međućelijskih elektromagnetnih interakcija (elektromagnetne bioinformacije) u različitim ekološkim regijama Zemlje. To nam je omogućilo da pretpostavimo univerzalnost fenomena koji se proučava, iako je morfološki izraz uočene interakcije, koji smo nazvali "ogledalo" CPE, prilično specifičan za svaki od odabranih ekstremnih agenasa.

Naši podaci dokazuju da je udaljena elektromagnetna međućelijska interakcija biološki specifična i da se po pravilu ostvaruje samo u genetski blisko srodnim ćelijskim linijama. Kako se heterogenost linija povećava, efekat interakcije se smanjuje i nestaje.

Ako sam efekat interakcije odražava određeno zajedničko svojstvo ćelija različitih tipova kultura tkiva pod dejstvom različitih citopatskih agenasa, onda je morfološka ekspresija ove interakcije („ogledalo“ CPE) prilično specifična za svaki od odabranih ekstremnih agenasa. Specifičnost udaljene interakcije dokazuje činjenica da u slučaju promjene funkcionalnog stanja indikatorske kulture, koju karakterizira nedestruktivna

ćelije, ali inhibicijom diobe i rasta ćelijskog monosloja, u "ogledalo" kulturi se ponavljaju isti pomaci fundamentalno različiti od smrti (model kontroliranog mitotičkog ciklusa). Vjerovatnoća pozitivnog efekta "ogledala" bila je 65 - 85% (za pouzdanost od 95%).

Obrazac ispoljavanja "ogledala" CPE i njegovu univerzalnost potvrđuje statističko određivanje efikasnosti delovanja tri virusa, sublimiranog i UV zračenja prema Pearsonovom kriterijumu: pokazalo se da je isto. Verovatnoća ispoljavanja efekta „ogledala“ tokom kontrole mitotičkog ciklusa je manja nego pod dejstvom ekstremnih smrtonosnih agenasa (57 ± 5,3%). Korištenje time-lapse mikrofilmiranja omogućilo je uočavanje karakteristične ovisnosti UMW-a o stupnju razvoja početnog procesa. Shodno tome, opisane međućelijske interakcije u kulturama tkiva, očigledno su posledica mehanizma koji se zasniva na mogućnosti specifične kontrole jednog ili drugog procesa. Ako pretpostavimo postojanje činjenice dugotrajne kontrole metabolizma u "ogledalo" ćelijskoj kulturi, onda treba razmišljati o velikoj raznolikosti i bogatstvu signala. Uzastopni dolazak signala u zdravu ćeliju u ovom slučaju treba da ostvari odgovarajuću aktivaciju enzimskih sistema u njoj u strogom nizu, sa elektromagnetnim zračenjem određene frekvencije i polarizacije, dok za detektorsku ćeliju ono dobija vrednost specifičnog signala. .

Može se pretpostaviti da je za induktorsku ćeliju zračenje obavezna i neophodna manifestacija njene vitalne aktivnosti, tj. govorimo o svojevrsnim elektromagnetnim poljima, koja su za samu ćeliju njen unutrašnji sistem za prenošenje informacija neophodnih za život same ćelije. S obzirom na ultraslabo zračenje živih ćelija sa informatičke tačke gledišta, može se pretpostaviti da je regulacija bioloških procesa jedna od funkcija elektromagnetnog zračenja koje emituju živi sistemi. Zračenje se registruje fizičkim metodama, tj. može se identificirati kao elektromagnetno (određene frekvencije, vrlo

niskog intenziteta) bilo gdje na Zemlji.

Prilikom proučavanja DMW-a tokom 15 godina, utvrđeno je postojanje sezonske ovisnosti manifestacije "ogledala" CPE u različitim klimatskim zonama zemlje. Pokazano je da je „ogledalo“ CPE uočeno u proseku u 20-80% slučajeva, u zavisnosti od meseca u godini, ali su istovremeno dani sa negativnim rezultatom zabeleženi u mesecima sa maksimumom (80%). manifestacija "ogledala" CPE.

Analiza akumuliranog materijala (preko 12.000 eksperimenata) pokazuje da je delimičnu neponovljivost eksperimenata izvedenih u standardnim uslovima teško objasniti samo tehničkim ili metodološkim greškama. Ovo se dobro slaže s činjenicom da ponovljivost eksperimenata za neke kulture tkiva pokazuje jasan sezonski obrazac. "Negativni" rezultati su češće zabilježeni zimi. Međutim, za ljetni period, kada je ponovljivost eksperimenata veća, neki od eksperimenata su dali nizak (ili nula) rezultat. Ovakva situacija ukazuje na mogućnost da nekontrolisani heliogeofizički faktori utiču na ishod eksperimenta.

S tim u vezi, izvršeno je poređenje procenta posmatranog "zrcalnog" CPE zabeleženog u eksperimentima sa helio-geofizičkim indeksima. Rezultati analize omogućili su da se otkrije korelacija između ispoljavanja fenomena DMW i polariteta međuplanetarnog magnetnog polja (IMF), kao i poremećaja heliogeomagnetnog polja (HMF). Negativna greška IMF-a nekoliko dana prije eksperimenta i odsustvo magnetske perturbacije GMF-a pratila je manifestacija "ogledala" CPE. Kod velikih poremećaja GMF-a (povećan indeks Ap), velikih baklji na Suncu (indeks K) i pozitivnog polariteta MMF-a, UMW efekat se ispoljavao slabije ili je potpuno izostao.

Primijetili smo da je tokom godina aktivnog sunca (1969., 1980.) manifestacija fenomena izuzetno nestabilna: sezonska ovisnost manifestacije "ogledala" CPE se češće mijenja, au mirnoj sezoni dani sa 90-100 % manifestacije "ogledala" CPE i dana kada je UHF efekat potpuno izostao. Uočena zavisnost efekta UMW od

razne geofizičke varijacije sugerirale su da bi se manifestacija ovog fenomena trebala mijenjati sa pomakom širine.

Poznato je da je 67. geografska širina zona složenog skupa elektromagnetnih pojava usko povezanih sa sunčevom aktivnošću. Znatno se mijenja elektromagnetno okruženje, a posebno struktura poremećaja u polju heliogeoskala. U cilju identifikacije karakteristika elektromagnetnih interakcija i njihovog odnosa sa egzogenim poljima tokom geografskih pomeranja, sproveli smo sinhrone studije održivosti ćelijskog monosloja i fenomena DMW na različitim geografskim lokacijama zemlje. Posebnost ovih eksperimenata bila je, prvo, da je u svakoj geografskoj tački u određenom trenutku postojala sopstvena specifična geofizička i meteorološka situacija, koja određuje njen lokalni uticaj na biosferu; drugo, ovi faktori okoline, uz lokalne manifestacije, karakterišu i globalni efekti, te stoga značajne promene ovih faktora treba da se odraze na život sistema sinhrono.

Sinhrona istraživanja fenomena SMW vršena su u Norilsku i Novosibirsku u različitim godišnjim dobima od 1975. do 1981. (ukupno 500 eksperimenata). Analiza dobijenih rezultata omogućava nam da uočimo karakteristike manifestacije "ogledala" CPE na geografskim širinama Norilska i Novosibirska.

U prvoj seriji eksperimenata utvrđeno je da se ćelije monosloja dobro šire po staklu, da je proces njihovog međusobnog kontakta bio veći u odnosu na Novosibirsk. Zatim, od 48. sata, rast monosloja u Norilsku je krenuo snažnije, ćelije su dostigle plato do 72. sata, zatim je u Norilsku monosloj umro do kraja 6. dana, dok je u Novosibirsku bio održiv za više. od 9 dana. Istovremeno, uočeno je da je, kako u Norilsku, tako iu Novosibirsku, vrhunac mitotičke aktivnosti bio u 24 sata, ali je u Norilsku bio 2,5 puta veći (slika 2).

U drugoj seriji nisu zabilježene značajne razlike u rastu ćelijskog monosloja na obje tačke, mitotički

Rice. 2. Utjecaj heliomagnetnog okruženja na monosloj ćelija na visokim geografskim širinama po mjesecima.

1 - Ap-indeks; K-indeks: 2 - u Novosibirsku, 3 - u Norilsku; a, b - gustina rasta monosloja: 4 - u Novosibirsku, 5 - u Norilsku; c, d - migotska aktivnost: 4 - u Novosibirsku, 5 - u Norilsku.

Pokazalo se da je ćelijska aktivnost u Norilsku 3 puta niža u odnosu na ćelijsku kulturu u Novosibirsku. Karakteristika jednoslojnog rasta u Norilsku je prisustvo dva pika mitotičke aktivnosti, koja su se desila 24 i 60 sati (vidi sliku 2).

U trećoj seriji eksperimenata ustanovljeno je da je monosloj u Norilsku rastao snažnije u svim aspektima: gustina rasta i broj jezgara po jedinici površine su 2 puta veći nego u

Novosibirsk, vrhunac mitotičke aktivnosti u 48 sati je 3 puta veći. Do kraja 6. dana pojavilo se mnogo piknotičkih ćelija, a monosloj je umro; u Novosibirsku je u to vrijeme bio održiv više od 9 dana.

Provodeći studije o "kooperativnosti" u cilju određivanja vremena pojavljivanja monosloja na staklu, koristili smo različite koncentracije: 5 x 103, 7 x 103,1 x 105 ćelija u 1 ml medijuma. Utvrđeno je da je u Norilsku već nakon 2 dana formiran monosloj od 5 x 103 ćelija/ml podloge, dok su u Novosibirsku samo pojedinačne kolonije rasle iz iste suspenzije u isto vreme. Ova činjenica još jednom potvrđuje naše podatke da je ćelijska kultura snažnije rasla u Norilsku.

Dobijeni rezultati su upoređeni sa podacima o K-indeksu, planetarnom indeksu (Ap) i o predznacima sektora međuplanetarnog magnetnog polja dobijenim u opservatorijama Norilsk i Novosibirsk.

Tokom perioda prvog eksperimenta uzgoja usjeva, geofizičku situaciju u Norilsku karakterizirala je visoka geomagnetna aktivnost permafrosta. Početak prvog eksperimenta poklopio se sa magnetnom olujom veoma visokog intenziteta sa iznenadnim početkom i amplitudom poremećaja do 1500 nT, što odgovara K-indeksu od 8-9 poena (zbir K po danu je 36 bodova). Aktivni period magnetne oluje trajao je tri dana, ali je i nakon njega nivo magnetne aktivnosti ostao visok tokom eksperimenta. Istovremeno, u Novosibirsku je intenzitet magnetne oluje bio manji (amplituda poremećaja do 330 nT, što odgovara K-indeksu od 7-8 poena (zbir K po danu je 28 poena). magnetno intenzivnog perioda u Novosibirsku takođe je bio kraći.

Tako je magnetna aktivnost tokom eksperimenta bila izraženija u Norilsku. Ovo vjerovatno može objasniti razlike u rastu monosloja u svim parametrima koje smo proučavali. Očigledno je intenzitet rasta doveo do brzog iscrpljivanja monosloja, koji je umro 2-3 dana ranije nego u Novosibirsku. Rast monosloja u Novosibirsku je bio sporiji i mitotička aktivnost je bila 2 puta manja, ali

ćelijski takt i nuklearno-ćelijski odnosi su bolje izraženi, pa se pokazalo da je monosloj održiviji.

U analizi drugog eksperimenta nije bilo značajnih razlika u rastu monosloja prema gore navedenim parametrima. Oba monosloja su održiva do 9 dana. Ovo se, očigledno, objašnjava činjenicom da su varijacije Zemljinog EMF-a tokom perioda eksperimenata bile male: Ap=8, lokalni indeksi Norilska i Novosibirska, respektivno, K=17, K=15.

Tokom trećeg eksperimenta ponovo je uočeno povećanje magnetne aktivnosti: u Norilsku K=36, u Novosibirsku K=20 i Ap=28, tj. zabilježeno je napeto heliomagnetno okruženje. Rezultati eksperimenta su u određenoj mjeri ponovili dinamiku proučavanih pokazatelja iz prvog eksperimenta.

Analiza tablica predznaka sektora MMF-a pokazala je da se vrijeme prvog i trećeg eksperimenta poklopilo s promjenom predznaka (+) u (-), što je, očigledno, u određenoj mjeri odredilo sličnost rezultata oba eksperimenta. . Tokom drugog eksperimenta, znak se promijenio iz (-) u (+).

Proučavanje DMW-a u Novosibirsku i Norilsku takođe je obavljeno sinhrono od 20.01.86. do 23.11.86.U toku ekspedicija izvedeno je 20 eksperimenata, po 25 eksperimenata, uključujući i kontrolni. Po prvi put "ogledalo" CPE registrovano je u Novosibirsku 2. februara 1986. u 40-50% slučajeva. U Norilsku je prva manifestacija efekta "ogledala" zabilježena 23. novembra 1986. u 3040% slučajeva.

Studije sledeće ekspedicije, sprovedene u decembru 1986. i januaru 1987. godine, pokazale su da je u početku "ogledalo" CPE bilo odsutno na obe tačke, a od 24. decembra u Novosibirsku se počelo manifestovati sa tendencijom stalnog povećanja na 60 -80%. U Norilsku, u svim eksperimentima, efekat je izostao do kraja februara 1987.

Istraživanja tokom polarnog dana (maj-juli 1989.) su pokazala da je "ogledalo" CPE u ovim mesecima primećeno iu Norilsku i Novosibirsku u 40 - 60% slučajeva, u zavisnosti od dana eksperimenta. Istovremeno, bilo je dana sa negativnim rezultatom kada nije uočen nikakav efekat.

Fenomen UMW u Norilsku tokom perioda istraživanja manifestovao se tokom polarne noći, u prosjeku mjesec dana kasnije,

nego u Novosibirsku. Od kraja februara, polarna noć je završila na ovoj geografskoj širini i sunce se nakratko pojavilo iznad horizonta. Možda je manifestacija UMW fenomena na 69. geografskoj širini povezana sa uglom sunca iznad horizonta. Tokom početka polarnog dana, "ogledalo" CPE se manifestovalo u 40-60% pozitivnih rezultata, kao iu Novosibirsku u ovo doba godine. Tako smo dobili određenu korelaciju UMW fenomena sa parametrima heliogeomagnetskog okruženja, vremenom i mjestom eksperimenta.

U studijama koje su sprovedene ranije (1966-1980), uočena je sezonalnost u ispoljavanju udaljenih međućelijskih interakcija, koja se sastojala u činjenici da je u roku od 1,5 - 2 meseca (decembar-januar) "ogledalo" CPE nestalo (studije u Novosibirsku), i od marta do septembra svake navedene godine ispoljavao se u 60-80%.

