Сборник научных статей, 2012 г. - Научно
advertisement
Научно-издательский центр «Открытие» otkritieinfo.ru СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЯ: ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ Сборник научных статей г. Санкт-Петербург УДК 57 ББК 28-я431 СОВРЕМЕННАЯ БИОЛОГИЯ: ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ Сборник научных статей, г. Санкт-Петербург Приводятся результаты исследований по различным разделам современной биологии: ботанике, зоологии, физиологии растений, физиологии человека и животных, микробиологии и вирусологии, медицинской биологии, биологическим аспектам сельского хозяйства, медицинской биологии, экологии. Сборник представляет интерес для учёных различных биологических специальностей, а также для всех, кто интересуется современными направлениями развития биологических наук. ISBN 978-5-8430-0215-2 2 Раздел 1. Ботаника О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ КЛЕЙСТОГАМНЫХ ЦВЕТКОВ ФИАЛОК В КАЧЕСТВЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ С. Е. Гаврилова ООО «Инженерная Геология», г. Москва, Россия s.e.gavrilova@mail.ru Явление клейстогамии широко распространено в роде Viola L. Клейстогамные цветки фиалок закладываются весной и продолжают образовываться на протяжении всего вегетационного периода. В роде Viola образование клейстогамных цветков характерно для видов подрода Viola, в то время как у видов подрода Melanium (Ging.) Peterm. клейстогамные цветки не образуются. Известно, что по морфологическому строению, клейстогамные цветки сильно отличаются от хазмогамных: чашечка их всегда закрытая, лепестки недоразвитые, тычинки в количестве от двух до пяти, пыльники небольшие, нектарники редуцированы, столбик очень короткий, изогнутый, в результате чего рыльце контактирует с верхней частью пыльников [2, с.66; 4, с.350]. Клейстогамные цветки разных видов Viola отличаются между собой по характеру расположения на растении, форме, размерам, опушенности, степени редукции венчика и андроцея [1, с.13; 3, с.56; 5, с.22]. Однако, следует отметить, что, несмотря на достаточную изученность явления клейстогамии у фиалок, признаки клейстогамных цветков в систематике рода до настоящего времени не используются. Существуют лишь общие указания на то, что они могут служить диагностическими [1, с.13]. 3 В этой связи следует отметить, что использование признаков клейстогамных цветков наряду с особенностями строения вегетативных органов может быть весьма эффективным для определения фиалок в летнее время, когда прекращается хазмогамное цветение, внешний вид растения заметно изменяется, и определение представителей рода Viola часто становится довольно затруднительным. Нами проведено изучение морфологического строения клейстогамных цветков фиалок, произрастающих на территории Средней России с целью выявления характера изменчивости признаков и определения возможности их использования в качестве диагностических. Изучено 12 представителей рода Viola: V. mirabilis L., V. hirta L., V. collina Bess., V. odorata L., V. montana L., V. nemoralis Kütz., V. canina L., V. rupestris F.W.Schmidt, V. riviniana Reichenb., V. selkirkii Pursh ex Goldie, V. palustris L., V. epipsila Ledeb. Сбор клейстогамных цветков осуществлялся в летний период 2010 - 2012 г.г. на территории Московской, Ярославской, Тверской, Тульской, Владимирской и Рязанской областей. Клейстогамные цветки каждого вида взяты из разных ценопопуляций. Количество ценопопуляций зависело от характера распространения видов. Из каждой ценопопуляции исследовано по 10 цветков. Минимальное количество цветков 10 шт. - для редких видов (V. montana, V. selkirkii); максимальное количество цветков 50 шт. - для широко распространенных видов. Материал фиксировался в 70% спирте. Морфология цветков изучалась с использованием микроскопа МБС-10. Измерения проводились с помощью окуляра с линейкой. Результаты наших исследований показывают, что клейстогамные цветки фиалок явно различаются по форме и размерам. Самые маленькие цветки (1.5 – 4.0 мм дл.) 4 округло-конической или более или менее яйцевидной формы характерны для видов секции Viola. Их длина обычно не более чем в два раза превышает ширину. У видов секции Plagiostigma Godr. цветки крупнее (2.5 – 5.5 мм дл.), они также имеют более или менее яйцевидную форму, но длина их примерно в два раза превышает ширину. У видов этих секций верхушка цветка притупленная или заостренная, придатки чашелистиков небольшие. Остальные виды имеют конические или узко конические постепенно заостренные клейстогамные цветки, длина которых в два и более раз превышает ширину. Придатки чашелистиков хорошо развиты и часто располагаются почти под прямым углом плоскости чашелистика. Наиболее крупные цветки, длиной до 12 мм, мы наблюдали у V. nemoralis. Строение клейстогамных цветков также заметно отличается у различных представителей рода Viola. Наиболее явные различия наблюдаются в строении венчика и андроцея. Отличия в строении чашечки и гинецея не столь значительны. Так чашечка цветка у всех исследованных видов представлена пятью чашелистиками. У видов секции Plagiostigma и секции Viola чашелистики овальные, обратно яйцевидные или эллиптические, с более или менее притупленной верхушкой. При этом у видов секции Viola чашелистики в различной степени опушены, а у представителей секции Plagiostigma они, как правило, голые. У остальных исследованных видов чашелистики удлиненные, ланцетные, треугольно-ланцетные, треугольно-яйцевидные, на верхушке обычно заостренные, голые или опушенные. Гинецей в клейстогамных цветках фиалок, так же как и в хазмогамных, образован тремя сросшимися 5 плодолистиками. Завязь пестика у разных видов отличается характером опушения. У видов секции Viola завязь может быть как голой, так и опушенной. Завязь V. rupestris обычно довольно густо опушена, очень редко опушение отсутствует. У остальных исследованных видов рода Viola завязь голая. Строение столбика в целом сходно у всех исследованных видов и не имеет такого важного систематического значения как в хазмогамных цветках. У большинства исследованных видов столбик цилиндрический, равномерно утолщенный по всей длине или постепенно расширяющийся кверху, изогнут горизонтально или улиткообразно. Отверстие рыльца направлено в сторону или вниз и контактирует обычно с пыльниками нижних тычинок. Основные различия клейстогамных цветков разных видов заключаются в строении и степени редукции венчика и андроцея. При этом наиболее четкие отличия проявляются на уровне секций и подсекций. Лишь в некоторых случаях данные признаки могут служить для разграничения близкородственных видов. Так цветки видов секции Viola имеют хорошо развитый венчик, состоящий из пяти лепестков, отличающихся друг от друга по форме и размерам; андроцей из пяти одинаковых тычинок с короткими тычиночными нитями и хорошо развитыми пыльниками. Цветки V. mirabilis (секция Mirabiles (Nym. ex Borb.) Vl.Nikit.) характеризуются наличием венчика, состоящего из пяти лепестков (иногда их количество сокращается до двух). Андроцей представлен пятью тычинками с длинными тычиночными нитями и развитыми пыльниками. Верхние тычинки по форме не отличаются от нижних, они лишь немного мельче их. 6 В пределах секции Trigonocarpea Godr. наблюдаются явные отличия в строении клейстогамных цветков между парами видов: V. canina и V. nemoralis с одной стороны и V. rupestris и V. riviniana с другой. Клейстогамные цветки V. rupestris и V. riviniana (подсекция Rosulantes (Borb.) Juz.) имеют венчик из пяти более или менее развитых лепестков. При этом цветки V. rupestris характеризуются наличием в большинстве случаев только двух нижних тычинок с развитыми пыльниками, а также опушением чашелистиков и завязи. У V. riviniana чашелистики и завязь голые, тычинок обычно пять: нижние тычинки имеют хорошо развитые пыльники и немного крупнее верхних тычинок, у которых пыльники развиты в различной степени или полностью редуцированы. В клейстогамных цветках V. canina и V. nemoralis (подсекция Arosulatae (Borb.) Juz.) венчик обычно отсутствует, а андроцей состоит из пяти тычинок, из которых развиты только нижние, верхние же имеют вид прозрачных пленочек. Кроме того, среди исследованных видов подсекции Arosulatae по строению клейстогамных цветков выделяется V. montana. Чашелистики этого вида сильно опушены, венчик отсутствует, андроцей представлен только двумя нижними тычинками. У представителей секции Plagiostigma - V. palustris и V. epipsila, венчик клейстогамных цветков обычно представлен пятью лепестками, а андроцей - двумя нижними тычинками. При этом венчик V. palustris всегда состоит из пяти лепестков, а у V. epipsila верхние и боковые лепестки иногда могут отсутствовать. Кроме того, у V. palustris может сохраняться одна из верхних тычинок, чего нам не приходилось наблюдать у V. epipsila. Следует также отметить, что чашелистики V. palustris всегда голые, 7 а у V. epipsila они могут иметь единичные волоски на придатках. Столбик V. palustris чаще изогнут крючковидно, так что отверстие рыльца направлено вниз; столбик V. epipsila обычно изогнут под прямым углом и отверстие рыльца направлено в сторону. У единственного представителя секции Adnatae (W.Beck.) Vl.Nikit. – V. selkirkii венчик в клейстогамных цветках полностью отсутствует, а андроцей представлен только двумя хорошо развитыми нижними тычинками. Таким образом, результаты исследования клейстогамных цветков видов рода Viola показывают, что особенности их строения вполне можно использовать при определении фиалок в летнее время наряду с признаками плодов и вегетативных органов. При этом следует учитывать, что диагностическое значение имеет вся совокупность признаков клейстогамных цветков, а не отдельные особенности строения чашечки, венчика, андроцея и гинецея. Литература 1. Безделева Т. А. Диагностические признаки клейстогамных цветков фиалок // Актуальные вопросы ботаники (тезисы доклада делегатского съезда ВБО) -Л.: Наука, 1988. - С.13. 2. Елисафенко Т. В. Два типа цветения у редких сибирских видов рода Viola (Violaceae) // Бот. журн. - 1998. Т. 83., № 6. - С. 66 – 73. 3. Немирова Е.С., Гаврилова С.Е. Род Viola L. флоры Московской области. Изд. 2-е, перераб. и доп. Ставрополь: АГРУС, 2010. - 304 с. 4. Юзепчук С. В. Фиалковые - Violaceae Juss. // Флора СССР - М.Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1949. Т. 15. - С. 350-452. 8 5. Uphof J. Cleistogamie flowers // Bot.Rev., 1938, V.4, №1. - P. 21 – 49. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕДКИХ ВИДОВ РОДА LINUM L. НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ ВОРСКЛЫ И. Е. Шапаренко Полтавский национальный педагогический университет имени В. Г. Короленка,г. Полтава, Украина inna-schaparenko@yandex.ru В условиях всестороннего антропогенного влияния на природные экосистемы особенное значение имеет проблема сохранности зональных типов растительности как центров биоразнообразия, в том числе и их раритетного компонента. Особенно актуальна проблема сохранности степных экосистем, площади которых сведены к минимуму. Остатки степной растительности наилучшим образом сохранились на склонах балок, речных долин, на нераспаханных курганах, приречных водоразделах, плато и холмах. Поэтому, большой научный интерес представляют исследования степной растительности и её раритетной составляющей на территориях бассейнов рек, так как они выступают не только своеобразными рефугиумами природной растительности, но и в значительной степени являются путём их распространения. Целью даной работы является изучение особенностей распространения, ценотическая характеристика редких видов рода Linum L. на территории бассейна реки Ворсклы в разных участках её течения. 9 Река Ворскла – левый приток р. Днепр, её длинна – 464 км, площадь бассейна –14700 км2. Она берет своё начало в окрестностях с. Рождественка Яковлевского района Белгородской области (Россия). Далее протекает по территории Украины в пределах Сумской и Полтавской областей и впадает в Днепр (Днепродзержинское водохранилище). Долина Ворсклы трапециевидная, шириной 6-10 км, глубиной 56-83 м. Пойма асимметричная: правий берег возвышен, холмистый (местами до 80 м), левый – низкий, пологий, иногда заболочен [2, 3]. Речище извилистое, средняя ширина – 30-45 м (на плесе – 50-80 м), с многочисленными болотами и старицами. В работе представлены материалы полевых исследований проведенных автором в 2009-2012 гг. на степных участках бассейна реки Ворсклы. Исследования проводили маршрутным и полустационарным методами. Экспедиционные выезды совершали с начала мая по август включительно. При геоботаническом исследовании объектов проводили описания по общепринятым методикам. Кроме оригинальних исследований, для хорологического анализа обработаны литературные источники [1, 4-8] и материалы из фондов гербария Института ботаники имени Н.Г. Холодного НАНУ (КW), Полтавского краеведческого музея (PW). Названия растений приведены за «Vascular plants…» [11]. В результате анализа литературных данных, гербарных материалов и оригинальных флоросозологических исследований на территории бассейна реки Ворсклы отмечено 3 редких вида рода Linum L.: Linum austriacum L., L. flavum L. и L. perenne L. Их популяции сокращают свою численность вследствии значительного антропогенного влияния на степные экосистемы: распашка местонахождений, террасирование 10 склонов, весенние поджоги, рекреационная нагрузка, срывание на букеты. Эти виды внесены в региональные списки Полтавской, Сумской [10] и Красную книгу Белгородской [9] (кроме L. austriacum) областей. Ниже приводим перечень местонахождений и ценотическую характеристику исследуемых видов. Их распространение на территории бассейна р. Ворсклы представлено на рисунке. 11 Рис. Картосхема распространения редких видов рода Linum L. на территории бассейна р.Ворсклы Условные обозначения: ◑ - Linum austriacum , ♦ - L. flavum, ▲ - L. perenne L. 12 Linum austriacum – редкий европейскосредиземноморский степной вид, встречающийся в Средиземноморье и южных областях Европы [6]. На исследуемой территории вид отмечен на степных участках среднего и нижнего течения Ворсклы в пределах Украины. В Полтавской области местонахождения Linum austriacum выявлены в Чутовском районе: 1) окрестности с. Черняковка, ландшафтный заказник «Лизняная балка». Данная ценопопуляция приурочена к террасированому склону северной экспозиции с уклоном 50˚. На этом участке представлен древесный ярус из искустенных насаждений Quercus robur L., Acer campestre L., Crataegus sp. Травяной покров с проективным покрытием 100 % представлен Elytrigia intermedia (Host) Nevski, Chamaecytisus austriacus (L.) Link, Stachys recta L., Agrimonia eupatoria L., Salvia stepposa Shost, Thalictrum minus L., Trifolium montanum L., Fragaria viridis Duch. Участие особей вида – 1 %, площадь ценопопуляции – 40 м2; 2) между пгт. Чутово и с. Стенка, ботанический заказник «Чутовские степи», который расположен на правобережных склонах реки Коломак – левого притока р. Ворскла. Ценопопуляция отмечена возле поля на склоне юго-восточной экспозиции с уклономм 70˚. Кустарниковый ярус составляет Caragana frutex (L.) Koch. В травостое с проективным покрытием 100 % доминируют Festuca valesiaca Gaud., Crinitaria villosa (L.) Grossh. и Koeleria cristata (L.) Pers. Из видов разнотравья отмечены Salvia stepposa, Thymus marschallianus Willd., Asperula cynanchica L., Veronica austriaca L., Jurinea arachnoidea Bunge. Площадь ценопопуляции – 10 м. Linum austriacum представлен единичными экземплярами. 