U periodu eksperimenata, kada je uočena situacija napetog heliogeomagnetnog polja (povećan Ap-indeks, promjena polariteta međuplanetarnog magnetskog polja), otkrivene su značajne razlike u vitalnoj aktivnosti ćelija monosloja. U Norilsku se rast monosloja odvijao snažnije: gustina rasta i broj jezgara po jedinici površine su 2 puta veći nego u Novosibirsku, vrhunac migotske aktivnosti u 48 sati je 3 puta veći. Do kraja 6. dana pojavilo se mnogo piknotičkih ćelija, a monosloj je umro; u Novosibirsku je u to vreme bio održiv do 9 - 11 dana.

Jača magnetska aktivnost tokom eksperimenata u Norilsku vjerovatno može objasniti razlike u rastu monosloja u svim parametrima koje smo proučavali. Očigledno je intenzitet rasta doveo do brzog iscrpljivanja monosloja, koji je umro 2-3 dana ranije nego u Novosibirsku. Rast monosloja u Novosibirsku je bio sporiji i mitotička aktivnost je bila 2 puta manja, ali su kontakt ćelije i nuklearno-ćelijski odnosi bili bolje izraženi, pa se pokazalo da je monosloj održiviji.

Uzimajući u obzir statističku pouzdanost dobijenog materijala, ujednačenost tehnike, sinhronizam eksperimenata i istu dostupnost svakog eksperimenta, može se pretpostaviti da razlike u rezultatima ne zavise od „unutrašnje

njih" eksperimentalnih uslova, ali od uticaja spoljašnjih faktora, budući da su svi uslovi istraživanja u gradovima Novosibirsku i Norilsku bili identični, dok su faktori heliogeofonske situacije bili različiti.

Proučavajući održivost ćelijskog monosloja tokom širinskih kretanja, posebno na visokim geografskim širinama tokom polarne noći, još jednom smo se uvjerili da postoji stroga sezonalnost u ispoljavanju fenomena DMW. Analizirali smo manifestaciju UMW 11 godina i utvrdili korelativnu zavisnost manifestacije UMW od heliogeofizičkih faktora.

Analiza materijala pokazala je da su najvažniji heliogeofizički faktori, po svemu sudeći, amplitudno-spektralne varijacije pozadinskih elektromagnetnih polja vrlo niskih frekvencija, pa su kao indeksi za poređenje odabrani indikatori koji odražavaju ove varijacije: polaritet međuplanetarnog polja ("+", "- "), planetarni indeks geomagnetnih poremećaja (Ar) (studije su rađene zajedno sa B.M. Vladimirskim, zaposlenikom Krimske opservatorije).

Poznato je da stepen uticaja heliogeofizičkih faktora u mnogim slučajevima zavisi od godišnjeg doba. S tim u vezi, poređenje je izvršeno odvojeno za zimske i ljetne mjesece. Svi proračuni su rađeni na računaru ES-1020 metodom superpozicije epohe (Gnevyshev M.N., 1983).

Koristili smo kataloge podataka Syangaia za 1965-1976 (SAD) i S.M. Mansurov za 1965-1986 (SSSR), koji sadrže informacije o međuplanetarnom magnetnom polju.

Metodom superpozicije epohe konstruisane su krive raspodele broja slučajeva da se Zemlja nalazi u pozitivnom i odvojeno u negativnom međuplanetarnom magnetnom polju, prema podacima S.M. Mansurova.

Vrijednosti Ap indeksa preuzete su iz International Solar .geophysical data (SAD, 1965-1976). Značenje ovog indeksa je raspon fluktuacija horizontalne komponente geomagnetnog polja, usrednjenog na više magnetnih stanica. Za mirne uslove, Ap je 2-5; magnetna oluja odgovara Ap jednakom 50.

Urađena je analiza indeksa aktivnosti solarne baklje (10

Dakle, retrospektivno poređenje UMW efekta i rasta ćelijske kulture sa heliogeofizičkim indeksima omogućilo je da se otkrije korelativni odnos između UMW fenomena i polariteta magnetnog polja; poremećaj geomagnetnog polja nekoliko dana prije slijetanja također je uticao na ispoljavanje efekta. Osim toga, pokazalo se da je pri visokim vrijednostima B-indeksa (velike baklje na Suncu) učinak UMW bio slabiji i da je monosloj stanica rastao (rjeđe).

Proučavanje uticaja heliogeofizičkih faktora Tjumenskog severa bioindikacijom na ćelijske kulture. Istraživanja su rađena po istoj metodi, uzimajući u obzir sve eksperimentalne uslove. Kao kriterijumi za procenu stepena uticaja prirodnih heliogeofizičkih faktora na ćelijske kulture u Nadymu korišćena su 4 parametra: mitotički indeks - broj na 100 ćelija monosloja, izražen u procentima; Gustoća rasta stanične kulture (vr) - broj jednoslojnih ćelija po jedinici površine optičke mreže. Vrijednosti mitotičkog indeksa (MI) i gustine rasta (Br) tako dobivene ćelijske kulture upoređene su sa podacima dobijenim u Novosibirsku (kontrolna kultura). Promjene vrijednosti MI i Br u Nadymu u odnosu na Novosibirsk u jednom ili drugom smjeru poslužile su kao kriterij za procjenu stepena uticaja prirodnih faktora na biosistem (u našim eksperimentima, na ćelijsku kulturu LN linije ).

Procenjivana je aktivnost markerskih enzima aerobnog (sukcinat dehidrogenaza, SDH) i anaerobnog (laktat dehidrogenaza, FDH) puteva ćelijskog metabolizma i brzina rasta ćelijske kulture. Proračun posljednjeg parametra razvijen je u našoj laboratoriji kako bi se odredilo povećanje gustine rasta ćelijskog monosloja za 1 sat kultivacije tokom proučavanog dana:

Brzina rasta (SR) = Prosječna vrijednost Br na dan/24 sata Brzina rasta ćelijske kulture je pouzdana i tačna karakteristika stepena aktivnosti proliferacije jednoslojnih ćelija.

Upoređene su vrijednosti MI i Br dobijene u Nadymu

Tabela 1. Srednje vrijednosti mitotičkog indeksa u Novosibirsku i Nadymu (M ± w)

1. 3,29 ± 1,02* 1,84 ± 0,18

2. 2,06 ± 0,56 1,50 ± 0,23

3. 3,57 ± 0,88* 1,89 + 0,61

4. 2,66 ± 0,45 2,34 ± 0,79

promena indeksa međuplanetarnog magnetnog polja Ap koju je obezbedio Zapadnosibirski meteorološki centar za period rada u Nadimu (od 06.12.93. do 22.12.93.).

Kao rezultat istraživanja, ustanovljeno je da je morfološka slika monosloja ćelije u Nadymu i Novosibirsku bila sljedeća: ćelije su bile dobro raspoređene po staklu, imale su geometrijski oblik karakterističan za ovu liniju, ispravnu veličinu ćelije jezgro sa nukleolima je jasno vidljivo unutar citoplazme, a uočena je i blaga vakuolizacija citoplazme. Patoloških mitoza nije bilo, multinukleus i gigant-nukleus u oba slučaja nisu prelazili vrijednosti utvrđene kao norma za E.N liniju (indeks multinukleusa - MI = 3,3; indeks gigant-nukleusa - GY = 5,5).

Gruba morfološka odstupanja u obrascu monosloja nisu nađena ni u Novosibirsku ni u Nadymu, ali je monosloj ćelija u Nadymu bio mnogo rjeđi nego u Novosibirsku, a broj mitoza u njemu je smanjen.

Prosečno trajanje posmatranja ćelijske kulture u Nadimu i Novosibirsku bilo je 8 dana. Određene su prosječne vrijednosti mitotičkog indeksa ćelijske kulture u Nadymu i Novosibirsku za 8 dana (tabela 1).

Kao što se može vidjeti iz tabele, u dva od četiri eksperimenta, vrijednosti mitotičkog indeksa ćelijske kulture u Nadymu i Novosibirsku značajno su se razlikovale jedna od druge: mitotička aktivnost ćelija u Novosibirsku je veća nego u Nadymu.

Određene su i prosječne vrijednosti gustine rasta ćelija.

Tabela 2. Prosječne vrijednosti gustine rasta ćelijske kulture (Br) u Novosibirsku i Nadymu (M ± m)

Eksperiment br. Novosibirsk Nadym

1. 21,81 ± 2,23* 16,22 ± 0,59

2. 23,12 ±2,70* 18,33 ± 1,50

3. 23,51 ± 1,85* 18,16 + 2,68

4. 23,13 ± 1,27* 18,39 ± 1,43

precizna kultura u Nadymu i Novosibirsku tokom 8 dana (tabela 2).

Dobijeni podaci pokazuju da je u sve 4 serije eksperimenata gustina rasta ćelijske kulture u Novosibirsku premašila gustinu rasta kulture u Nadymu.

Proučavana je dinamika rasta ćelijskih kultura u Nadymu i Novosibirsku.

Određena je brzina rasta ćelijske kulture u Nadymu i Novosibirsku. Brzina rasta ćelijske kulture u Novosibirsku premašila je stopu rasta ćelija u Nadymu za 1,6-2,5 puta, a zadržala se tendencija povećanja stope rasta prije vrhunaca migotske aktivnosti i smanjenja u periodu nakon diobe ćelije. Prilikom poređenja promjene brzine rasta ćelija i promjene Ap indeksa, uočeno je sljedeće: između 120. i 168. sata kultivacije došlo je do naglog skoka vrijednosti Ap indeksa, čiji je maksimum pao na 144. sat posmatranja. Tokom ovog perioda zabilježen je pozitivan porast stope rasta kulture u Nadymu.

Ovaj fenomen se, po našem mišljenju, može objasniti činjenicom da je ćelijska kultura u Nadymu podložna uticaju helio-geofizičkih faktora visokih geografskih širina, kojih nema u Novosibirsku. Ovi faktori imaju depresivan efekat na rast ćelija, što se primećuje kada se Ap indeks promeni.

Utvrđene su značajne razlike u aktivnosti markerskih enzima aktivnosti ćelijske kulture u Nadymu i Novosibirsku (Tabela 3).

Kao što se vidi iz tabele. 3, SDH aktivnost u ćelijama kulture u

Tabela 3. Aktivnost sukcinat dehidrogenaze u EL kulturi, SCI (M ± w)

72 1,85 ± 0,04 1,91 ± 0,03

96 1,82 ± 0,13 1,99 ± 0,06

120 1,89 ±0,16 2,35 ± 0,07

144 2,15 ± 0,08 2,10 ± 0,03

168 2,30 ±0,07 2,00 ± 0,05

Nadym je nešto veći nego u Novosibirsku, a aktivnost ovog enzima u Nadymu se mijenjala manje glatko, sa dobro izraženim vrhom na 120. satu uzgoja i smanjenjem u narednim satima posmatranja.

Uzimajući u obzir da vrhunac aktivnosti i uzlazni trend dobro koreliraju sa pokazateljima aktivnosti puževa i porastom gustine rasta kulture u periodu između 72. i 120. sata posmatranja, može se pretpostaviti da je kultura u Nadym koristi većinu svojih rezervi da aktivira procese koji podržavaju život nego ćelije u Novosibirsku, što dovodi do bržeg iscrpljivanja energije u sistemu fosforilacije i Krebsovog ciklusa. Razlika u rastu i mitotičkoj aktivnosti kulture u Nadymu i Novosibirsku je očigledno povezana sa istim.

Naglo povećanje aktivnosti markerskog enzima anaerobnog metabolizma, LDH, zabilježeno je u ćelijskoj kulturi smještenoj u Nadymu (Tabela 4). Po našem mišljenju, to je zbog sljedećeg:

Prvo, aktiviranje anaerobnog metabolizma, kao energetski jeftinije, ukazuje na pokušaj kompenzacije svih onih energetskih troškova koji su nastali u procesu života.

Drugo, ovo ukazuje na pojavu napetosti enzimskog sistema glikolize i, zajedno sa drugim pokazateljima, služi kao objektivni kriterijum za nelagodnost i

Tabela 4. Aktivnost laktat dehidrogenaze u kulturi KN, SCI (M±m)

Vrijeme inkubacije, h Novosibirsk Nadym

72 0,43 ± 0,01 1,06 ± 0,10

96 0,41 ± 0,04 1,02 ± 0,03

120 0,35 ± 0,05 1,76 ± 0,04

144 0,42 ± 0,08 1,19 ± 0,05

168 0,55 ± 0,04 2,00 ± 0,03

neravnoteža u ćelijskom metabolizmu.

Uzimajući u obzir statičku pouzdanost dobijenog materijala, ujednačenost metodologije, sinhronizam eksperimenata i istu dostupnost svakog eksperimenta, možemo pretpostaviti da razlike ne zavise od "unutrašnjih" uslova eksperimenata, već na uticaj spoljašnjih faktora, budući da su svi uslovi istraživanja u Novosibirsku, Nadimu i Norilsku bili identični, dok su faktori heliogeofizičke sredine bili različiti.

Proučavanje vitalne aktivnosti ćelijskog monosloja na svakoj specifičnoj geografskoj tački u prisustvu sinhronih heliobioloških reakcija zbog uticaja globalnih kosmofizičkih procesa na biosferu ima karakteristike koje odražavaju ekološke specifičnosti proučavanog područja. Ovo objašnjava najizraženije razlike u vitalnoj aktivnosti ćelijskih kultura uzgojenih u srednjoj zoni (Novosibirsk, Moskva, Simferopol) i u regijama krajnjeg sjevera (Norilsk, Nadym). Analizirajući podatke dobijene za Nadym (polarna regija) i Norilsk (arktička regija), vidimo da je u eksperimentu u Norilsku učinak heliogeofizičkih faktora izraženiji i pod određenom heliogeografskom situacijom može dovesti do rane smrti ćelije. jednoslojni. Istovremeno, u Nadymu smo primijetili da heliogeofizički faktori na ovoj geografskoj širini (64 *) imaju depresivan učinak na održivost ćelijskog

jednosloj, ali monosloj je održiv i ne umire.

Analiza dobijenih rezultata nam omogućava da izvučemo zaključak o karakteristikama ispoljavanja vitalnosti monosloja ćelije na različitim geografskim širinama i u različitim heliogeofizičkim uslovima.

Dakle, određena korelacija bioloških procesa na ćelijskom nivou sa parametrima helio-geomagnetne sredine, vremenom i mestom eksperimenta na K-indeksu (lokalni indeks), Ap-indeksu, predznaku međuplanetarnog magnetnog polja, i dobijen je indeks solarne baklje. Prema našim podacima, heliogeomagijsko okruženje na proučavanoj geografskoj tački može imati određenu ulogu u vitalnoj aktivnosti ćelijskog monosloja. Trenutno, eksperimentalna zapažanja i teorijske studije daju osnovu za razmatranje geomagnetnog polja odgovornog za biološke efekte funkcioniranja živih organizama.