13 На территории Сумской области ценопопуляции Linum austriacum отмечены в Тростянецком районе в бассейне р. Боромля – правой притоки Ворсклы: 3) окрестности с. Волков, урочище «Каменный яр». Ценопопуляция имеет нетипичное местонахождение. Она отмечена на дне влажной балки с плотным травостоем (проективное покрытие – 100 %). Доминантом в данном сообществе выступает Calamagrostis epigeios (L.) Roth. Также отмечены Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm., Betonica officinalis L., Equisetum arvense L. Ценопопуляция представлена 11 особями, среди которых 4 – генеративные; 4) окрестности с. Боромля, ландшафтный заказник «Лисица». Здесь отмечена наиболее численная ценопопуляция Linum austriacum на исследуемой территории. Она приурочена к склонам северной и югозападной экспозиций. Травяной покров с проективным покрытием 60 % представлен Festuca valesiaca, Festuca rupicola Heuff., Poa angustifolia L. Также отмечены Artemisia austriaca Jacq., Ranunculus polyanthemos L., Achillea submilefolium Klok. et Krytzka, Galium verum L. Участие особей вида – 2-3 %, общая площадь – 0,05 га. Linum flavum – ценный европейско-кавказский степной вид. Распространен на Кавказе, в Средней Европе и Средиземноморье. Растет на остепнённых лугах и лесных полянах, в степях, среди кустарников, обычно в местах выхода мела и известняка [9]. На территории бассейна реки Ворсклы вид отмечен в верхнем и среднем её течении: 1) Белгородская область, Борисовский район, участок «Острасьевы яры» государственного заповедника России «Белогорье». Данная территория расположена в бассейне реки Гостёнки – левого притока Ворсклы. Linum flavum отмечен в верхней части склонов южной, юговосточной экспозиций с уклоном 40˚. В травостое с 14 проективным покрытием 85-90 % доминирует Elytrigia intermedia и Chamaecytisus austriacus. Субдоминантами выступают Festuca valesiaca, Stipa capillata L., Galatella linosyrus (L.) Rchb. и Centaurea sumensis Kalen. Среди видов разнотравья отмечено участие Salvia nutans L., Stachys recta, Trifolium alpestre L., Inula britannica L., Astragalus dasyanthus Pall. Участие Linum flavum – 1-2 %, общая площадь – 0,1 га; 2) Полтавская область, Чутовский район, окрестности с. Черняковка, ландшафтный заказник «Лизняная балка». Данная ценопопуляция приурочена к склонам северной и северо-западной экспозиций с уклоном 40-50˚. Следует отметить, что в верхней части склона присутствуют мезоксерофильные сообщества, где в травяном покрове доминирует Calamagrostis epigeos и Trifolium montanum. Также значительное покрытие имеют Veronica austriaca, Inula ensifolia L., участие Linum flavum – 7-10 %. Средняя часть склона представлена многовидовыми, хорошо сформироваными сообществами с доминированием Trifolium montanum, субдоминантами здесь выступают Calamagrostis epigeos, Salvia nutans и Stachys recta. Участие льна на этом участке – 3-5 %. У основания склона в травяном покрове доминирует Fragaria viridis. Отмечено значительное участие Trifolium montanum и Euphorbia stepposa Zoz. Проективное покрытие Linum flavum на этом участке отличается наименьшими показателями – 1-3 %. Linum perenne – редкий евразиатский степной вид [1]. Распространен в Западной и Восточной Сибири, Средней Азии, Средней и Атлантической Европе и Средиземноморье [9]. Растет в степях, на сухих лугах и остепненных лесных полянах, мелкоземистых и каменистых склонах [6]. 15 В бассейне реки Ворсклы этот вид отмечен в ее среднем и нижнем течении, преимущественно в юговосточных районах Полтавской обасти: 1) Чутовский район, окрестности с. Войновка, территория проектированого ботанического заказника «Войновский». На склоне юго-восточной экспозиции с уклоном 30˚ отмечена наиболее численная ценопопуляция для Полтавской области. Флористическое ядро данного сообщества формируют злаки Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Bromopsis inermis (Leyss.) Holub, Stipa capillata. Среди видов разнотравья в значительной степени представлены Medicago romanica Prod., Salvia stepposa, Euphorbia stepposa, Plantago stepposa Kuprian, Stachys recta. Проективное покрытие Linum perenne составляет 3-5 %, общая площадь ценопопуляции – 0,5 га; 2) Полтавский район, окрестности с. Рожаивка, территория ботанического заказника «Рожаивский», степные склоны долины реки Полузорье (правый приток р. Ворсклы). Данный локалитет приурочен к средней части склона юго-восточной экспозиции с уклоном 20˚. В травяном покрове доминируют Salvia nutans, Festuca rupicola, Genista tinctoria L. Проективное покритие особей исследуемого вида – 2-3 % (при общем – 85-90 %). 3) Кобелякский район, окрестности биостационара Полтавского педуниверситета «Лучки», территория регионального ландшафтного парка «Нижневорсклянский», низовье реки Ворсклы. Ценопопуляция приурочена к плоской верхушке склона восточной экспозиции. На данном участке выявлен кустарниковый ярус который представлен Caragana arborescens Lam., Cotinus coggygria Scop. Травяной покров с проективным покрытием 90 % составляют Poa angustifolia, Elytrigia intermedia, Chamaecytisus austriacus, 16 Medicago romanica, Melica transsilvanica Schur. Linum perenne представлен единичными экземплярами на незначительной площади. Таким образом, согласно литературных, гербарных и оригинальных данных на территории бассейна р. Ворсклы отмечено 3 редких вида рода Linum L. из 9 местонахождений. Среди них: по одному местонаждению в верхнем и нижнем, остальные 7– в среднем течении реки. Типичными местонахождениями исследуемых видов являются типчаково-разнотравные луговые степи. Ценопопуляции приурочены к склонам разной экспозиции. В фитоценозах виды занимают преимущественно позицию асектаторов с незначительным проективным покрытием. В перспективе необходимо продолжить мониторинг ценопопуляций данных видов с целью разработки и усовершенствования мероприятий, направленных на обеспечение сохранности, охраны и воспроизводства этих раритетных видов. Литература 1. Байрак О.М. Атлас рідкісних і зникаючих рослин Полтавщини / О.М. Байрак, Н.О. Стецюк. – Полтава, Верстка, 2005. – 248 c. 2. Борисовский район: природа, население, хозяйство, экология: учебн. пособие / [Под общ. ред. Г.И. Бондарева]. – Белгород: «ПринтМастер». – 2002. – 192 с. 3. Географічна енциклопедія України: в 3-х т. / [Відп. ред. Маринич О.М.] – К.: УЕ ім. М.П. Бажана, 1989 – 1993. – Т. 1.: А –Ж. – 480 с. 4. Гомля Л.М. Флора вищих судинних рослин Полтавського району / Л.М. Гомля, Д.А. Давидов. – Полтава: ТОВ «Фірма «Техсервіс»», 2008. – 212 с. 17 5. Доронина Ю.А. Флористический список степной балки «Астрасьев Яр» (Борисовский район Белгородской области) / Ю.А. Доронина, Ю.Н. Нешатаев, В.Н. Ухачева // Вестник Санкт-Петербургского ун-та. – 1993. – Сер.3. – Вып. 4 (№24). – С. 50-55. 6. Егорова Т.В. Семейство Linaceae — Льновые / Т.В. Егорова // Флора Восточной Европы. — СПб., 1996. — Т. 9. — С. 346—361. 7. Еленевский А.Г. Растения Белгородской области (конспект флоры) / А.Г. Еленевский, В.Н. Радыгина, Н.Н. Чаадаева. – Москва, 2004. – 120 с. 8. Заповідні скарби Сумщини / [Під заг.ред. д.б.н. Т.Л. Андрієнко]. – Суми: Видавництво «Джерело», 2001.- 208 с. 9. Красная книга Белгородской области. Редкие и исчезающие растения, грибы, лишайники и животные. Официальное издание. / [Общ. науч. ред. А.В. Присный]. – Белгород, 2004. – С. 172, 174. 10. Офіційні переліки регіонально рідкісних рослин адміністративних територій України (довідкове видання) / [Укладачі: Т.Л. Андрієнко, М.М. Перегрим]. – Київ: Альтерпрес,2012. – 148 с. 11. Mosyakin Sergei L.. Vascular plants of Ukraine. A nomenclatural checklist / Sergei L. Mosyakin, Mykola M. Fedoronchuk. – Kiev : 1999. – 345 p. 18 Раздел 2. Физиология растений ОСОБЕННОСТИ КАЛЛУСОГЕНЕЗА В КУЛЬТУРЕ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ (MENTHA PIPERITA L.) НА СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ И. А. Бугара, О. А. Мальцева Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского, г.Симферополь, Украина, E-mail: Solnce_olia@inbo.ru Растения способны синтезировать и накапливать разнообразные вещества вторичного метаболизма, проявляющие биологическую активность и имеющие фармакологическое значение. В последнее десятилетие для лечения и профилактики различных заболеваний все шире используют лекарственные средства на основе растительного сырья. Из более 3000 видов растений, применяемых в медицине, около 100 специально выращивают, остальные произрастают в дикой природе [4]. Ежегодное истощение запасов растительных лекарственных ресурсов, ставит под угрозу исчезновения ценные в фармакологическом отношении виды. В этой связи, в качестве альтернативного источника сырья рассматривают растительную биомассу (каллусную или суспензионную культуру), выращиваемую в условиях контролируемого эксперимента in vitro. Мята перечная (Mentha piperita L.) – лекарственное и эфиромасличное растение с широким спектром практического использования [5]. Основное практическое значение мяты, обусловлено эфирным маслом, основным компонентом которого является ментол. Кроме того, в растении содержатся дубильные и смолистые вещества, 19 каротин, геспередин, аскорбиновая, хлорогеновая, кофейная, урсоловая и олеоновая кислоты, тритерпеновые соединения, флавоноиды, рутин и бетаин [1]. Немаловажное значение имеют, накапливающиеся в растениях макро- и микроэлементы, способные оказывать существенное влияние на организм человека. Вместе с тем, далеко не все из них растения способны аккумулировать из природной среды. Одним из примеров микроэлементов может служить селен, использование которого активно внедряется при разработке медицинских препаратов на основе растительного сырья. Установлено, что селен, оказывает положительное влияние на состояние сердечнососудистой и иммунной систем организма человека [2]. В этой связи, актуальным является получение селенсодержащих каллусных культур M. piperita, как источника фармакологически активного селена. При выполнении экспериментальных исследований были использованы общепринятые методы по культивированию изолированных клеток, тканей и органов растений [3]. Экспланты помещали на поверхность модифицированных агаризованных питательных сред Мурасиге и Скуга [5], содержащих 2,0 мг/л 2,4-Д, 0,5 мг/л БАП, 0,5 мг/л кинетина и селен в различных концентрациях. Контрольным вариантом опыта являлась питательная среда без селена. В качестве культуральных сосудов использовали химические пробирки 16х150 мм, с 10 мл питательной среды. Культуральные сосуды с эксплантами содержали в помещение с температурой 25 – 27 оС, относительной влажностью воздуха 60 – 70%, освещенностью 2 – 3 тыс. люкс и 16-часовым фотопериодом. 20 В ходе выполнения исследований было показано, что уровень накопления селена каллусными культурами прямо пропорционален содержанию селена в питательной среде (рис. 1). Наилучшие результаты по уровню накопления селена в каллусных культурах мяты перечной получены при культивировании эксплантов на модифицированной питательной среде с исходным содержанием селена 15 мг/л. Рис.1. Зависимость накопления Se каллусными культурами Mentha piperita L. от исходной концентрации в питательной среде Однако с увеличением содержания селена, степень его концентрирования каллусными культурами снижалась (рис. 2). Данная зависимость, вероятно, связана с токсическим действием высоких концентраций селена в питательной среде на клетки каллуса. 21 Рис. 2. Степень концентрирования Se каллусными культурами Mentha piperita L. Подтверждением этого является установленная нами зависимость ростового индекса каллусных культур в процессе пассирования. В I-пассаже наблюдалось увеличение значения ростового индекса относительно контроля, при культивировании каллусных культур на модифицированных питательных следах с содержанием селена 1 мг/л, 5 мг/л, 10 мг/л, 15 мг/л (рис. 3). Однако, в последующих пассажах достоверное увеличение ростового индекса относительно контроля наблюдалось исключительно на среде с содержанием селена 1 мг/л. 22 Рис. 3. Зависимость ростового индекса каллусных культур Mentha piperita L. в процессе пассирования от концентрации селена в питательной среде. 23 Отсутствие четкой зависимости между исходным содержанием селена в питательной среде и ростовыми характеристиками каллусных культур во втором, третьем и четвертом пассажах, связано с накоплением значительных концентраций селена каллусными культурами. Достаточно высокие значения ростового индекса во втором и третьем пассаже при концентрации селена в питательной среде 10 мг/л и 15 мг/л вероятно связаны с особенностями адаптации клеток каллусных культур к стрессовому фактору. Проведенные нами исследования выявили потенциальные возможности каллусных культур M. piperita к накоплению селена при культивировании на селенсодержащих питательных средах. Вместе с тем, степень концентрирования селена выше на питательной среде с более низким исходным содержанием селена (1 мг/л), что в свою очередь отражается на ростовых характеристиках каллусных культур. Литература 1. Бойченко Э. С. О ментольности эфирного масла мяты сорта 541 / Бойченко Э. С. / Медицинская промышленность СССР. – 1960. – № 10. – С. 18 – 21. 2. Запрометов М. Н. Вторичный метаболизм и его регуляция в культурах клеток и тканей растений / М. Н. Запрометов // Культура клеток растений: [сб. статей под. ред. Р. Г. Бутенко]. – М.: Наука, 1981.– С 37 – 50. 3. Калинин Ф. Л. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений / Ф. Л. Калинин, В. В. Сарнацкая, В. Е. Полищук. – Киев: Наукова думка, 1980. – 488 с. 4. Кунах В. А. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи / Кунах В. А.–К.: Логос. – 2005. –724с. 24 5. Мустяце Г. И. Культура мяты перечной / Мустяце Г. И. –Кишинев: Штиинца. – 1985. – 165с. 6. Murashige Т. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture / MurashigeТ., Skoog F. // Physiol. Plant. – 1962. – V.15, № 13. – P. 473 – 497. Раздел 3. Зоология СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИСЦЕРАЛЬНОГО СКЕЛЕТА ДВУХ ВИДОВ РОДА BATRACHOCOTTUS (COTTOIDEI) Ю. П. Толмачева, Б. Э. Богданов Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск, Россия e-mail:tjul78@mail.ru Рыбы рода Batrachocottus – эндемики оз. Байкал, населяющие различные подводные ландшафты озера от уреза воды до максимальных глубин. В настоящее время в его составе принято рассматривать четыре вида: большеголовая широколобка – B. baicalensis (Dybowki, 1874), жирная широколобка – B. nikolskii (Berg, 1901), пестрокрылая широколобка – B. multiradiatus Berg, 1907 и широколобка Талиева – B. talievi Sideleva, 1999 [1]. Ареалы видов охватывают различные подводные ландшафты Байкала от уреза воды до максимальных глубин. Целью настоящей работы является сравнительное исследование висцерального скелета двух наиболее специализированных форм рода: прибрежного – B. baicalensis и глубоководного – B. nikolskii, в связи с различными экологическими предпочтениями. 