Na ova pitanja se u velikoj mjeri može odgovoriti izvođenjem sinhronih eksperimenata korištenjem umjetnih magnetnih polja. Radovi na skriningu bioloških objekata zanimljivi su po tome što direktno pokušavaju da se potpuno oslobode utjecaja geomagnetskog polja, ili barem uvelike smanje njegov utjecaj.

Dakle, akumulirane činjenice nam omogućavaju da metodu zakivanja kultura i UHF razmotrimo kao obećavajuću metodu za bioindikaciju različitih vanjskih utjecaja, posebno u slučajevima kada je priroda faktora djelovanja složena i raznolika. Pouzdane metode bioindikacije su od velikog značaja u vezi sa razvojem ekoloških istraživanja, koja zahtevaju kvantitativnu procenu bioloških reakcija na nivou celih biosistema koji ispoljavaju svojstva integrativnosti.

PROUČAVANJE ŽIVOTNIH AKTIVNOSTI ĆELIČNE KULTURE U HIROMAGNETSKIM USLOVIMA

Biološki efekti gatomagnetnih polja su malo proučavani, a informacije o mogućim posljedicama prisustva različitih bioloških objekata u takvim poljima su kontradiktorne.

Zaštita od djelovanja vanjskog EMF-a može se izvesti na dva načina - aktivno i pasivno. Aktivna zaštita se sastoji u tome što osjetljivi uređaj mjeri veličinu vanjskog polja i kontrolira struju u zavojnicama, koji stvaraju magnetsko polje jednake veličine i usmjereno suprotno od strujnog; čime se kompenzuje dejstvo spoljašnjeg polja.

Međutim, zbog veličine zavojnica, aktivna zaštita dobro funkcionira samo na niskim frekvencijama, stoga se uz aktivne metode zaštite od magnetskih polja koristi pasivna, koja se sastoji u zaštiti od vanjskih polja. Postoje tri vrste ekrana: od materijala visoke električne provodljivosti (aluminij, bakar), supravodljivi i feromagnetni (Vvedensky VL., Ozhogin V.I., 1982).

Feromagnetski štit je najčešći tip magnetne zaštite u inženjerstvu. Njegovo djelovanje temelji se na činjenici da je magnetni tok kroz dio ekrana koncentrisan u zidovima visoke magnetne permeabilnosti i na taj način slabi polje u unutrašnjem prostoru.

U našim eksperimentima u "hipomagnetnoj" kulturi, počevši od 4.-5. pasusa (16-25. dan eksperimenta), pojavili su se znakovi nespecifične degeneracije: ćelije se dugo nisu otvarale na staklu, kasno su se počele dijeliti. , imao je gušće, ponekad piknotično naborano jezgro okruženo uskim rubom citoplazme. U narednim pasusima, monosloj zaštićene kulture bio je vrlo rijedak, a stanice su dobile oblik nalik na proces neurona; jezgra u njima su bila zbijena. Bilo je mnogo degenerirajućih ćelija sa liziranim ili piknotički naboranim jezgrima. Mitotičke ćelije su manje, gušće nego inače, slične piknozama. Od 4. do 5. pasusa u eksperimentalnoj kulturi susrećene su multinuklearne i gigantske poliploidne ćelije, kao i brojne patološke multipolarne mitoze, acentrični fragmenti i mostovi u fazi anafaze.

Dva dana nakon sadnje, ćelijske kolonije su se tek počele formirati u "hipomagnetnoj" kulturi, dok je u kontrolnom tkivu već rastao čak i gust monosloj u isto vrijeme i u istoj koncentraciji sadnje.

// prolaz

Rice. Slika 3. Promene MA - mitotičke aktivnosti (a) i Br - gustine rasta monosloja (b) tokom kultivacije ćelije u hipomagnetnim uslovima. 1 - kontrola; 2 - hipomagnetno okruženje.

Od početka eksperimenta pa do 5. - 6. pasusa, mitotički indeks ćelijske kulture koja raste u hipomagnetnoj komori bio je značajno, ponekad 1,5-2 puta veći od kontrolnog (slika 3). Ovakvo stanje se zadržalo do 18. - 20. dana pasiranja, a zatim je mitotički indeks eksperimentalnog monosloja naglo opao i već do kraja eksperimenta (do potpune degeneracije kulture) ostao niži nego u kontrolnom monosloju.

Obje kulture ("hipomagnetna" i kontrolna) imale su sinhroni vrhunac mitotičke aktivnosti u 48 h, a pomak pika za 24 h dogodio se istovremeno. Obje krivulje mitotičkog indeksa tokom eksperimenta dobro su korelirale jedna s drugom. Sprovedeno istraživanje

Istraživanja nisu otkrila nikakvu razliku u orijentaciji metafazne ploče u eksperimentalnom i kontrolnom preparatu.

Gustoća rasta na staklu pri istoj koncentraciji slijetanja u eksperimentalnom monosloju uvijek je bila manja nego u kontroli, a od prijelaza do prolaza ova razlika se povećavala od 1,5-2,5 do 8-10 puta. Od 7. pasusa, gustina rasta ćelija u hipomagnetnoj komori nije se povećavala iz sata u sat, a do 10. pasusa eksperimentalna kultura je umrla, dok je kontrolni monosloj i dalje ostao održiv.

Indeks proliferacije (odnos broja izraslih ćelija i broja zasejanih) u "hipomagnetnom" tkivu se postepeno smanjivao sa 3,25 na 0, ostajući relativno stabilan u kontrolnoj kulturi - 2,25-4,25.

Primjetno je smanjena adhezivna sposobnost monosloja "hipomagnetne" ćelije, kao i značajno smanjenje trajanja verifikacije kulture (proces odvajanja ćelija od stakla pod dejstvom Versenovog rastvora tokom transplantacije) - do 0,5 -1 min.

Histohemijske studije su otkrile povećanu akumulaciju neutralnih lipida u ćelijama kulture koja raste u zaštićenom prostoru u odnosu na kontrolu. Ova razlika se jasnije očitovala od 5. do 6. pasusa, kada su indeksi "hipomagnetne" kulture bili 7-9 puta veći od kontrolnih.

Dio ćelija eksperimentalne kulture tokom sljedeće repasaže (7) presađen je u drugi dušek i vraćen u GMF uslove. Istovremeno, nakon 8 dana (2. pasaža), kultura je potpuno obnovila normalni morfološki obrazac i nije se razlikovala od kontrolnog monosloja. Ćelije su izgubile procesni oblik, zaokružile se, počele su intenzivno da se dele, formirajući nove kolonije i približavajući se kontroli po gustini rasta.

Kulturu tkiva uzgojenu u psomagnetnim uvjetima koristili smo u eksperimentima na UHF kao detektor udaljenih interakcija. Ispostavilo se da se efikasnost UMW sa takvom postavkom eksperimenta značajno povećava („ogledala“ CPE se manifestovala u 95 - 96% parova komora), tj. osetljivost „hipomagnetne“ kulture na određeni signal kodiran u ultraslabi radijaciji pora

ženske ćelije, povećane.

Dakle, eksperimentalni podaci koji smo dobili omogućavaju da se magnetni medij posmatra kao faktor koji ima izraženu biološku aktivnost za ćelije kulture tkiva.

Značajno povećanje migotske aktivnosti ukazuje na to da duboko i dugotrajno zaklanjanje kulture dovodi do promjene vitalne aktivnosti staničnog monosloja. Povećanje broja patoloških mitoza u eksperimentalnoj "hipomagnetnoj" kulturi ukazuje na promjenu različitih mehanizama mitoze, posebno na kršenje metabolizma nukleoproteina ćelije. U hipomagnetnoj komori smanjila se snaga vezivanja ćelija za staklo, indeks proliferacije postupno se smanjio na nulu, odnosno procesi vitalne aktivnosti ćelije su inhibirani razvojem degeneracije kulture i smrću ćelijskog monosloja.

Reverzibilna priroda degeneracije koja se razvija (kada se kultura prenese u uslove prirodnog elektromagnetnog polja) potvrđuje činjenicu da je zaštita uzrokovala njen razvoj.

Analiza podataka dobijenih 1983. - 1984. pokazuje da pad intenziteta geomagnetnog polja utiče na vitalnu aktivnost različitih tipova ćelija. Predstavljamo podatke o tri vrste ćelijskih kultura. Ispostavilo se da je ćelijska kultura FECh (humani fibroblast) najosjetljivija na hipomagnetno okruženje. Degenerirala je za 3

4. pasus. Transplantirana kultura PN (transplantirani ljudski bubreg) bila je manje osjetljiva, degenerirala je tek do 10. pasaža i do 5. pasaža dajući "jačanje" rasta za 2

12 puta. HEp-2 ćelijska kultura (rak larinksa) pokazala se otpornijom. Rasla je aktivnije od kontrole za oko 1,5

3 puta do 7. prolaza, a nakon toga je izdržao smanjenje intenziteta vanjskog magnetskog polja do 10. - 12. prolaza.

U hipomagnetnim uslovima, prema našim podacima, uočen je poremećaj ritma deobe ćelija u kulturi. Dobijeni rezultati ukazuju na visoku osjetljivost intracelularnih bioloških procesa (mitoza) na promjene

jačina magnetnog polja.

Tako smo, izvodeći niz eksperimenata o održivosti ćelijskog monosloja, ispoljavanju UMW efekta i proučavanju ćelijskog ciklusa u psomagnetnim uslovima, došli do zaključka da biosistem ne može postojati dugo vremena u hipomagnetni medij (vakum).

Zaštita mijenja biokemiju stanice, što dovodi do povećanog stvaranja i nakupljanja unutarćelijskih neutralnih supstanci, povećava osjetljivost stanice na djelovanje ekstremnih agenasa i ultraslabog zračenja te remeti ritam diobe stanica. Stoga je elektromagnetno okruženje vitalno za biosistem. neophodni element organizacija (održiva neravnoteža), neophodno okruženje za njihov život. (

GRADE. ANTROPOEKOLOŠKI UTICAJ

PRIRODNOG GASA POLJA JAMALA METODOM BIOINDIKACIJE NA ĆELIČNE KULTURE

Biotoksični efekat gasa iz polja Yamalskoye sa lokacija za proizvodnju gasa u selu. Yamburg metoda bioindikacije na ćelijskoj kulturi.

Istraživanje je bilo podijeljeno u nekoliko faza:

Određivanje doze gasa koja utiče na vitalnost monosloja ćelije, tj. određivanje toksičnosti gasa tokom jednokratnog izlaganja (akutno trovanje);

Procjena dugotrajne izloženosti plinu na monosloju ćelije (hronična trovanja);

Izrada hitnih modela na kulturi ljudskih ćelija (akutna trovanja) sa odabirom zaštitnika za spasilačku službu.

Prilikom proučavanja djelovanja plina na ćelijsku kulturu u dozi od 0,5 mg/ml (akutno trovanje) uočena je sljedeća morfološka slika: ćelijski monosloj je rijedak, ćelije sa vakuoliziranom citoplazmom i izmijenjenim hromatinom. Postojale su stanice s promjenama u jezgri, kada se kromatin koncentrirao u nakupinama, svijetli rub je bio jasno vidljiv oko nuklearne membrane. Uočen je mali broj piknotiziranih ćelija. Jednosloj je bio održiv.

Prilikom modeliranja hroničnog trovanja monosloj ćelija je kultivisan 10 dana pod uticajem gasa u dozi od 0,7 mg/ml. Nakon 4 dana, medijum je promenjen i ponovo je dodan gas. Cilj ovog istraživanja bio je utvrditi mogućnost kroničnog trovanja ovim plinom. Prilikom morfološkog proučavanja ćelijske kulture uočena je sljedeća slika: prvog dana uzgoja, nuklearna membrana je bila jasno vidljiva u jezgrima, ali je kromatin (nuklearna tvar) sabijen u piknotičku masu, oko koje se čisti rub. zabilježeno je, tj. glavne promjene su registrovane u kernelu.

Dana 5-6 pojavili su se znaci degeneracije, a do 10. dana monosloj je umro, uočeno je kronično trovanje malim dozama plina, što je dovelo do odumiranja ćelijskog monosloja. Kontrolna kultura, u kojoj je hranljivi medij promijenjen bez dodavanja plina, ostala je održiva.

Uočeno je značajno smanjenje količine ukupnog proteina u kulturi sa gasom u poređenju sa kontrolnom kulturom tokom dugotrajne kultivacije ćelija (10 dana). Promjena akumulacije proteina u eksperimentalnoj kulturi u odnosu na kontrolnu ukazuje na smanjenje proliferativne aktivnosti stanica, posebno u slučaju kada je toksikant dovoljno dugo u kontaktu sa stanicama.

Dakle, plin polja Yamburgskoye sadrži veliku količinu ugljikovodika i zbog svoje "hlapljivosti" nije jako toksičan, ali uz produženo izlaganje uzrokuje kronično trovanje, dok jezgro ćelije uglavnom pati. S obzirom na to da plin iz ovog ležišta ima svojstvo brzog isparavanja u zrak, posebno ljeti, možemo zaključiti da do trovanja radnika može doći samo u hitnim slučajevima, što pokazujemo na ćelijama u kojima je plin zamijenio zrak i izazvalo sporo kronično trovanje.

Prilikom kreiranja modela vanredne situacije (akutnog trovanja), uzimali smo dozu od 0,7 mg/ml, računajući da ćemo dobiti akutno trovanje staničnog monosloja.

Zadatak ove studije je izbor potrebnog zaštitnika

hodanje radi otklanjanja akutnog trovanja. Kao zaštitnik koristili smo middronat i razne vitaminske dodatke B1, B6, B12, kao antioksidans, askorbinsku kiselinu, kao i glukozu, koju smo odabrali u istraživanju gasa sa Astrahanskog polja. Gas i protektor su uvedeni u 24-satnu ćelijsku kulturu na tri načina:

1. Dodavanje protektora u hranljivu podlogu sa ćelijskom kulturom 2 sata pre uvođenja gasa (protektor - 2 sata - gas);

2. Istovremeno uvođenje gasa i protektora;

3. Dodavanje protektora u hranljivu podlogu sa ćelijskom kulturom 2 sata nakon izlaganja gasu (gas - 2h - protektor).

Kada je protektor dodat 2 sata prije ubrizgavanja plina, nakon 24-48 sati uočili smo rijedak monosloj sa pojedinačnim piknotiziranim ćelijama, citoplazma je bila blago vakuolizirana. Nakon 72 h, monosloj je bio rijedak, ali održiv; uočene su pojedinačne mitoze.