25 Материалы и методы. Материалом для настоящего исследования послужили сборы из южной котловины оз. Байкал, выполненные в 2000−2006 гг. Для остеологического анализа черепную коробку рыб очищали от мягких тканей в 10%-ном растворе NaOCl; полученный материал хранили в глицерине. Внешний вид и строение отдельных частей висцерального скелета исследованы под бинокулярным микроскопом МБС-10; зарисованы и обработаны в программе Photoshop CS2. Названия костей и отростков приводятся согласно общепринятой анатомической номенклатуре [1,2]. Результаты. Челюсти. Восходящий отросток praemaxillare хорошо развит и в среднем составляет половину длины кости, сочленовый отросток значительно короче и не превышает ее трети. Постмаксиллярный отросток треугольной формы, занимает всю дорсальную поверхность кости, вершина его смещена каудально. Maxillare с крупной головкой, ее вентролатеральный отросток хорошо развит, а вентромедиальный выражен слабо. Supramaxillare нет. Нижняя челюсть длинная, состоит из двух костей: dentale и anguloarticulare. Для dentale характерен выраженный короноидный отросток, который плавно повышается от симфизного конца кости к вершине. Anguloarticulare состоит из собственно несущей плоскости кости, суставной ямки и двух хорошо выраженных отростков (переднего и верхнего), контактирующих с dentale. Несущая плоскость кости расположена вентрально относительно своей горизонтальной оси (относительно переднего отростка). Дорсальная поверхность практически прямая, ближе к каудальному концу кости располагается верхний отросток, имеющий незначительный уклон в сторону плоскости кости. Передний отросток прямой, располагается перпендикулярно плоскости кости на уровне ее 26 дорсального края. Нижнечелюстной сенсорный канал имеет три отверстия на dentale и два на anguloarticulare. Praemaxillare и dentale несут острые конические зубы, образующие 5−6 неправильных рядов. В симфизной части предчелюстной и по внутреннему краю зубной костей отмечена слабая дифференциация зубов на мелкие и крупные. Небная дуга. Palatinum удлиненный, зубов не несет. В верхней части прикрепляется к этмоидальному отделу с помощью верхнего и среднекрыловидного отростков. Нижняя часть кости, располагается между ecto- и mesopterygoideum (pterygoideum+mesopterygoideum). Еctopterygoideum серповидной формы, внутренним краем прилежит к выемке рalatinum и к латеральному краю mesopterygoideum, а задним к переднему краю пластинки quadratum. Mesopterygoideum удлиненное, в верхней части соединяется с metapterygoideum; снизу с quadratum. Metapterygoideum треугольной формы, тонкий. Нижней частью с помощью хрящевой полоски прикрепляется к quadratum, а также углами соединен с mesopterygoideum и simplecticum; сверху с помощью небольших перемычек прикрепляется к hyomandibulare. Quadratum плоский, неправильной треугольной формы, с длинным двухвершинным игловидным отростком, слабо обособленным от пластинки кости. В выемку образованную отростком и телом кости входит передний конец simplecticum. Вдоль отростка продолжается гребень, который на переднем конце образует сочленовую головку для прикрепления к anguloarticulare. По дорсальному краю quadratum почти полностью покрыт хрящом, соединяющим ее с комплексом крыловидных костей. 27 А) Б) Рис. Некоторые отделы висцерального скелета B. baicalensis: А) Челюсти: art – anguloarticulare (сочленовая), apa – верхний отросток art, asp – восходящий отросток pmx, cor – короноидный отросток den, den- dentale (зубная), mx – maxillare (челюстная), pmp – заднечелюстной отросток pmx, pmx – praemaxillare (предчелюстная); Б) Небная и гиоидная дуги, жаберная крышка:ectptectopterygoideum (передняя крыловидная), hm – hyomandibulare (подвесочная), intop- interoperculum (межкрышечная), mspt – mesopterygoideum (средняя крыловидная), mtpt – metapterygoideum (задняя крыловидная), op – operculum (крышечная), pal – palatinum (небная кость), prop – praeoperculum (предкрышечная кость), q – quadratum (квадратная), subop – suboperculum (подкрышечная), sym – symplecticum (связочная). 28 Гиоидная дуга. Hyomandibulare массивное в верхней части; сочленовые отростки, соединяющиеся с неврокранием, хорошо выражены и обособлены друг от друга. Нижняя часть кости удлиненная и образует оперкулярный и нижний (для прикрепления simplecticum) отростки. Как было отмечено ранее, массивность и укороченность верхних сочленовых плоскостей и удлинение шейки нижних элементов способствует усилению прочности соединения челюстная дуга неврокраний и увеличению размеров ротовой полости [4]. Simplecticum крупный, расширен в верхней части, нижний его конец с помощью хряща прочно соединен с выемкой quadratum и praeoperculum, а верхний прикреплен к hyomandibulare и metapterygoideum. Гиоидная дуга посредством ceratohyale прикрепляется к внутренней стороне praeoperculum и в передней своей части через хрящевую прослойку соединен с epihyale. Epihyale короткое (в два раза короче ceratohyale), имеет треугольную форму. Жаберных лучей шесть, из них четыре на ceratohyale и два на epihyale. Два передних жаберных луча прикрепляются вентрально, а последующие латерально. Urochyale крупное, по форме трапецивидное, его задний край слабо вогнут. Жаберная крышка. Praeoperculum с хорошо развитыми ветвями, почти перпендикулярно изогнуто в средней части. Дорсальная ветвь в полтора раза длинее вентральной. Наружный край praeoperculum несет развитые шипы (один у B. baicalensis и два у B. nikolskii), у основания которых проходит предкрышечный канал боковой линии, включающий 4 крупных отверстия. Дорсальная ветвь прочно соединена с hyomandibulare, нижний конец которой прикрыт небольшой тонкой пластинкой, располагающейся в месте изгиба кости. К вентральной ветви сверху прикрепляется игловидный 29 отросток quadratum, а сзади – interoperculum. Interoperculum не несет шипов, округлой продолговатой формы, дорсальный край немного вогнут в области сочленовой фасетки. Operculum тонкий, треугольной формы, соединяющийся с помощью сочленового отростка с hyomandibulare; с наружной стороны прилегает к suboperculum. Suboperculum тонкий, практически не окостеневает; передне-верхний угол образует небольшой отросток. Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено отсутствие у исследованных видов морфологических различий в строении висцерального скелета, что может быть обусловлено как близким филогенетическим родством, так и одинаковой пищевой специализацией. Межвидовые различия выявлены только в особенностях вооружения предкрышечной кости, не имеющих адаптивного значения. Работа выполнена в рамках «базовой» темы ЛИН СО РАН «Исследование генетической дифференциации и экологической сегрегации байкальских организмов методами классической, молекулярной биологии и математического моделирования» и при финансовой поддержке гранта Президента РФ МК-3457.2011.4 «Исследование биомеханических основ преобразования челюстного аппарата рыб на основе применения 3D конечно-элементной модели» и гранта РФФИ № 12-0432222 мол_а «Функциональный анализ строения и адаптивных преобразований челюстного аппарата рыб на основе 3D анимационной модели» Литература 1. Sideleva V.G. The endemic fishes of lake Baikal./ Sideleva V.G. - Leiden: Backhuys Publishers, 2003 - 270 р. 30 2. Воскобойникова О.С. Эволюционные преобразования висцерального скелета и вопросы филогении нототениевидных рыб (Nototheniidae)/Воскобойникова О.С. // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. – 1986. - Т. 153.- С. 46−66. 3. Yabe M. 1985. Comporative osteology and miology of the superfamily Cottoidea (Pisces: Scorpaeniformes), and its philogenetic classification. / Yabe M. // Reprinted from Memoirs of the Faculty of Fisheries. - Hokkaido University. - 1985. - Vol. 32. - Р. 1-130. 