Istovremenim uvođenjem protektora i gasa uočena je sljedeća slika: monosloj ćelija je rijedak, ćelije sa vakuoliziranom citoplazmom i izmijenjenim hromatinom u jezgru. Postojale su ćelije u kojima je hromatin u jezgri bio koncentrisan u nakupine, a oko nuklearne membrane je uočen čisti rub. Uočen je veliki broj piknotiziranih ćelija, ali je monosloj bio djelimično održiv.

Uvođenjem protektora 2 sata nakon uvođenja plina, do 24-48 sata uočen je rijedak monosloj ćelija. Nakon 72 sata povećao se broj mrtvih ćelija, kao i ćelija sa dugim cigoplazmatskim procesima i piknotiziranim jezgrima. Jednosloj nije održiv (umro).

Tako su rezultati studija o dejstvu gasa u hitnim slučajevima pokazali da je otrovanoj osobi potrebno ubrizgati midronat, askorbinsku kiselinu kao antioksidans i ceo vitaminski kompleks koji je gore naveden. U preventivne svrhe, po dolasku svake nove grupe smjenskih radnika, preporučuje se uzimanje mildronata u kapsulama (1 kapsula 10 dana) i vitaminskog kompleksa

Metoda bioindikacije na ćelijskim kulturama može

promjena u ekološkim studijama okoliša kako bi se odredio toksični efekat na biosistem antropoekoloških faktora kao što je prirodni plin.

ISTRAŽIVANJE VODE IZ LOKALNIH IZVORA NA MJESTIMA

PROIZVODNJA PLINA JAMBURGA METODOM BIOINDIKACIJE

O KULTURAMA ŽIVOTINJSKIH I LJUDSKIH ĆELIJA

Jedan od najvažnijih ekoloških problema velikih industrijskih centara je voda za piće, koja po pravilu ne zadovoljava standarde zbog zagađenja životne sredine. Stoga nam se činilo relevantnim utvrditi stupanj toksičnosti vode iz slavine na zdravlje ljudi i razviti načine za smanjenje tog efekta.

Stepen toksičnog dejstva na ćelijsku kulturu vode uzete iz vodovoda Obskog zaliva, iz vodovodnog sistema sela. Yamburg vode koja je pročišćena ugljičnim filterima u laboratoriji TsNIPR-a. Izvršen je odabir sastava filtera za prečišćavanje vode.

Rezultati istraživanja vode uzete iz kanala Obskog zaliva: monosloj ćelija nakon 24 sata bio je predstavljen pojedinačnim kolonijama, koje su se spojile u rijedak monosloj. Do 72 sata uočene su pojedinačne mitoze, patološke mitoze nisu nađene. Ćelije su se dobro proširile. Do 120. sata monosloj je bio relativno gust, jezgro sa nukleolima je bilo jasno vidljivo, ali je citoplazma bila vakuolizirana. Bilo je divovskih i piknotiziranih ćelija (mrtvih), ali je monosloj ostao djelomično održiv.

Rezultati ispitivanja vode uzete iz bolničkog vodovoda: do 48. sata monosloj stanica je rijedak, citoplazma je vakuolizirana, nuklearna membrana je dobro konturirana, jezgre u jezgru se ne razlikuju. Do 72 sata došlo je do snažne vakuolizacije citoplazme i masne degeneracije ćelija. Do 96-120 sati monosloj je umro.

Rezultati istraživanja vode pročišćene ozoniranjem i adsorpcijom u laboratoriji TsNIPR: monosloj je bio održiv, ćelije su formirale monosloj za 48 sati. Citoplazma je bila manje vakuolizirana, kvrgava

nije bilo pita. Broj mitoza je smanjen, pojavile su se divovske i piknotizirane ćelije. Jednosloj je bio održiviji nego u prvom slučaju.

Iz dobijenih podataka proizilazi da je bolnička voda iz slavine toksična i negativno utječe na vitalnost stanica. Voda iz kanala Obskog zaljeva je manje toksična, ali također smanjuje vitalnost stanica. Voda pročišćena u laboratoriji TsNIPR-a ne zaustavlja vitalnu aktivnost ćelija. Ipak, sva tri uzorka nisu ekološki prihvatljiva i pogodna za održavanje života biosistema. U tom smislu, uz filtere na ugalj, potrebno je koristiti i zeolit ​​filtere.

Prilikom određivanja ukupnog proteina u ćelijskoj kulturi dobijeni su sljedeći rezultati (T je vrijednost obrnuto proporcionalna količini proteina, u %).

Kontrolna kultura (destilirana voda) - 92,4 ± 0,20. Eksperimentalna kultura: voda iz slavine 97,5 ± 0,95, voda iz vodozahvata 96,2 ± 0,35, voda prečišćena TsNIPR-om 93,8 ± 0,53.

Tako je uočeno značajno smanjenje količine ukupnog proteina u kulturama uz dodatak ispitivanih uzoraka vode u odnosu na kontrolu. Promjena akumulacije proteina u eksperimentalnoj kulturi u odnosu na kontrolu ukazuje na smanjenje proliferativne aktivnosti stanica, tj. o smanjenju održivosti ćelijskog monosloja. Dobijeni podaci potvrđuju rezultate intravitalnog morfološkog posmatranja monosloja u dugotrajnom eksperimentu.

Upotreba zeolitnih filtera za prečišćavanje vode za piće u uslovima satova prema metodi bioindikacije. Predložili smo metodu za prečišćavanje vode iz slavine pomoću zeolitnih filtera. U vodi pročišćenoj kroz zeolit ​​filter, sadržaj naftnih proizvoda je praktički jednak nuli, voda se ne taloži, prozirna je. Ovaj filter apsorbuje teške metale, gvožđe, patogene, benzopiren iz vode.

Kada se porede preparati nakon 24, 48, 72, 96, 120 i 144 sata, gotovo da nema razlike u morfološkoj slici između monosloja sa prečišćenom, nepročišćenom i destilovanom vodom.

posmatrano. Ćelije su se dobro širile, jezgro u njima je bilo ovalnog oblika, u jezgru su bile vidljive nukleole. Mitoze i vakuolizacija citoplazme nisu uočene. Od 24. do 72. sata povećala se gustina rasta (broj ćelija po jedinici površine), a nakon 96120 sati gustina rasta je ostala nepromijenjena.

Nije bilo značajne razlike u količini ukupnog proteina između ćelijske kulture kultivisane pročišćenom vodom i destilovane vode.

Tako je voda nakon pročišćavanja zeolitima postala netoksična ili minimalno toksična. Ćelije uzgajane u mediju koji je sadržavao pročišćenu vodu ostale su održive dugo vremena. Isti rezultati dobijeni su u istraživanju vode iz slavine u Nadymu.

STABILNI IZOTOP KAO MARKERI ZA ODREĐIVANJE BIOLOŠKE STAROSTI ČOVEKA (BIOINDIKACIJSKA METODA)

Sistematsko proučavanje biološkog ciklusa supstanci i njegove uloge u razvoju biosfere počelo je dosta davno (Vernadsky V.I., 1926; Galimov E.M., 1980). Pokazalo se da je metoda stabilnih izotopa jedinstveno sredstvo za proučavanje bioloških ciklusa u živoj materiji. Pruža potrebne informacije o raspodjeli elemenata u tijelu, što se široko koristi u oblasti ekologije, medicine itd.

Frakcionisanje je veoma osetljiv indikator promena u hemijskom okruženju, broja i jačine veza u molekulu, njegovog hemijskog potencijala i temperature na kojoj se reakcija odvija.

Biološko frakcionisanje stabilnih izotopa leži u činjenici da u živim organizmima dolazi i do obogaćivanja ugljičnim izotopom ("C") u odnosu na sadržaj ovog izotopa u ugljičnom dioksidu udahnutog zraka. tzv. normalni kinetički izotopski efekat, u odnosu na koji se brzina hemijskih reakcija povećava uz učešće lakših atoma. U enzimskim biohemijskim reakcijama mogu se javiti i termodinamički izotopski efekti koji su povezani sa akumulacijom teških izotopa sa povećanjem hemijskog sastava. energije.

komunikacija.

Izotopski sastav se shvata kao relativna zastupljenost izotopa datog elementa, obično izražena kao omjer najmanje uobičajenog izotopa prema najzastupljenijem (D/H) 12C/13C, "B/3 ^, 160/180, itd.

Na osnovu fenomena biološkog frakcionisanja stabilnih izotopa ugljika i sumpora, predložili smo metodu za dobijanje kvantitativne karakteristike stepena zagađenja životne sredine i njegovog uticaja na ljudski organizam masenim spektrometrijskim određivanjem odnosa izotopa ugljika i sumpora u ljudsko tijelo. To je omogućilo procjenu ekološkog stanja okoliša i zdravlja ljudi u normalnim i patološkim stanjima (ateroskleroza, hipertenzija, katarakta itd.). Predlaže se da se stepen biološke frakcionisanja stabilnih izotopa smatra biološkim markerom stepena zagađenosti životne sredine i kriterijumom za određivanje biološke starosti (rano starenje) radnika u smeni.

Kao rezultat ljudske tehničke aktivnosti u područjima najvećeg ekološkog stresa, dolazi do pomaka u izotopskom sastavu zraka, tla, vode i kao rezultat toga do promjene izotopskog sastava u hrani (Galimov E.M.). Ranije dobiveni rezultati pokazali su (Kaznacheev V.P., Rzhavin A.F.) da se patološki procesi (ateroskleroza, katarakta, SLE, SJS) zaista karakteriziraju akumulacijom svjetlosnog izotopa, što ukazuje na odstupanje od ravnoteže svojstvene biosistemu u normi.

Postavlja se pitanje: "Da li je uočeni efekat izotopske transmutacije posljedica procesa prirodnog starenja ljudskih tkiva ili rezultat sve većeg relativnog deficita 13C ugljičnih frakcija?"

Pretpostavljalo se da će se dugotrajno dejstvo štetnih faktora kroz fizičko-hemijske mehanizme narušavanja adaptivno-retulatornih funkcija na nivou organizma odraziti na biološko frakcionisanje stabilnih izotopa ugljenika kako tokom prirodnog starenja organizma tako i tokom procesa starenja. djelovanje štetnih faktora - heliogeofizičkih, prirodnog plina i sl

niske temperature itd.

Rezultati naših istraživanja pokazali su da ljudi koji žive i na krajnjem sjeveru (Nadym, Yamburg) i u srednjoj traci (Magnitogorsk, Astrakhan), rade na plinskim poljima i teškim metalurškim preduzećima pod utjecajem visokog zagađenja plinom, promjena temperature režimima, u poređenju sa normom (standardom), došlo je do sistematskog smanjenja izotopa 13C.

Očigledno, u normalnim uslovima ljudskog postojanja, uočeni efekat izotopske frakcionacije je posledica starenja ljudskih tkiva, a u teškim uslovima životne sredine, sve veći relativni deficit teških ugljičnih frakcija može, po našem mišljenju, biti pokazatelj biološke vrijeme i manifestacije ranog starenja organizma.

Normalno, s povećanjem pasoške dobi osobe, aterosklerotsko oštećenje tijela se povećava, dok masena spektrometrija bilježi blagi postupni pad sadržaja izotopa 13 C u uzorcima noktiju. Da bi se dobila dobna distribucija biološke frakcije, mjerena su 20 uzoraka noktiju ljudi starosti od 5 do 70 godina. U rasponu od 13C od -20,1 do 23,5%o dobijena je glatka kriva frakcioniranja izotopa ugljika ovisno o starosti, koja je naknadno korištena kao kontrola (slika 4). Dakle, kriva frakcioniranja izotopa ugljika 13C, dobivena masovnom sparoskopijom iz uzoraka ljudskih noktiju, može biti integralni pokazatelj energetskog intenziteta svih metaboličkih procesa (izraženih u brzini reakcije, sudjelujućim masama, hemijskom potencijalu, itd.) u čovjeku. tijelo.

U prvoj grupi od 8 ispitanih, 3 su već uočile, iako neznatno, ali odstupanje u odnosu stabilnih izotopa (-22,4%o i -23,2%o), tj. već u adolescenciji potrebno je provesti izotopske studije i identificirati rizične grupe koje bi trebale biti pod medicinskim nadzorom. To, očigledno, objašnjava veliki broj adolescenata u dobi od 16-18 godina s maloljetnom hipertenzijom u Nadymu.

1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970

Rice. 4. Podaci o biološkoj starosti radnika i službenika Yamburggazdobycha 1996.

Biološka starost radnika Nadymgazproma, koji se nalaze u teškim klimatskim i fizičkim uslovima, ne odgovara starosti pasoša - veća je. Ovdje bi u rizičnu grupu trebalo staviti i 10 osoba. Isti podaci dobijeni su od medicinskih radnika medicinske jedinice Nadym (-23,4%o, -24,0%o) (vidi sliku 4).

Takođe treba napomenuti da radnici Nadymgazproma imaju nešto stariju biološku starost od medicinskih radnika koji nisu direktno povezani sa teškim fizičkim radom u ekstremno hladnim uslovima. Otprilike 19 radnika treba da bude identifikovano kao rizična grupa za dalje ispitivanje.

Masovna spektroskopska ispitivanja (kriterijum biološke starosti) sprovedena su u eksperimentima Dixon-Novosibirsk. Prikupljen materijal od 70 ljudi. Dvije grupe radnika su usklađene po godinama i stažu od 25 osoba (od 1 do 5 godina i od 5 do 10 godina staža) i jedne grupe stanovništva koja živi u

Novosibirsk, uzet kao kontrola. Materijal studije bili su uzorci tkiva od nula ljudi u dobi od 36-40 godina, koji su živjeli na Dixonu najmanje 5 godina i 10 godina.

Rezultati studije su pokazali da su ljudi na krajnjem sjeveru u odnosu na normu (Novosibirsk) imali sistematsko smanjenje izotopa 13C, što je posebno bilo vidljivo kod ljudi koji su na sjeveru živjeli 10 godina. U materijalu uzetom od njih, stepen frakcionisanja porastao je na -27,45%o po stopi od -23,55%o (tj. -3,9%o)

U Yamburgu, prilikom pregleda smjenskih radnika, uzet je materijal (ekseri) za određivanje biološke starosti od 16 osoba, koje su podijeljene u dvije starosne grupe: 1. su bile osobe od 28-34 godine, 2. - osoba od 57 godina. U dobnoj skupini (28-34 godine) s radnim iskustvom do 5 godina, samo kod jedne osobe koja je imala Botkinovu bolest pronađena je povreda omjera stabilnih izotopa UC/13C. U grupi od 34 do 47 godina, kršenje omjera sa smanjenjem izotopa 13C otkriveno je kod 6 osoba, od kojih je 5 osoba imalo porast krvnog tlaka, tj. hipertonična bolest. To su svi radnici koji imaju najmanje 8 godina iskustva na naftnim i plinskim poljima na krajnjem sjeveru i do 19 godina. Kod 4 od 5 pacijenata sa hipertenzijom uočena je rana skleroza i rano starenje organizma.

U studijskoj grupi, u istoj pasoškoj dobi, vrijednost CS izotopa u naznačenom odnosu je različita; njegov gubitak je zabilježen kod 4 osobe koje su identificirane kao rizična grupa. Ovdje se, po našem mišljenju, duvaju procesi rane skleroze, a potom i kršenja biološke starosti. Takvi radnici treba da dobiju preventivnu pomoć u vidu protektora (antioksidansa, antitoksikanata), vitamina, balzama i sl., koji pojačavaju adaptivne procese organizma.

Upotreba metode masene spektroskopije frakcioniranja bioloških izotopa kao markera kontaminacije sredine za hranjenje. Na osnovu fenomena biološkog frakcionisanja stabilnih izotopa ugljenika i sumpora, predložili smo metodu za dobijanje kvantitativne karakteristike stepena zagađenja životne sredine. Sprovedeno istraživanje

studije za identifikaciju izotopa 345 kao markera zagađenja životne sredine koji se nalazi u industrijskim emisijama iz određenih industrija (gasna polja u Astrahanu, metalurška industrija u Magnitogorsku, Nadim).

Sumpor se uglavnom nalazi u svim živim organizmima u obliku stabilnog izotopa 32B, a izotop koji se nalazi u ćelijama i tkivima tijela je manje od 1% ukupnog sumpora. Njegova ukupna količina u tkivima životinja i biljaka uvelike varira - od desetinki procenta do 9% u odnosu na suhu težinu.

Istraživanja su sprovedena na gasnom polju Astrahan, koje se odlikuje sadržajem velike količine izotopa U8 u gasu, što je bila osnova za njegovo korišćenje kao marker. Sadržaj izotopa u tkivima jetre i bubrega bijelih štakora proučavan je kako u normi (rezervat Astrakhan), tako iu atmosferi postrojenja za preradu plina koja sadrži sumpor, kao iu Astrahanu.

Sprovedena istraživanja pokazuju da je kod štakora u atmosferi biljke došlo do povećanja izotopa sumpora u jetri i bubrezima zbog tehnogene komponente (S = 6,5%), u odnosu na normu (S = 5,5%). . Nije pronađen izotopski pomak u uzorcima životinjske jetre iz grupa Astrakhanskog rezervata i grada.

Prilikom proučavanja tla na području rezervata Astrakhan i Astrakhan, dobijeni su rezultati izotopa koji su jasno pokazali zonu utjecaja emisija biljke na udaljenosti od 16 km prema Astrakhanu. Sastavljen je odgovarajući protokol u kojem se navodi da postrojenje za gasni kondenzat nema nikakve veze sa zagađenjem životne sredine u Astrahanu, jer. udaljena je od nje 60 km, ali zagađuje okolinu nekoliko sela (prema ruži vjetrova) koja se nalaze u navedenoj zoni od 16 km.

Istraživanja sprovedena radi određivanja sadržaja navedenih izotopa sumpora u biljkama 17 vrsta, uzetih na udaljenosti od 6 km od biljke, pokazala su prisustvo izotopa 34B u 11 vrsta, što ukazuje na kontaminaciju tla.

Prisutnost ovog izotopa pronađena je i u jetri i bubrezima vjeverice koja se nalazila u 16-kilometarskoj zoni ispuštanja.

U istraživanju tla i biljaka za ugljični marker 12C / 13C u Yamburgu, utvrdili smo povećanje svjetlosnog izotopa "C" u biljkama (organska tvar), u poređenju sa biljkama uzetim u Novosibirsku.U tlima je uzorak podijeljen na šuma i tla.“ Ima više C (35,5%) nego u pesku (25,8%), u tlu Novosibirska ga je sadržalo 22%.

Dakle, razvijeni kriterijumi za određivanje biološke starosti prema biološkoj frakcionaciji stabilnih izotopa ugljika omogućavaju nam da pristupimo rješavanju pitanja procjene zdravlja ljudi, a istovremeno i pitanja zapošljavanja, održavanja rezervi radne snage i provođenja preventivnih, terapijske i organizacione mjere. Metoda daje integralnu karakteristiku adaptivnog kapaciteta ljudskog organizma pod nepovoljnim uticajima okoline i omogućava diferenciranje nozoloških oblika bolesti adaptivnog stresa (hipertenzija, skleroza itd.), odnosno propisivanje korektivne terapije odabirom protektora - adaptogena. , antioksidansi.

U trenutnoj socio-higijenskoj situaciji u zemlji i nemogućnosti naše medicine da potpunim zdravstvenim pregledom obuhvati velike grupe stanovništva, posebno u udaljenim područjima sa nerazvijenom infrastrukturom, važno je razviti takve metode za rano dijagnosticiranje bolesti. patoloških abnormalnosti u ljudskom organizmu, sa kojima se može brzo i efikasno sprovesti, što bi omogućilo da se blagovremeno i ekonomičnije obezbedi korektivni efekat na stanovništvo ovih područja.

U teškim uslovima životne sredine, rastući relativni deficit teških ugljičnih frakcija može biti osnovni uzrok promjena u biološkom vremenu i pojave ranog starenja organizma.

Metoda biološke (metaboličke) frakcionacije stabilnih izotopa ugljika i sumpora pokazala se kao jedinstveno sredstvo za proučavanje živih organizama, budući da biolozima i ekolozima pruža potrebne informacije i pomaže u razlikovanju antropogenih opterećenja.

ODABIR PROTEKTORA, ADAPTOGENA, ANTIOKSIDANSA

ORGANIZOVATI PREVENTIVNU NJEGU

I Olakšavanje ADAPTACIJE Smjenskih radnika I STANOVNIKA KRAJKOG SJEVERA

Problem adaptacije uvijek treba razmatrati imajući na umu socijalnu komponentu. Ali društvena adaptacija je uvijek historijski specifična. Što se tiče čovjeka, moramo govoriti o adaptivnom i adaptivnom sistemu, tj. ne samo prilagođavanje, već i mijenjanje parametara okoliša i prirode njegovog utjecaja. To je adaptivno-prilagođavajući mehanizam zdravlja koji impresionira - ne samo postojanje, ne samo rad i život, već aktivan rad koji se odupire utjecajima okoline.

Poznato je da uslovi na sjeveru zahtijevaju drugačiji set proizvoda nego u vrućim zemljama. Bez sumnje, raznovrsna hrana, tj. raznovrstan skup hemijskih jedinjenja igra važnu ulogu u savremenim uslovima ljudskog života. Ovu raznolikost određuje čitav niz mesa, ribe, povrća, voća, začina i začina. Oni unose u organizam ne samo ograničen skup vitamina, već i veliki broj širokog spektra biološki aktivnih supstanci (BAS).

Antioksidansi su biološki aktivne supstance koje se odlikuju širokim i raznovrsnim spektrom uticaja na funkcionisanje i strukturu različitih sistema organizma. Prirodni antioksidansi ili biooksidansi uključuju tvari biljnog i životinjskog porijekla koje inhibiraju razvoj procesa oksidacije slobodnih radikala.

Adaptogeni se uglavnom koriste kao tonici koji povećavaju mentalne i fizičke performanse. U regijama krajnjeg sjevera to su tvari koje reguliraju adaptivna svojstva tijela.

Kao što znate, vitamini su organske tvari male molekularne težine koje su apsolutno neophodne za osiguravanje biohemijskih i fizioloških procesa u tijelu. Uz nedovoljnu opskrbu tijela vitaminima, razvijaju se specifična patološka stanja - pso- i vitaminski nedostaci, koje karakterizira poremećaj u ovom ili onom stupnju.

kazne svih vrsta metabolizma i kršenja različitih funkcija tijela. Nedostatak vitamina nastaje zbog mnogih razloga, od kojih su glavni njihov nedovoljan sadržaj u prehrani i povećana potreba organizma za vitaminima koji pomažu čovjeku da održi zdravlje.

Sve je to vrlo akutno za smjenske radnike, jer. ova grupa treba da prođe kroz proces adaptacije brže i po mogućnosti bez maladaptivnih sindroma, a zatim, nakon završetka smjene, ponovo prođe kroz adaptaciju u svom glavnom mjestu stanovanja.

Zadatak ovog istraživanja je odabir adaptogena, antioksidanata, vitamina itd., koji povećavaju vitalnost i otpornost ćelijskih kultura na djelovanje heliogeofizičkih faktora, s jedne strane, s druge strane, bilo je potrebno odabrati takve supstance (antioksidansi, biostimulansi), koje su uzete, preuzele bi ulogu zaštitnika koji štite ljudski organizam od toksičnog dejstva proizvedenog prirodnog gasa. Za rješavanje ovih problema korišten je monosloj ćelija.

Na modelu ćelijskog monosloja to je moguće, iako se u prirodi ćelije, organizmi i populacije obično prilagođavaju kompleksu prirodnih uslova sredine čiji je uticaj na organizam međusobno povezan, te je teško izdvojiti vodeće značaj jednog faktora iz čitavog kompleksa.

Prilikom odabira adaptogena koji štite ćelijski monosloj od djelovanja heliogeofizičkih faktora, odlučili smo se na tvari biljnog porijekla. Studije su sprovedene u Nadymu prema opšteprihvaćenoj metodologiji. Izvedeno je šest serija eksperimenata sa svakim adalgogenom na ćelijskoj kulturi (tabela 5).

U našim istraživanjima je utvrđeno da je MA monosloja ćelije kultivisane u prisustvu adaptogena veća od one u kontroli. Kontrolni monosloj je bio pod uticajem uslova sredine, a taj uticaj nije bio kompenzovan ničim, osim unutrašnjim rezervama bazena ćelija; MA se smanjio u takvim uslovima. Pri korištenju adaptogena-protektora značajno se povećava proliferacija stanica,

Tabela 5. Promjene mitotičke aktivnosti (MA) ćelijske kulture ovisno o korištenom adaptogenu, %o (M±m)

Adaptogen MA nakon 24 sata MA nakon 48 sati

Ekstrakt radiole 1,07 ± 0,20 2,10 ± 0,39

Ekstrakt leuzee 1,22 ± 0,26 2,40 ± 0,46

Tinktura limunske trave 1,34 ± 0,29 2,60 ± 0,47

Tinktura ginsenga 1,53 ± 0,31 3,00 ± 0,38

Kontrola 1,02 ± 0,15 2,00 ± 0,32

a bioaktivne supstance ginsenga imaju najveći modulirajući efekat. Nisu pronađene abnormalne mitoze.

U proučavanju zaštitnih svojstava preparata, svi su prethodno ispitani na sopstvenu moguću toksičnost u odnosu na monosloj ćelije.

Kao zaštitnici, proučavali smo 12 preparata Instituta za organsku sintezu Republike Letonije, koji su nam ponuđeni na ispitivanje kao biostimulansi za zaštitu od dejstva različitih ekstremnih faktora okoline i toksičnih supstanci, uključujući prirodni gas i produkte njegovog sagorevanja.

U istraživanju toksičnosti utvrđeno je da neki od lijekova imaju jaka toksična svojstva čak iu minimalnim koncentracijama, što im nije omogućilo da se koriste u daljnjim eksperimentima.

Istraživanja zaštitnih svojstava preparata pod dejstvom prirodnog gasa na monosloj ćelije sprovedena su u tri serije eksperimenata:

Protektor u izračunatoj netoksičnoj koncentraciji dodat je u medijum za kulturu 4 h pre ubrizgavanja gasa;

Protektor i gas su ubrizgani istovremeno;

Zaštitnik je uveden 4 sata nakon izlaganja gasu.

Paralelno s tim, vršeni su kontrolni eksperimenti, tj.

kultura ćelija uzgajana je uz dodatak gasa bez pro-

hekgora. Provjerava se i toksičnost rastvarača ako se protektor nije otopio u vodi.

Kod upotrebe preparata sa izraženim zaštitnim svojstvima, u slučajevima kada je protektor primenjen istovremeno ili 4 sata pre izlaganja gasu, citopatsko dejstvo gasa je bilo neznatno (ćelijska smrt je bila 10-15% od ukupnog broja ćelija u monosloju). U slučaju protektora, 4 sata nakon izlaganja gasu, zaštitna svojstva preparata su se smanjila, a 70-80% od ukupnog broja ćelija je umrlo u roku od 24-48 sati. Nakon 72 h, monosloj ćelija je umro, ostavljajući pojedinačne male kolonije ćelija. Uz istovremenu primjenu protektora, u prvih 48 sati uočena je smrt 40% ćelija, ali je nakon 72 sata monosloj gotovo obnovljen.

Druga grupa lijekova razlikovala se po svojim zaštitnim svojstvima od onih gore opisanih po tome što je pri istovremenoj primjeni s plinom i 4 sata prije izlaganja plinu, udio mrtvih stanica bio 35-40% nakon 24-48 sati, a monosloj se djelomično obnavljao. nakon 72 sata protektor je uveden 4 h nakon izlaganja gasu, ćelijska smrt je bila do 90% od ukupnog broja ćelija u monosloju, a monosloj je potpuno umro.

Slabo zaštitni preparati nisu zaštitili monosloj ćelije. Kao rezultat istraživanja identifikovana je grupa lekova - mildronat, leokadin, foridon, koji se mogu preporučiti za upotrebu kao protektora kod hroničnog i akutnog trovanja prirodnim gasom, kao iu preventivne svrhe.

Među njima se može izdvojiti lijek mildronat koji se uvodi u praktičnu medicinu. Mildronat je analog ubuga-robetaina, prekursora karnitina. Lijek povećava efikasnost, smanjuje simptome fizičkog i psihičkog stresa, reguliše sistem ćelijskog imuniteta, ashipoksant je, smanjuje količinu methemoglobina u krvi i antialergijsko sredstvo.

Izvršen je rad na detaljnoj studiji o njemu kao zaštitniku kod trovanja gasom polja Yamal. Sva istraživanja protočne aktivnosti rađena su metodom bioindikacije na ćelijskim kulturama uz uvođenje posebnog

ali odabrana toksična doza plina je 0,7 mg/ml, što uzrokuje gotovo potpunu degeneraciju ćelijskog monosloja svih linija kulture. Mildronat je testiran na akutnu i kroničnu toksičnost, a koncentracija lijeka je eksperimentalno odabrana kako bi zaštitila stanice od oštećenja plinovima ili značajno smanjila stupanj oštećenja stanica.

Dobijeni rezultati su doveli do zaključka da je mildronat pri svim koncentracijama netoksičan za monosloj ćelije, koji se morfološki ne razlikuje od kontrole. Štaviše, utvrđeno je da ima stimulativni učinak na ćelijski monosloj, povećavajući njegovu proliferativnu aktivnost.