4. Талиев Д.Н. Бычки-подкаменщики Байкала./ Талиев Д.Н.- М.-Л.: Изд-во АН СССР. - 1955.- 603 с. Раздел 4. Физиология человека и животных ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ М. В. Антипова Военная академия войск РХБ защиты и инженерных войск, г. Кострома, Россия, amv0506@mail.ru Актуальность. На функциональные возможности организма студентов в процессе обучения в вузе оказывают влияние постоянно возрастающие учебные нагрузки. Для повышения адаптационных возможностей организма студентов, увеличения функциональных резервов и снижения напряжённости регуляторных механизмов необходим оптимальный уровень двигательной активности. 31 В связи с этим цель наших исследований – оценка физического состояния студентов с разным уровнем двигательной активности в процессе обучения в вузе. Организация и методы исследования. В течение четырёх лет исследовали студентов, которые были разделены на три группы в зависимости от степени физической тренированности и уровня воздействия физической нагрузки на организм: I группа – студенты, занимающиеся физическими упражнениями только в объёме занятий физической культурой – 3 ч в неделю (n=35); II группа – студенты, которые помимо занятий по физкультуре, посещали спортивные секции, и продолжительность физической нагрузки в неделю у них составляла не менее 6 ч (n=35); III группа – студенты-спортсмены I и II разрядов и кандидаты в мастера спорта различных специализаций, занимающиеся физкультурой не менее 12 ч в неделю (n=35). С помощью велоэргометрической пробы (ВЭП) оценивали физическое состояние организма. ВЭП проводили на велоэргометре Kettler X5 в течение 4-5 мин по методике одноступенчатой нагрузки, дозируемой по величине должного основного обмена (ДОО). Исходя из величины ДОО, индивидуально устанавливали мощность нагрузки при проведении ВЭП. Подобный подход позволяет наиболее полно учесть индивидуальные особенности обследуемого, так как величина ДОО вычисляется с учётом возраста, пола, массы и роста [1]. Физическое состояние (ФС) студентов оценивали по проценту достигнутой частоты сердечных сокращений (ЧСС) от максимальной ЧСС на пике нагрузки при 32 выполнении ВЭП: - <76 % – отличное ФС; - 76-86 % – хорошее ФС; - 86-96 %– удовлетворительное ФС; - >96 %– плохое ФС. Полученные экспериментальные данные подвергались статистической обработке на персональном компьютере с использованием пакетов программ Microsoft EXCEL 2007 и STATISTICA 6.0. Экспериментальный материал интерпретировали с помощью описательной статистики и дисперсионного анализа повторных измерений. Статистически значимыми считали различия с уровнем значимости р<0,01, p<0,05. Результаты и их обсуждение. Достоверных различий в ДОО у студентов исследуемых групп не выявлено (p>0,05). Статистически достоверно (p<0,01) увеличение должной мощности у студентов III группы (233 Вт) по сравнению со студентами I и II групп (144 и 149 Вт соответственно). В ответ на физическую нагрузку увеличилась ЧСС и артериальное давление (АД). При исходно более высоких значениях данных показателей в покое у студентов I группы при нагрузке они достигали наибольших значений по сравнению со студентами II и III групп (p<0,01). Средний значение процента достигнутой ЧСС от максимальной ЧСС (таблица 1) в начале каждого года обучения у студентов I и II групп соответствовало хорошему ФС, а в конце года – удовлетворительному ФС. У студентов III группы на протяжении первых двух курсов преобладало хорошее, в начале 3-го и 4-го курсов – отличное, а в конце – хорошее ФС. 33 Таблица 1 – Среднее значение процента достигнутой ЧСС от максимальной ЧСС у студентов 1 курс Группа начало года 2 курс конец года начало года 3 курс конец года начало года конец года 4 курс начало года конец года I 85,7±6,7 88,9±4,4 85,5±6,7 90,2±4,1 85,6±5,0 90,8±4,2 85,6±4,5 91,5±4,3 II 82,6±5,5 86,3±5,9 85,2±4,6 87,5±5,3 84,6±4,2 86,7±5,0 84,2±5,3 86,8±4,7 III 77,2±4,1 79,2±3,0 76,6±2,7 78,9±2,8 75,8±2,5 79,5±2,6 75,3±2,3 78,8±2,3 Примечание – Данные представлены как M±σ, где M – среднее, σ – среднее квадратическое отклонение. 34 Процентное соотношение физического состояния студентов с разным уровнем двигательной активности в течение четырёх лет обучения в вузе представлено в таблице 2. 35 Таблица 2 – Процентное соотношение физического состояния студентов Группа I II III Физическое состояние 1 курс 2 курс 3 курс 4 курс начало конец начало конец начало конец начало года года года года года года года плохое 6 3 3 6 – 17 – удовлетворительное 54 77 46 83 57 74 46 хорошее 31 20 43 11 40 9 51 отличное 9 – 8 – 3 – 3 плохое – 8 – 11 – 3 – удовлетворительное 29 43 37 43 29 43 37 хорошее 57 46 63 46 71 54 63 отличное 14 3 – – – – – плохое – – – – – – – удовлетворительное 9 6 – – – – – хорошее 40 77 54 83 31 91 31 отличное 51 17 46 17 69 9 69 36 конец года 14 77 9 – 3 46 51 – – – 94 6 В начале 1-го курса 54 % студентов I группы имели удовлетворительное, 31 % – хорошее, 9 % – отличное, 6 % – плохое физическое состояние. Следовательно, для большинства студентов I группы на 1-м курсе характерно удовлетворительное и хорошее физическое состояние с преобладанием удовлетворительного. В начале 2-го курса соотношение студентов I группы с хорошим и удовлетворительным ФС уравнялось (43 и 46 % соответственно), а в конце 2-го курса увеличилась доля студентов с удовлетворительным ФС (83 %). В начале 3-го курса 57 % студентов I группы с удовлетворительным и 40 % с хорошим ФС, отсутствовали студенты с плохим ФС, а к концу 3-го курса увеличилась доля студентов с удовлетворительным ФС до 74 %, снизился процент студентов с хорошим ФС до 9 %, для 17 % студентов было характерно плохое ФС. В начале 4-го курса 51 % студентов с хорошим ФС и 46 % – с удовлетворительным ФС, а в конце года преобладающая доля студентов (77 %) с удовлетворительным ФС, 14 % с плохим ФС. В конце каждого учебного года среди испытуемых I группы отсутствовали студенты с отличным ФС. Кроме этого в конце 3-го и 4-го курсов для некоторых студентов было характерно плохое ФС. Таким образом, на протяжении четырёх лет обучения для большинства студентов I группы было характерно хорошее и удовлетворительное ФС. В конце каждого учебного года увеличивалась доля студентов с удовлетворительным ФС, уменьшалась доля студентов с хорошим ФС, отсутствовали студенты с отличным ФС, а в конце 3-го и 4-го курсов у некоторых студентов было плохое ФС. В начале 1-го курса для студентов II группы было характерно следующее соотношение физического 37 состояния: 57 % студентов – с хорошим, 29 % – с удовлетворительным, 14 % – с отличным ФС, плохое ФС отсутствовало. В конце 1-го курса соотношение между хорошим и удовлетворительным ФС уравнялось (46 и 43 % соответственно). Сходная тенденция наблюдалась на 2-м, 3-м и 4-м курсах. Среди студентов II группы к концу 1-го курса уменьшилась доля студентов с отличным ФС, на 2-м, 3-м и 4-м курсах отсутствовало отличное ФС. В конце каждого курса для некоторых студентов было характерно плохое ФС. Таким образом, на протяжении четырёх лет обучения для большинства студентов II группы было характерно хорошее и удовлетворительное ФС, а в конце каждого учебного года среди небольшой части студентов наблюдалось плохое ФС. Среди студентов III группы в начале 1-го курса 51 % с отличным, 40 % – с хорошим, 9 % – с удовлетворительным ФС, отсутствовало плохое ФС. К концу 1-го курса возросла доля студентов с хорошим ФС (до 77 %), уменьшилась доля студентов с отличным ФС – до 17 %. В начале 2-го курса 54 % студентов с хорошим ФС, 46 % с