Mildronat u koncentracijama od 2 do 0,5 mg/l, kao i u koncentraciji od 0,2 mg/l, imao je izražen zaštitni efekat na ćelijski monosloj ako je uveden u medijum kulture istovremeno sa gasom ili 4 sata pre izlaganja gasu. Uvođenjem middronata 4 sata nakon izlaganja plinu na ćelijski monosloj, uočeno je da u prvih 24 i 48 sati stanični monosloj umire i ostaju samo male površine živih ćelija, ali 72 sata nakon izlaganja monosloj ćelije je bio obnovljena, ali ne u punom obimu.

Dobijeni podaci su pokazali da je mildronat pri svim ispitivanim koncentracijama (od 0,01 do 0,1 mg/l) netoksičan i da ima izražen stimulativni učinak na ćelijski monosloj, te se stoga može koristiti ne samo kao zaštitnik, već i kao zaštitnik. stimulans nakon štetnog uticaja okoline.

Proučavali smo različite vitamine: askorbinsku kiselinu (antioksidans), vitamine B (1, b, 12), vitamin E (tokoferol) itd., koji su zajedno sa 10% glukoze uvedeni u hranljivi medij L-41 i KN ćelijske linije. Svi ovi vitaminski dodaci povećali su vitalnost ćelijskog monosloja (povećala se gustina monosloja, povećao se broj mitoza itd.).

Osim vitamina, odnedavno se koriste i različiti dodaci ishrani za poticanje procesa adaptacije. Za potrebe našeg istraživanja odabrali smo

štakori Eikonol-1, Eikonol-2 (ekstrakti bakalara i morskog rakova) i preparat "Marina" od morskih algi, koji sadrži veliku količinu joda. Prema preporukama proizvođača, ovi lijekovi mogu normalizirati stanje antioksidativne odbrane organizma, eliminirati neravnotežu u sadržaju elemenata u tragovima u tijelu, normalizirati crijevnu mikrofloru, ubrzati izlučivanje soli teških metala i radionuklida. iz tela.

U postupku utvrđivanja toksičnosti aditiva za hranu Eikonol-1, Eikonol-2 i lijeka "Marina" utvrđeno je da su u koncentraciji od 0,5 mg/l Eikonol-1 i Eikonol-2 netoksični, a pri koncentracija od 2 mg/l toksična: dolazi do razrjeđivanja ćelijskog monosloja, ćelije su slabo raspoređene po staklu, citoplazma je vakuolizirana. Dobivena vodena otopina lijeka "Marina" nije otrovna.

Dalja istraživanja su provedena s netoksičnim koncentracijama lijeka. Istraživanja prisutnosti zaštitne aktivnosti rađena su po istoj shemi.

Eikonol-1, Eikonol-2: 24 i 48 sati nakon izlaganja gasu i protektoru uočen je slab hipopatski efekat (razrjeđivanje monosloja u odnosu na kontrolu, pojava ćelija atipičnog oblika, jaka vakuolizacija citoplazmi, broj piknotiziranih ćelija dostigao je 25-30%). Nakon 72 sata kultivacije, ćelijski monosloj je obnovljen, a nakon 96 sati gustina rasta eksperimentalnog monosloja je veća od kontrolne; može se reći da Eikono-la-1 i Eikonol-2 imaju efekat koji stimuliše rast ćelija.

Preparat „Marina“: 24 i 48 sati nakon izlaganja gasu i protektoru, uočena je slika citopatskog efekta, broj piknotiziranih ćelija dostigao je 35-40%, obnavljanje ćelijskog monosloja je nastupilo nakon 96 sati; aktivni stimulativni efekat na monosloj ćelije nije utvrđen.

Dakle, aditivi za hranu Eikonol-1 i Eikonol-2 imaju slabo zaštitno dejstvo kada su izloženi prirodnom gasu na monosloju ćelije i imaju izražen stimulativni efekat na rast ćelijske kulture L-41.

Dodatak za hranu "Marina" praktički ne

tegornim svojstvima u odnosu na prirodni gas i ima blagi stimulativni efekat na rast ćelijske kulture.

Dobiveni podaci o izboru antioksidansa, adaptogena, vitamina, aditiva u hrani i middronata kao zaštitnika omogućili su da se preporuče za prevenciju desadaptacije smjenskih radnika na krajnjem sjeveru (u Yamburgu, Nadymu) i na plinskom polju Astrakhan. Lijek middronat, vitamini - askorbinska kiselina, tokoferol (B-E) uspješno se koriste kako u preventivne i terapijske svrhe u hitnim slučajevima, tako i u liječenju hroničnih bolesti bronhopulmonalnog sistema i peptičkog ulkusa. duodenum u fabrici gasnog kondenzata u Astrahanu, metalurškoj fabrici u Magnitogorsku i Nadimu.

1. Morfološki i funkcionalni pokazatelji ćelijske kulture (kao modela biosistema) mogu poslužiti kao pouzdani kriterijumi za bioindikaciju različitih ekoloških i tehnogenih uticaja: ekstremnih heliogeofizičkih faktora, tehnogenog zagađenja vode, vazduha i zemljišta. Korelacija promjena u biološkim procesima na ćelijskom nivou sa parametrima heliogeomagnetne sredine - vremenom i mjestom eksperimenta, K-indeksom, Ap-indeksom, predznakom međuplanetarnog magnetnog polja i indeksom sunčevih baklji je prikazano.

2. Pri visokoj heliogeomagnetnoj aktivnosti u uslovima visokih geografskih širina, rast ćelijskog monosloja je intenzivniji, ali se smrt dešava brže, što je povezano sa prenaprezanjem adaptivnih mehanizama u uslovima krajnjeg severa i brzim iscrpljivanjem regenerativnog potencijal.

3. Metoda ćelijskih kultura je najinformativnija za ispitivanje fenomena udaljenih međućelijskih interakcija, što odražava fundamentalno svojstvo biosistema (ćelija) – sposobnost prenošenja informacija putem elektromagnetnog zračenja.

4. Hipogeomagnetno okruženje je faktor koji ima izražen biološki efekat na ćelije

kulture tkiva. Pokazano je smanjenje vitalnosti ćelijskog monosloja, kršenje ritma stanične diobe i povećanje djelotvornosti fenomena udaljenih međućelijskih interakcija u hipogeomagnetnom okruženju. Osetljivost "hipo-magnetne" kulture na specifičan signal kodiran u ultra-slabom zračenju zahvaćenih ćelija veća je od one kontrole.

5. U područjima najvećeg ekološkog stresa dolazi do pomaka u izotopskom sastavu zraka, vode i tla, te se kao rezultat bilježe promjene u izotopskom sastavu prehrambenih proizvoda i bolesti uzrokovane okolišem. Na osnovu fenomena biološkog frakcionisanja stabilnih izotopa ugljika i sumpora, predložena je univerzalna metoda za procjenu ekološkog statusa regije, koja omogućava dobijanje kvantitativne karakteristike stepena zagađenja životne sredine.

6. Utvrđeno je da je metoda biološke frakcionisanja izotopa ugljenika (12C/13C) pouzdan kriterijum za određivanje biološke starosti osobe. U regijama krajnjeg sjevera identificirane su grupe ljudi među regrutima i radnicima u smjenama s kršenjem biološke frakcionacije stabilnih izotopa (gubitak teškog izotopa 13C). Na osnovu provedenog istraživanja razvijene su preporuke za odabir i očuvanje radne sposobnosti radnika kako na krajnjem sjeveru tako iu centralnoj Rusiji.

7. Na osnovu sprovedenih studija utvrđena je toksičnost vode za piće na lokacijama za proizvodnju gasa. Posebno toksična, neprikladna za ishranu ljudi je voda iz slavine. Prikazana je mogućnost njegovog prečišćavanja uz pomoć zeolitnih filtera.

8. Bioindikacija na monosloju ćelije omogućila je otkrivanje toksičnosti gasa proizvedenog u Yamalu. Utvrđeno je da je pored hroničnog trovanja posebno opasno trovanje gasovima u vanrednim situacijama. Razvijene su metode prevencije za one koji rade na bušotinama tokom unosa gasa.

9. Metodom bioindikacije proučavani su i preporučeni za praktičnu zdravstvenu zaštitu različiti adaptoteni, antioksidansi, aditivi u hrani i biostimulansi.

tori-protektori, korigujući štetne antropo-ekološke efekte na ljudski organizam u uslovima severa, kao i u metalurškoj i gasnoj industriji

10. Akumulirani eksperimentalni podaci omogućavaju nam da razmatramo metodu ćelijskih kultura i fenomen udaljenih međućelijskih interakcija kao obećavajući test za bioindikaciju različitih ekstremnih faktora, posebno u slučajevima kada je priroda faktora djelovanja složena i raznolika ili nije jasna. dosta.

1. Utjecaj heparina na ćelije malignih tumora u kulturi tkiva // Bul. ekspert biol. - 1967. - br. 3. - str. 85 - 88 (u koautorstvu. Chasovskikh G.G. i dr.).

2. Značaj superslabih svjetlosnih tokova u mehanizmu citopatskog djelovanja virusa // IX Međunarodni kongres o mikrobiologiji. - M., 1967. - S. 509.

3. Utjecaj kulture tkiva inficirane virusom Kokeaki A-13 na "ogledalo" intaktnu kulturu (komunikacija 1) // Poluvodičke termoosjetljive otpornosti u biologiji i medicini. - Novosibirsk, 1967. - S. 197 - 201 (koautor Ignatovič N.V.).

4. Utjecaj kulture tkiva zaražene klasičnim virusom ptičje kuge (BRU) na "ogledalo" intaktnu kulturu (komunikacija 2) // Poluvodičke termoosjetljive otpornosti u biologiji i medicini. - Novosibirsk, 1967. - S. 202 - 205.

5. Informacijska uloga ultraslabih svjetlosnih tokova u biološkim sistemima (superslabi svjetlosni tokovi u mehanizmu CPE virusa K-A 13 - poruka 1) // Questions of Biophysics. - Novosibirsk, 1967. - S. 20 - 24 (koautor Kaznacheev V.P. i DR-) -

6. Informacijska uloga superslabih svjetlosnih tokova u biološkim sistemima (superslabi svjetlosni tokovi u mehanizmu CPE virusa klasične ptičje kuge - BRU - poruka I) // Pitanja biofizike. - Novosibirsk, 1967. - S. 25 -

27 (koautori V.P. Kaznacheev, S.P. Shurin).

7. Informacijska uloga superslabih svjetlosnih tokova u biološkim sistemima (superslabih svjetlosnih tokova u mehanizmu sublimiranog DPC-a - poruka III) // Pitanja biofizike.

Novosibirsk, 1967. - S. 28-29 (koautor V.P. Kaznacheev, S.P. Shurin i drugi).

8. O međućelijskim udaljenim interakcijama u sistemu dviju kultura tkiva povezanih optičkim kontaktom // Superslab sjaj u biologiji. - Moskva, 1969. - S. 28.

9. O međućelijskim udaljenim interakcijama u sistemu dviju kultura tkiva povezanih optičkim kontaktom // Superslab sjaj u biologiji. - Moskva, 1972. - S. 224 - 227 (koautor V.P. Kaznacheev i drugi).

10. Udaljena međućelijska interakcija u sistemu dvije kulture tkiva U Hemija. -1973. - br. 2. - Str. 37 - 39.

I. Informacione interakcije u biološkim sistemima uzrokovane elektromagnetnim zračenjem optičkog opsega C Napredak biološke i medicinske kibernetike. - M., 1974. - S. 314 - 338 (koautor V.P. Kaznacheev).

12. Udaljena međućelijska interakcija u sistemu dvije kulture tkiva // Psihoeneigetički sistemi. -1976. - Vol. 1. - P. 141-142.

13. O ulozi superslabih svjetlosnih tokova u biosistemu // Bioenergetika i biološka spektrofotometrija. - M., 1977.

P. 80 - 85 (koautor V.P. Kaznacheev i drugi).

14. Udaljene međućelijske interakcije i karakteristike rasta ćelijskog monosloja na visokim geografskim širinama // Proceedings of the IV International Symposium on Circumpolar Medicine. - Novosibirsk, 1978. - S. 120 - 122.

15. Udaljene međustanične interakcije uzrokovane UV zračenjem // Fotobiologija životinjske stanice. - Lenjingrad, 1979. - S. 221 - 223 (koautor Sudarev V.K. i drugi).

16. Određivanje uslova za nastanak fenomena udaljenih međućelijskih interakcija pod UV zračenjem // Bul. ekeper. biol. - 1979. - br. 5. - S. 168 -171 (koautor Radaeva I.F. i DR-) -

17. Učinkovitost ispoljavanja udaljenih međućelijskih interakcija u zavisnosti od broja ćelija u monosloju i ekstremnog agensa // Dep. u VNIITI. - 28. maja 1979.

JSfe 187879 (koautor V.P. Kaznacheev et al.).

18. Proučavanje udaljenih međustaničnih interakcija u sistemu dvije heterogene i stanične kulture // Dep. u VINITI. - 1979, br. 256379 (koautor Nemcov E.V. i drugi).

19. Heterogene stanične kulture u udaljenim međućelijskim interakcijama // Proceedings of the All-Union Conf. o adaptaciji, ur. akad. A.M. Chernukhin". - Moskva, 1980. - S. 229 (koautor Kartashova N.B. i drugi).

20. Udaljene međućelijske interakcije i heliomagnetsko okruženje na visokim geografskim širinama // Zbornik radova VIII simpozija "Biološki problemi sjevera". - Apatiti, 1980.

P. 229 - 230 (koautor Radaeva I.F. et al.).

21. Osobine adaptivnog odgovora staničnog monosloja na heliogeomagnetno okruženje // Moderni problemi opće patologije u aspektu adaptacije. - Novosibirsk, 1980. - S. 19 - 29 (koautor V.P. Kaznacheev, N.B. Kartashova).

22. Udaljene međućelijske elektromagnetne interakcije u sistemu dvije kulture tkiva // Bul. ekspert biol. - 1980. - Br. 3. - P. 337 - 339 (koautor. Kaznacheev V.P., Kartashova N.B.).

23. Utjecaj heliogeomagnetskog okruženja na monosloj ćelije na visokim geografskim širinama // Biološki problemi sjevera. Ljudska adaptacija na uslove sjevera. - Kirovsk, 1980. - S. 108 - 109 (koautor V.P. Kaznacheev, I.F. Radaeva).

24. Viabilnost stanične kulture bubrega ljudskog embriona i utjecaj nekih faktora na nju // Starosne karakteristike morfologije i fiziologije ljudskih bubrega. - Novosibirsk, 1981. - S. 43 - 52 (koautori Zenkov N.K., Kartashova N.B.).

25. Superslabo zračenje u međućelijskim interakcijama.

Novosibirsk: Nauka, 1981. - 144 str. (koautor V.P. Kaznacheev).

26. Sunčeva aktivnost i djelomična ireproducibilnost eksperimenata na citopatskom "zrcalnom" efektu // Solarni podaci 1982: Bilten Kg 4. - L.: Nauka, 1982. - S. 108 - 110 (koautor Vladimirsky B.M. et al. . ).

27. Petnaest godina iskustva u proučavanju geomagnetske cikličnosti kulturama tkiva // Zbornik radova Sovjetsko-njemačkog simpozija o kronobiologiji i kronomedicini. - M.,

1982 (koautor Kartashova N.B.).

28. Utjecaj sredine heliogeomaita na monosloj ■ - ■ : > » ćelija i udaljene međućelijske interakcije na visokim geografskim širinama // Utjecaj sunčeve aktivnosti na biosferu. - M.: Nauka, 1982. - S. 63 - 73 (koautor V.P. Kaznacheev, I.F. Radaeva).

29. Utjecaj heliogeomagnetnog okruženja na monosloj ćelija i udaljene međućelijske interakcije na visokim geografskim širinama Problemi svemirske biologije. - M.: Nauka, 1982. - T. 43. - S. 63 - 73 (koautor Radaeva I.F. i drugi).

30. Proučavanje vitalnih procesa u hipomagnetnim uvjetima // Zbornik radova VII međunarodnog seminara o problemima biološkog djelovanja EMF-a. - Prag, Čehoslovačka, 1984. - S. 29 - 30 (koautor Zaytsev Yu A).

31. Bioinformaciona funkcija prirodnih elektromagnetnih polja. - Novosibirsk: Nauka, 1985. - 182 str. (koautor V.P. Kaznacheev).

32. Osobine rasta staničnog monosloja u hipomagnetnom polju // Zbornik radova konferencije "Magnitobiologija i uloga MMP u biodinamici". - M., 1985. - S. 25 - 27 (koautor. Yu.A. Zaitsev).

33. Utjecaj heliogeofizičkih faktora na održivost stanične kulture i udaljene međustanične interakcije // Zbornik radova konferencije "Magnitobiologija i uloga MMP u biodinamici". - M., 1985. - S. 42 - 45.

34. Istraživanje procesa vitalne aktivnosti ćelijskog monosloja u uslovima hapomazuma Bksh. Sib. Odeljenje Akademije medicinskih nauka SSSR. - 1986. - br. 3. - str. 12 - 16 (koautor Ivanova M.P., Zaitsev YuA).

35. Problemi evolutivno-biofizičke biometeorologije // Simpozij ljudske biometeorologije. - Čehoslovačka, 1988. - P. 3 (koautor Trofimov AB. et al.).

36. Udaljene međustanične interakcije u ekološkom aspektu // Metodološki problemi ljudske ekologije: Sat. naučnim radi. - Novosibirsk: Nauka, 1988. - S. 130 - 137 (koautor Ivanova M.P.).

37. Teorijska metodološka osnova kosmičke antropoekologije. Utjecaj stabilnog magnetnog polja na simpatoadrenokortikalni sistem

// Simpozij ljudske blometeorologije. - Čehoslovačka, 1988. - S. 6.

38. Promjene vijabiliteta monosloja stanica ljudskog bubrega pod utjecajem heliogeofizičkih faktora tijekom širinskih pomaka // Proceedings of the International Symposium. WMO WHO/UNEP Klima i zdravlje ljudi. - Lenjingrad, 1988.

T. 2. - S. 68 - 72 (koautor N. I. Kharin i drugi).

39. Utjecaj udaljenih međustaničnih interakcija u ekološkom aspektu // Simpozij o biometeorologiji. - Bratislava, 1988. - S. 33 (koautor V.P. Kaznacheev, N.V. Ignatovich).

40. Metoda staničnih kultura i udaljenih međustaničnih interakcija kao test za bioindikaciju vanjskog utjecaja // Simpozij o biometeorologiji. - Bratislava, 1988. - Str. 33 (koautor V.P. Kaznacheev, N.I. Harina).

41. Udaljeni informacijski procesi u biosustavima // Neperiodične brze pojave u okolišu: 2. Svesavezna interdisciplinarna znanstveno-tehnička škola-seminar. - Tomsk, 1990. - S. 80 - 86.

42. Mogućnost odabira zaštitnika metodom bioindikacije pod utjecajem prirodnog plina iz plinskog kondenzatnog polja Astrakhan // Gasna industrija. - 1990.

N 1. - S. 57 - 58 (koautor Merenkova A.G. i drugi).

43. Metoda bioindikacije u proučavanju prirodnog plina plinskog kondenzatnog polja Astrakhan // Gasna industrija. -1990. - N 3. - Str. 32 - 34 (koautor Feldman PL., Merenkova A.G.).

44. Mildronat kao zaštitnik kod trovanja prirodnim plinom AGCM // Gasna industrija. - N 4. - S. 27 - 28 (koautor Felvdman PL., Merenkova A.G.).

45. Izbor zaštitnika od uticaja prirodnog gasa // Gasna industrija. - 1991. - N 12. - P. 31 (koautor Kutsin P.V.).

46. ​​Utjecaj oslabljenog geomagnetskog polja na otpornost stanične kulture na otrove (živin klorid) // Proceedings of the Resp. naučno-praktična. konf. "Medicinska magnetologija - praktično javno zdravlje". - Novosibirsk, 1991. - P. 38a (koautor Ignatovich N.V., Feldman PL.).

47. Princip relativnosti gradacija žive materije i

problem slabih interakcija. - Novosibirsk, 1993. -■ 96 str. (koautor Čeredničenko Yu.N.).

48. Metoda bioindikacije utjecaja heliogeofizičkih faktora na održivost biosistema u uvjetima krajnjeg sjevera // International Medical Conf. "Zdravstveni problemi i naftna polja u arktičkim regijama". - Nadym, 1993. - S. 25 - 27 (koautor Merenkova A.G., Feldman P.L.).

49. Ponašanje kulture ćelija HeP-2 tokom sudara komete Shoemaker-Levy sa Jupiterom // Vesta. MIKA ih. N Akozyreva. - 1994. - Br. 1. - S. 39 - 40 (koautor. Skins PA.).

50. Određivanje biološke starosti omjerom stabilnih izotopa ugljika kod ljudi u različitim okolišnim uvjetima krajnjeg sjevera // 2nd Int. naučne i praktične. konf. "Problemi zdravstvene zaštite i socijalni aspekti razvoja plinskih i naftnih polja u arktičkim regijama." - Nadym, 1995. - P. 56 (koautor Rzhavin A.F. i drugi).

51. Proučavanje utjecaja vode iz slavine u gradu Nadymu na održivost i metabolizam kulture ljudskih stanica bioindikacijom // 2nd Int. naučno-praktična. konf. "Problemi zdravstvene zaštite i socijalni aspekti razvoja plinskih i naftnih polja u arktičkim regijama." - Nadym, 1995. - P.48 (koautor Ignatovich N.V., Gaponova E.S.).

52. Procjena stepena biološke frakcionacije izotopa kao kvantitativnog markera uticaja životne sredine na ljudski organizam i indikatora patoloških poremećaja // Bul. Sib. odeljenje RAMS-a. -1996. - N1. - P. 55 - 59 (koautor Rzhavin A.F., Ignatovich N.V.).

53. Proučavanje okolišnih faktora koji utječu na ekologiju istraživanog područja primjenom bioindikacijskih metoda // Nauch.-prakt. konf. "O stvaranju jedinstvenog regionalnog sistema za praćenje životne sredine i zdravlja stanovništva Sibira." - Novosibirsk, 1996. - S. 82 - 83 (koautor Ignatovič N.V., Gaponova E.S.).

54. Procjena stepena biološke frakcionacije izotopa kao kvantitativnog markera uticaja životne sredine na ljudski organizam i indikatora patoloških poremećaja.

sheny // Znanstveno-praktična. konf. "O stvaranju jedinstvenog regionalnog sistema za praćenje životne sredine i zdravlja stanovništva Sibira." - Novosibirsk, 1996. - S. 116 - 117 (koautor Fridman Yu.M. i drugi).

55. Proučavanje utjecaja vode iz slavine u gradu Hanti-Mansijsku na održivost i metabolizam kulture ljudskih stanica putem bioindikacije // Moderni problemi stresa i patologije među stanovnicima Hanti-Mansijskog autonomnog okruga. - Novosibirsk, 1996. - P. 99 (koautor Ignatovič N.V., Gaponova E.S.).

56. Procjena stepena utjecaja ekoloških faktora okoliša na čovjeka prema biološkom frakcionom markeru stabilnih izotopa ugljika i sumpora // 10. međunarodni kongres o cirkumpolarnom zdravlju. - Anchorage, Aljaska, SAD - 9. - 24. maja 1996. - P. 12 - 13 (koautor Fridman Yu.M., Ignatovich H.V. i drugi).

57. Bioindikacija na ćelijskim kulturama ljudskih i životinjskih organa u ekološkim istraživanjima // 10. međunarodni kongres o cirkumpolarnom zdravlju. - Ancorage, Aljaska, SAD - 9. - 24. maj 1996.-Str. 5-7.

58. Upotreba antioksidansa i antihipoksanata u liječenju i prevenciji čira na želucu i dvanaestopalačnom crijevu // Metoda, preporuč. - Novosibirsk, 1996. - S. 1 - 3 (koautor Kulikov V.Yu., Safronov ID.).

59. Upotreba antiokevdansa u kompleksnoj terapiji i prevenciji respiratornih bolesti na krajnjem sjeveru // Metoda, preporuka. - Novosibirsk, 1996. - 3 str. (koautor V.Yu. Kulikov, I.D. Safronov).

Podnosilac zahtjeva!/ //, ...st. I L.P. Mihajlova

Embrionalna indukcija- interakcija između dijelova organizma u razvoju kod višećelijskih beskičmenjaka i svih hordata.

igraju važnu ulogu u embriogenezi kontakt I udaljeni interakcije.

Kontakt interakcije- kontakt najmanje 2 blastomera je uslov za normalan razvoj embriona. Oni određuju dalju sudbinu blastomera, određujući smjer kretanja staničnih slojeva, migraciju, suzbijanje diobe itd. (Komšija određuje sudbinu obližnjih blastomera).

Udaljene interakcije: u procesima embrionalne indukcije. Interakcija dijelova embrija, u kojoj jedno mjesto određuje sudbinu drugog, podstičući ga na podjelu. Fenomen embrionalne indukcije - eksperimenti Gregora Spemanna na vodozemcima (1924).

G. Speman i njegov kolega H. Mangold otkrio je "organizator" u embrionima vodozemaca. Kontrolni eksperiment je izvela Hilda Mangold 1921. godine. Izrezala je komad tkiva sa dorzalne usne blastopore gastrule krestastog tritona sa slabo pigmentiranim embrionom i transplantirala ga u ventralnu regiju druge gastrule slične vrste, običnog tritona, čiji je embrion karakterizira obilna pigmentacija. Ova prirodna razlika u pigmentaciji omogućila je razlikovanje tkiva donora i primaoca u himernom embriju. Ćelije dorzalne usne tokom normalnog razvoja formiraju notohordu i mezodermalne somite (miotome). Nakon transplantacije, drugi notohord i miotomi su se razvili iz transplantiranih tkiva u gastruli primaoca. Iznad njih je iz ektoderma primaoca nastala nova dodatna neuralna cijev. Kao rezultat toga, to je dovelo do formiranja aksijalnog kompleksa organa drugog punoglavca na istom embriju.

(eksperiment iz radne sveske br. 3)

!!! Međućelijske interakcije izuzetno su važni u razvoju i jedan su od mehanizama koji osiguravaju integraciju razvoja pojedinca. Ovaj mehanizam djeluje tokom cijele ontogeneze, ali je od posebnog značaja u ranim fazama embriogeneze, odnosno u periodu drobljenja.

Dakle, već u fazi 2 ćelije, embrion nije skup pojedinačnih ćelija, već jedan organizam. To se može pokazati korištenjem rezultata brojnih eksperimenata. Njemački embriolog Wilhelm Roux je vrućom iglom uništio jednu od ćelija žabljeg embriona u fazi 2 blastomera. U daljnjem razvoju od preostalog intaktnog blastomera formirana je samo polovina embrija, poluneurula sa kompletnim setom struktura na desnoj ili lijevoj strani. Međutim, kao što je poznato, u fazi cijepanja, ćelije većine hordata su totipotentne. Doista, ako ponovimo opisani eksperiment i odmah odvojimo ubijeni blastomer od neoštećenog, tada će se od potonjeg formirati potpuno kompletan organizam. Abnormalni razvoj embriona u eksperimentu V. Ru uočen je zbog kontakta blastomera. Netaknut blastomer se zbog prisustva međućelijskih uticaja "definisao" samo kao deo celog organizma i razvijao u skladu sa dobijenim informacijama. Kada je ovaj blastomer odvojen, nisu primljeni signali iz mrtve ćelije, i to je dalo povoda za punopravnu jedinku. Dakle, počevši od stadijuma 2 blastomera, svaki od njih se razvija kao deo jednog organizma u skladu sa signalima primljenim iz okoline.

Od faze gastrulacije, ako se u eksperimentu uzme dorzalna blastoporna usna od embrija vodozemca i transplantira u drugi embrij vodozemca, ali ne na dorzalnu, već na ventralnu (abdominalnu) stranu, tada se razvija 2. neuralna cijev (na ventralna strana). Zaključak: Dorzalna usna gastrula blastopore kod vodozemaca normalno inducira zarastanje neuralne cijevi (normalno na dorzalnoj/dorzalnoj strani).

Za provođenje embrionalne indukcije potrebno je:

prisustvo induktora;

prisutnost inducibilne strukture koja reagira na djelovanje induktora;

Prisutnost stanja kompetencije (sposobnost percepcije ovog stimulusa).

Vrste embrionalne indukcije:

primarni: prvi se nalazi prilikom polaganja neuralne cijevi;

sekundarno: manifestira se u kasnijoj fazi od gastrulacije, kada su položene sve strukture embrija.;

naknadno: prilikom polaganja očne jabučice, bubrega; svaka nova struktura dosljedno igra ulogu induktora;

Uzajamno: prilikom polaganja udova.

Integritet ontogeneze. Embrionalna regulacija. Određivanje dijelova embrija u razvoju; razvoj kanalizacije. Koncepti morfogeneze (fiziološki gradijenti, informacije o položaju, morfogenetska polja).

Integritet organizma - njegovo unutrašnje jedinstvo, relativna autonomija, nesvodljivost njegovih svojstava na svojstva njegovih pojedinačnih delova, podređenost delova celini - manifestuje se tokom svih faza ontogeneze. dakle, ontogeneza je uređeno jedinstvo sekvencijalno naizmjeničnih stanja integriteta. U integritetu individualnog razvoja manifestuje se organska svrsishodnost.