отличным, к концу 2-го курса преобладающее большинство с хорошим ФС (83 %), 17 % с отличным ФС. В начале 3-го курса большинство студентов (69 %) с отличным ФС, а к концу года 91 % студентов с хорошим ФС. На 4-м курсе наблюдались сходные тенденции. У студентов III группы отсутствовало плохое ФС на всех курсах и удовлетворительное ФС, за исключением 1-го курса. Таким образом, на протяжении четырёх лет обучения у студентов III группы преобладало отличное и хорошее ФС, отсутствовало плохое ФС, а со 2-го курса – удовлетворительное ФС. 38 Выводы. Результаты наших исследований показали, что физическое состояние организма студентов зависит от уровня их физической подготовки. Исходное физическое состояние для большей части студентов I группы – удовлетворительное, для студентов II группы – хорошее, для студентов III группы – отличное. Студенты с более высоким уровнем физической активности могут справиться с большей по мощности нагрузкой при меньших энергетических затратах. Следовательно, повышение уровня физического состояния организма человека связано со степенью его физической активности. Физическую нагрузку не менее 12 ч в неделю можно считать оптимальной для повышения адаптационных возможностей организма студентов. Литература 1. Михайлов В.М. Нагрузочное тестирование под контролем ЭКГ: велоэргометрия, тредмилл-тест, степ-тест, ходьба / В. М. Михайлов. – Иваново: ОАО «Издательство Талка», 2008. – 548 с. 39 ВЛИЯНИЕ ТАБАКОКУРЕНИЯ НА АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА СТУДЕНТОВ И. В.Красникова, О. А. Волочнюк ФГБОУ ВПО «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н.Толстого, г. Тула, Россия gvkrasnikov@gmail.com Россия по распространенности табакокурения занимает одно из первых мест в мире. При этом анализ данных литературы свидетельствует о малочисленности и противоречивости сведений об изменении функционального состояния различных систем организма после 1 - 5-летнего и более продолжительного курения (Попова Г.А., 2009). Недостаточно сведений в отношении реакции со стороны различных систем организма, в том числе вегетативной нервной системы (ВНС) и сердечнососудистой системы курящих, на выкуривание очередной сигареты. Лишь в отдельных работах сообщается о том, что в этом случае повышается активность симпатического отдела ВНС, судя по снижению вариабельности сердечного ритма [Karakaya O. et al, 2007], а также возрастает частота сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление (АД) (Комаров, Ф. И., 2003 Лазебник Л.Б. и др., 2007, Zamir Z. et al. 2006). Целью данной работы была оценка влияния выкуривания очередной сигареты на артериальное давление и показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) у студентов; состояние отделов вегетативной нервной системы организма и выявление особенностей исследуемых реакций, обусловленных полом. В ходе предварительного анкетирования студентов отмечали стаж курения, количество и качественный состав выкуриваемых сигарет в день. Так, в среднем, у юношей 40 стаж курения на 1.5 года больше и количество выкуриваемых сигарет в день в 2.5 раза больше, чем у девушек. Юноши курят сигареты, содержащие большее количество вредных веществ: содержание смолы на 60%, содержание никотина – на 37%, содержание угарного газа – в 2 раза больше, чем в группе курящих девушек. В работе использовали метод вариационной пульсометрии по критериям Р.М. Баевского (Баевский P.M., 1984, 2002) на основе регистрации электрокардиограммы (ЭКГ). Регистрацию ЭКГ проводили во втором стандартном отведении с помощью интегрированного аппаратно-программного комплекса CONAN-m (InCo, Россия). Программа обеспечивала анализ RR-интервалов с построением кардиоинтервалограмм. В эксперименте приняли участие 11 курящих студентов ТГПУ им. Л.Н.Толстого. В работе оценивали следующие показатели ВСР: среднее значение RR-интервала, моду Мо, амплитуду моды АМо, среднее квадратическое отклонение СКО, индекс напряжения ИН и относительные мощности в 3 стандартных диапазонах (VLF –диапазон очень низких частотных колебаний, LF – низкочастотные колебания, HF – высокочастотные колебания). Статистический анализ полученных данных проводили с использованием программы SigmaPlot 11.0 (Systat Software, Inc., 2008). Для сравнения средних использовали t-критерий Стьюдента (р < 0.05). Эксперимент включал 5 этапов длительностью по 5 минут: 1. контрольная запись ЭКГ перед курением. 2. запись ЭКГ через 15 минут после курения 3. запись ЭКГ через 30 минут после курения 4. запись ЭКГ через 45 минут после курения 5. запись ЭКГ через 60 минут после курени 41 В ходе исследования нами были получены следующие результаты. У юношей отмечается исходно повышенное систолическое давление, превышение нормы составляет примерно 15-20 мм рт ст. Учитывая значительный стаж курения у исследуемых юношей, это может свидетельствовать о развивающейся систолической артериальной гипертензии. Выкуривание очередной сигареты приводит к незначительному снижению СД (4-10 мм рт. ст.). Диастолическое давление у юношей практически не меняется на протяжении всего эксперимента. Пульсовое давление в ходе эксперимента снижается, но превышает норму на 10-20 мм рт. ст. У девушек выкуривание очередной сигареты вызывает увеличение СД и ПД в среднем на 5 мм рт. ст, через 30 минут после курения этот эффект исчезает. Диастолическое давление практически не меняется. Колебания артериального давления у девушек в течение эксперимента проходят в пределах нормы. Полученные нами данные отражают зависимость реакции АД на выкуривание очередной сигареты от стажа курения и пола. В проведенных нами исследованиях показано, что выкуривание очередной сигареты оказывает более значительное влияние на статистические и индексные показатели ВСР в группе девушек по сравнению с юношами. Различной является и динамика изменений исследуемых параметров в экспериментальных группах. Результаты приведены в таблице. 42 Таблица - Показатели вариабельности сердечного ритма у студентов экспериментальных групп при выкуривании очередной сигареты Показатель Среднее значение RRинтервала Среднее квадратичное отклонение СКО (мс) Мода Мо (мс) Амплитуд а моды АМо (%) Этап эксперимента 1 Общая группа Девушки Юноши 745,2±27,1 742,7±42,4 748,2±36,8 2 715,3±29,3* 706,8±49,3* 725,4±30,5 3 729,9±25,4* 728,2±44,0* 732,0±25,3 4 750,9±25,8 750,5±44,78* 751,4±25,7 5 767,9±25,8* 778,3±43,2* 755,4±28,1 1 61,0±8,1 62,5±13,4* 59,2±9,4 2 52,4±6,7 50,3±11,1* 54,8±7,6 3 54,0±6,4 53,0±10,2 55,2±8,2 4 55,1±6,8 56,3±10,8 53,6±8,8 5 65,8±9,5 72,2±16,3* 58,2±8,6 1 2 735,3±25,7* 703,8±28,4* 726,3±35,4 696,7±47,9* 746,0±41,2 712,4±30,8 3 712,5±21,0 710,0±35,9 715,6±21,9 4 732,7±21,9 730,0±36,2 736,0±26,1 5 1 741,5±24,2 37,5±3,0* 749,3±41,8* 38,8±4,0* 732,0±23,8 36,0±5,1 2 45,0±4,5* 48,8±6,9* 40,4±5,4 3 4 44,7±4,3* 43,1±4,1 46,8±7,1 44,3±6,2 42,2±5,0 41,6±5,9 5 37,8±2,5 36,5±2,9* 39,4±4,7 43 Индекс напряжен ия (у.