Integritet ontogeneze zasniva se na djelovanju sistemskih regulatornih faktora: citogenetskih, morfogenetskih, morfofizioloških, hormonalnih, a kod većine životinja i neurohumoralnih. Ovi faktori, djelujući na principu povratne sprege, koordiniraju tok razvoja i vitalnu aktivnost organizma kao aktivne cjeline u bliskoj vezi sa uvjetima okoline.

embrionalna regulacija - fenomen obnavljanja normalnog toka razvoja embrija nakon njegovog prirodnog ili vještačkog poremećaja [razvoja].

Odlučnost (predodređenje)- izbor određenog puta razvoja, sticanje sposobnosti ćelija da se razvijaju u određenom pravcu i istovremeno ograničavaju svoje buduće razvojne mogućnosti. Na početku embriogeneze, blastomeri totipotentan(mogu nastati cijeli organizam) i njihov razvoj ovisi o vanjskim induktorima i susjednim stanicama. U kasnijim fazama ćelije postaju odlučnije (njihov razvoj je unaprijed određen) i razvijaju se prema predviđenom planu.

Proces razvoja je kanaliziran; otporan je na vanjske pritiske koji mogu uzrokovati da skrene sa svog normalnog puta. Ako je fenotipski proizvod razvoja adaptivan, onda se može pretpostaviti da je selekcija favorizirala kanalizirane genotipove, odnosno genotipove koji dovode do razvoja iste osobine u različitim sredinama. dakle, razvoj kanalizacije predstavlja konzervativnu silu u evoluciji. Kanalizirani ontogenetski razvoj otporan je na radikalne promjene. Genske mutacije ili rekombinacije koje radikalno mijenjaju normalan razvoj bit će eliminirane. Mogu se sačuvati samo one genetski određene promjene u ontogenezi koje znače relativno male pomake u procesu razvoja.

Morfogeneza- to je proces nastanka novih struktura i promjena njihovog oblika u toku individualnog razvoja organizama. Morfogeneza se, poput rasta i diferencijacije ćelija, odnosi na aciklički procesa, tj. ne vraćajući se u svoje prethodno stanje i uglavnom nepovratno.

Trenutno se razvija nekoliko pristupa problemu regulacije i kontrole morfogeneze:

Koncept fizioloških gradijenata - intenzitet vitalnih procesa nije isti u različitim dijelovima tijela: prirodno se smanjuje duž bilo koje ose tijela ili njegovih organa (C. Child). Glavni pokazatelj intenziteta životnih procesa, prema Čajldu, je nivo metabolizma, proučavan intenzitetom redoks procesa. Prema autorovom mišljenju, kvantitativne razlike u nivou metabolizma, odnosno gradijenti, imaju značaj najjednostavnijih sistema koji određuju integraciju onih organizama u kojima u evoluciji još nisu razvijeni ili se nalaze integracioni mehanizmi višeg reda. primitivno stanje, kao što su: nervni sistem, žlezde unutrašnje sekrecije, itd. C. Child je takođe otkrio da je gornji kraj gradijenta dominantan. Izolacijom određenih faktora potisnuo je razvoj istih struktura iz drugih ćelija embrija. Uz fenomene koji potvrđuju, postoje i pojave koje se ne uklapaju u pojednostavljenu shemu, pa se stoga Čajldov koncept ne može smatrati univerzalnim objašnjenjem prostorne organizacije razvoja.

Modernije je koncept pozicionih informacija, prema kojem ćelija, takoreći, procjenjuje svoju lokaciju u koordinatnom sistemu rudimenta organa, a zatim se diferencira u skladu s tim položajem. Prema modernom engleskom biologu L. Volpertu, položaj ćelije je određen koncentracijom određenih supstanci koje se nalaze duž ose embrija duž određenog gradijenta. Reakcija ćelije na njenu lokaciju zavisi od genoma i celokupne prethodne istorije njenog razvoja. Prema drugim istraživačima, informacije o položaju su funkcija polarnih koordinata ćelije. Također postoji mišljenje da su gradijenti uporni tragovi periodičnih procesa koji se šire duž pupoljaka u razvoju. Koncept pozicionih informacija omogućava formalno tumačenje određenih obrazaca ontogenetskog razvoja, ali je veoma daleko od opšte teorije integriteta.

Koncept morfogenetskih polja, na osnovu pretpostavke o udaljenim ili kontaktnim interakcijama između stanica embrija, embrionalnu morfogenezu smatra samoorganizirajućim i samokontroliranim procesom. Prethodni oblik klice određuje karakteristične osobine njenog kasnijeg oblika. Osim toga, oblik i struktura klice mogu imati obrnuti učinak na biokemijske procese u njenim stanicama. Ovaj koncept je najdosljednije razvijen 1920-ih i 1930-ih godina. domaći biolog A. G. Gurvič, koji je prvi put u svjetskoj literaturi predložio matematičke modele oblikovanja. Na primjer, modelirao je tranziciju embrionalnog mozga iz stadijuma jednog mjehura u stadijum tri mjehura.

Model je polazio od hipoteze o odbojnim interakcijama između suprotnih zidova anlage. Na sl. 8.17 ove interakcije su prikazane sa tri vektora (A, A1, A2). Gurvič je također prvi ukazao na važnu ulogu neravnotežnih supramolekularnih struktura, čija priroda i funkcioniranje određuju vektori polja koji se na njih primjenjuju. Poslednjih godina, C. Waddington je stvorio generalizovaniji koncept morfogenetskog vektorskog polja, koji uključuje ne samo oblikovanje, već i sve promene u razvoju sistema.

Utjecaj faktora okoline na ontogenezu. Kritični periodi u ljudskoj ontogenezi. Teratogeneza i karcinogeneza. Koncept anomalija i malformacija. Značaj kršenja partikularnih i integrativnih mehanizama ontogeneze u formiranju CM.

Faktori okoline uključuju:

biološki;

abiološki.

Pod biološkim faktorima podrazumijeva se interakcija živih organizama. Abiološki faktori su faktori nežive prirode (klima, itd.).

Faktori mogu biti:

trajno;

privremeni.

Međutim, čak i uz kratkotrajno izlaganje, mogu imati vrlo značajan utjecaj na razvoj organizma.

Ontogeneza je sekvencijalni razvoj, u kojem prethodno formirane strukture određuju razvoj kasnijih, a ova tendencija se također manifestira u jedinstvu sa uvjetima okoline. Sa istim genotipom razvijaju se različite fenotipske karakteristike. Međutim, sasvim je očito da u fenotipu ne može postojati niti jedna osobina koja ne bi bila posljedica genotipa. Iz ovoga slijedi da je kontradiktorno jedinstvo unutrašnjih i vanjskih faktora ono što određuje razvoj organizma.

Kritični periodi ljudske embriogeneze- embrion je najosetljiviji na delovanje faktora sredine, jer uslovi njegovog postojanja se menjaju (uključuju se novi blokovi gena):

Implantacija (6-7 dana nakon oplodnje);

Placentacija (14-15 dana nakon oplodnje);

Porođaj (38-40 sedmica nakon oplodnje).

Djelovanje nepovoljnih faktora okoline u ovim periodima razvoja dovodi do malformacija u razvoju ovih sistema.

Teratogeneza- ovo je pojava malformacija pod uticajem faktora sredine (teratogeni faktori). Teratogeni faktori uključuju lijekove, lijekove i mnoge druge supstance.

Karcinogeneza Ovo je proces kojim nastaje maligna ćelija.

Malformacije(sinonim za anomalije razvoja) je zbirni pojam koji označava odstupanja od normalne strukture tijela zbog kršenja intrauterinog ili postnatalnog (rjeđe) razvoja.

Najvažnije od malformacija su kongenitalne malformacije, nastale u prenatalnom periodu. Pojam "kongenitalne malformacije" treba shvatiti kao trajne morfološke promjene koje prevazilaze varijacije u strukturi normalnog organizma.

Ove promjene uzrokuju kršenje odgovarajućih funkcija. Pod razvojnim anomalijama podrazumijevaju samo one nedostatke kod kojih anatomske promjene ne dovode do značajnog poremećaja funkcija, na primjer, deformacije ušnih školjki koje ne unakazuju lice pacijenta i ne utječu značajno na percepciju zvukova. Teške malformacije, u kojima je izgled djeteta unakaženo, često se nazivaju deformitetima.

1) endogeni (unutrašnji) faktori:

a) promjene u nasljednim strukturama (mutacije);

b) "prezrele" zametne ćelije; c) endokrine bolesti;

d) uticaj starosti roditelja;

2) egzogeni (spoljni) faktori:

a) fizičko - zračenje, mehanički efekti;

b) hemikalije - lekovi, hemikalije koje se koriste u industriji i kod kuće, hipoksija, pothranjenost, metabolički poremećaji;

c) biološke - virusne bolesti, protozoalne invazije, izoimunizacija.

Mehanizmi.

Formiranje defekata javlja se uglavnom u periodu embrionalne morfogeneze (3-10 nedelja trudnoće) kao rezultat kršenja procesa reprodukcije, migracije, diferencijacije i smrti ćelije. Ovi procesi se odvijaju na intracelularnom, ekstracelularnom, tkivnom, međutkivnom, organskom i međuorganskom nivou. Hipoplazija i aplazija organa objašnjavaju se kršenjem reprodukcije stanica. Kršenje njihove migracije leži u osnovi heterotopija. Kašnjenje u diferencijaciji stanica uzrokuje nezrelost ili postojanost embrionalnih struktura, a njeno potpuno zaustavljanje uzrokuje aplaziju organa ili njegovog dijela. Povreda fiziološke stanične smrti, kao i kršenje mehanizama prianjanja ("ljepljenje" i fuzija embrionalnih struktura), leže u osnovi mnogih disrafija (na primjer, kile kičme).

Kongenitalne anomalije i malformacije. Definicija, klasifikacija, mehanizmi nastanka: gametopatije, blastopatije, embriopatije, fetopatije, mehanizmi i uzroci njihovog nastanka. Primjeri.

kongenitalne malformacije- ovo je svako uporno anatomsko odstupanje u razvoju organa ili dijela tijela koje nastaje kao rezultat izloženosti teratogenim faktorima ili genetskim mutacijama (za više detalja vidjeti prethodno pitanje).

Klasifikacija.

Postoji nekoliko grupa poroka. Ovisno o vremenu izlaganja štetnim faktorima i objektu oštećenja, razlikuju se sljedeći oblici malformacija:

· Gametopatije je patologija gameta. To uključuje svako oštećenje jajne ćelije i spermatozoida tokom ovo- i spermatogeneze prije oplodnje. Pojam "gametopatija" obuhvata sve vrste oštećenja muških i ženskih polnih ćelija: mutacije gena i pojavu nasljednih bolesti i nasljednih malformacija, hromozomske aberacije sa pojavom češće nenasljednih hromozomskih bolesti, genomske mutacije - promjene u broju hromozoma gameta, što obično dovodi do spontanog pobačaja ili hromozomske bolesti. Osim toga, mora se uzeti u obzir da teška oštećenja ne samo jezgra, već i citoplazme gamete postaju izvor njihove smrti s razvojem steriliteta i neplodnosti ili spontanih pobačaja i pobačaja. Iz ovoga proizilazi da su gametopatije jedan od faktora intrauterine letalnosti, koji još nije podložan preciznoj registraciji;

· blastopatija- Patologija blastociste koja se javlja u periodu nidacije i cijepanja u prvih 15 dana od trenutka oplodnje do izolacije embrio- i trofoblasta. Uzrok blastopatije najčešće su hromozomske aberacije u kombinaciji sa uticajima okoline (endokrine bolesti majke, hipoksija i sl.). Patogeneza ovisi o vrsti lezije blastociste. Tako je, na primjer, patogeneza blizanačkih deformiteta povezana s pojavom pri drobljenju dva ili više neovisno rastućih centara. Vjeruje se da ako su ovi centri odvojeni jedan od drugog, tada se razvijaju dva nezavisno rastuća identična blizanca, čiji se normalan razvoj ne smije pripisati blastopatijama. Ako se centri rasta nalaze blizu i imaju srednju zonu zajedničku za dva blizanca, tada se razvijaju dva srasla blizanca. U oba slučaja moguć je razvoj simetričnih i asimetričnih blizanaca;

· Embriopatija- patologija embrionalnog perioda od 16. dana trudnoće do uključujući 75. dan, tokom kojeg se završava glavna organogeneza i formiranje amniona i horiona. Glavne vrste embriona uključuju kongenitalne malformacije (aplazija, hiperplazija, itd.);

· fetopatija - opšti naziv fetalnih bolesti koje se javljaju od početka 4. lunarnog meseca (11. nedelje) intrauterinog razvoja, manifestuju se razvojnim anomalijama ili kongenitalnim bolestima, koje često završavaju fetalnom asfiksijom i izazivaju prevremeni porod (virusna fetopatija - uzrokovana virusnom infekcijom u majčinom tijelu; tuberkulozna fetopatija - zbog infekcije fetusa Mycobacterium tuberculosis itd.);

Koncept homeostaze. Opšti obrasci homeostaze živih sistema. Genetske, ćelijske i sistemske osnove homeostatskih reakcija organizma. Uloga endokrinog i nervnog sistema u obezbeđivanju homeostaze adaptivnih odgovora.

homeostaza- sposobnost organizma da održava relativnu postojanost unutrašnje sredine (krv, limfa, međućelijska tečnost).

Svojstva:

· Nestabilnost sistema: testira kako je bolje prilagoditi se;

Težnja ka ravnoteži: sve unutrašnje, strukturalne i funkcionalna organizacija sistemi pomažu u održavanju ravnoteže;

· Nepredvidljivost: Rezultirajući efekat određene akcije često može biti drugačiji od očekivanog.

Nivoi:

· Ćelijski nivo: uspostavljanje homeostaze ćelijske sredine obezbeđuju membranski sistemi, koji su povezani sa bioenergetskim procesima i regulacijom transporta supstanci u ćeliju i iz nje;

· Genetski nivo: očitavanje genetskih informacija treba da se odvija bez grešaka, čime se obezbeđuje normalna homeostaza (genska kontrola trinaest faktora koagulacije krvi, genska kontrola histokompatibilnosti tkiva i organa, omogućavajući mogućnost transplantacije);

· Sistemski nivo: obezbeđen interakcijom najvažnijih regulatornih sistema: nervnog, endokrinog i imunološkog.

Uloga endokrinog sistema: hormoni utiču na metaboličke procese koji obezbeđuju homeostazu. Za održavanje homeostaze potrebno je uravnotežiti funkcionalnu aktivnost žlijezde s koncentracijom hormona u cirkulirajućoj krvi.

Uloga nervnog sistema: brz početak odgovora, regulacija endokrinog sistema, što zauzvrat utiče na homeostazu.