е.) 1 2 3 90,0±14,9 127,9±32,7 116,5±27,5 Продолжение таблицы 95,7±21,0* 83,2±23,2 169,3±54,8* 78,2±15,6 138,2±46,7 90,4±24,1 4 5 110,0±25,5 72,3±15,4 121,0±43,1 60,7±18,6* 96,8±26,6 86,2±26,5 «*» обозначены достоверно различающиеся значения. Среднее значение RR-интервала у студентов до курения находится на нижней границе нормы. Выкуривание очередной сигареты приводит к достоверному снижению этого показателя в среднем на 4%, при этом в группе девушек данное изменение более выражено (5%), чем в группе юношей, где достоверных изменений длительности RR-интервала не отмечается. Те же тенденции отмечаются и для динамики показателя моды. СКО студентов находится в пределах нормы на всех этапах эксперимента. При этом через 15 и 30 минут после выкуривания очередной сигареты в группе девушек отмечается статистически достоверное уменьшение СКО (на 20 и 17% соответственно). Это указывает на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и повышение активности центрального контура регуляции сердечного ритма под влиянием веществ табачного дыма. В группе юношей отмечаются те же тенденции в динамике изменения СКО, однако они статистически не значимы (8.4%). В условиях нашего эксперимента АМо в общей группе достоверно увеличивается через 15 минут после курения и сохраняется на этом уровне в течение еще 15 минут, а затем уменьшается и возвращается к исходному значению. В группах юношей и девушек динамика АМо 44 имеет такие же тенденции, однако у девушек этот показатель увеличивается достоверно на 21.5% и через 15 минут после курения выходит за верхние границы нормы. Данный эффект сохраняется и через 30 минут после курения и составляет 18.9%. Это свидетельствует о повышении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы под влиянием веществ табачного дыма. В группе юношей увеличение значений АМо не является статистически значимым. Надо отметить, что максимальное увеличение АМо у юношей отмечается не через 15 минут, как у девушек, а через 30 минут и составляет 16.7%. По нашим данным, ИН студентов в общей группе под влиянием выкуривания очередной сигареты увеличивается на 42%. При этом направление изменений в экспериментальных группах различно. У девушек этот показатель достоверно возрастает примерно на 80% через 15 минут после курения, а затем постепенно возвращается к исходному нормальному уровню. Это свидетельствует о резком повышении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы при воздействии веществ табачного дыма. В группе юношей, напротив, через 15 минут после курения происходит незначительное уменьшение ИН (6%), а через 30 минут – его повышение на 8%. Таким образом, максимальный эффект у девушек отмечается на 2 этапе эксперимента, а у юношей – на третьем. В ходе эксперимента нами не обнаружено изменений спектральных характеристик ВСР. Это совпадает с литературными данными (Kobayashi F., 2005, Karakaya O., 2007), где отмечается изменение относительной мощности в LF и HF диапазонах, а также симпатовагального индекса только на 5 минуте после курения, а в нашем эксперименте 45 ВСР исследовалось через 15 минут после выкуривания очередной сигареты. Проведенное нами исследование влияния табакокурения на показатели сердечного ритма у студентов позволяет сделать следующие выводы: Выкуривание очередной сигареты приводит к достоверному изменению статистических показателей вариабельности сердечного ритма: происходит уменьшение длительности RR-интервала, моды, среднего квадратического отклонения, увеличение амплитуды моды, индекса напряжения. Динамика показателей вариабельности сердечного ритма после курения свидетельствует о повышении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и активности центрального контура регуляции кровообращения под действием веществ табачного дыма. В условиях нашего эксперимента достоверные изменения показателей вариабельности сердечного ритма отмечаются только через 15 и 30 минут после курения. У курящих юношей отмечается повышенное артериальное давление, которое превышает норму на 15-20 мм рт ст., что можно отнести к признакам развивающейся систолической гипертензии Большая выраженность изменений параметров вариабельности сердечного ритма, характерная для группы курящих девушек, свидетельствует об их потенциально большей уязвимости в отношении табакокурения. 46 Раздел 5. Микробиология и вирусология К ВОПРОСУ О КАЧЕСТВЕ ВОЗДУХА В ШКОЛЬНЫХ АУДИТОРИЯХ А. А. Каминов ФГБОУ ВПО «Ишимский государственный педагогический институт им. П.П. Ершова», г. Ишим, Россия, win32.10@mail.ru Проблема микробиологической загрязнённости микрофлоры воздуха является актуальной, так как человек проводит в закрытом помещении не менее 70% суточного времени и постоянно находится в непосредственном контакте с микрофлорой воздуха [1]. Специалистами установлено, что загрязнение воздуха внутри помещений может во много раз превосходить наружное [2]. Для всесторонней оценки состояния качества воздушной среды помещения, неотъемлемым является определение санитарно-гигиенических показателей воздуха. Особенно это важно учитывать в общественно образовательных учреждениях – в школах. Так как здоровье подрастающего поколения – это здоровье нации и благополучие страны. В число загрязнителей воздуха кроме пыли и летучих аллергенных соединений входят разнообразные микроорганизмы (в том числе и микроскопически грибы), которые условно можно разделить на патогенные и непатогенные. Стоит сказать, что при обнаружении патогенных микроорганизмов (представляющие опасность для жизни и здоровья человека) воздух считается загрязнённым и эпидемиологически опасным. В связи с актуализацией проблемы микробиологического загрязнения воздуха и охраны здоровья человека и экологической безопасности 47 помещений нами была предпринята попытка оценить качество воздуха в учебных помещениях МАОУ СОШ №5. Цель данной научно-исследовательской работы заключалась в оценке качества воздушной среды «закрытых» помещений путём определения уровня их микробиологической обсеменённости. Предметом исследования выступает микробиоценоз помещений (её обсеменённость), а объектом – санитарногигиеническое качество воздуха. Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач: 1) провести седиментацию и в последующем идентификацию образовавшихся колоний микроорганизмов; 2) определить обсеменённость воздуха исследуемых помещений; 3) используя данные статистической обработки и таксономической идентификации, распределить все помещения в порядке возрастания степени патогенности. Нами выдвинута гипотеза о том, что уровень обсеменённости воздуха микроорганизмами имеет некую зависимость от времени года и от количества людей. Экспериментальная часть данной научноисследовательской работы проводилась с использованием метода седиментации Р. Коха. Практическая значимость исследования том, что данные по мониторингу качества воздуха в исследуемых помещениях дают возможность своевременно оценить степень опасности микробиологического нарушения микрофлоры воздуха и принять меры по созданию оптимального баланса микрофлоры. 48 Полученные данные будут необходимы для разработки комплекса мероприятий, направленных на профилактику аэрогенной передачи возбудителей инфекционных болезней. Экспериментом охвачено 3 классных аудиторий. Кроме того были взяты образцы в холле, в столовой и во дворе школы. В результате эксперимента были получены колонии разных видов микроорганизмов. Их таксономическая идентификация доведена до ранга рода. Количество образовавшихся колоний позволило установить концентрацию спор в 1м3 воздуха с использованием модифицированной формулы подсчёта общей микробной обсеменённости В.Л. Омелянского [3]: самым обсеменённым стал учебный кабинет №38 (вечернее время) (3066 спор/м3), что составляет более 45% от общей доли обсеменённости всех исследуемых объектов. Самым безопасным по уровню содержания спор оказался двор (31 КОЕ/м3) – 0,5% обсеменённости, что относится к безопасному уровню (500 спор/м3). К этому стандарту подлежат 56% образцов (см. табл.). 49 Таблица - Концентрация обсеменённости микроорганизмами в учебных классах школы № 5 Номер пробы Количество спор/м3 Место взятия пробы Время суток (час:мин) 156 Коли чество колонии 10 1 Каб. № 19 2 968 62 Каб. № 19 3 345 22 Каб. № 36 4 672 43 Каб. № 36 5 93 6 Каб. № 38 6 3066 195 Каб. № 38 7 93 6 Холл, 3 этаж 8 9 31 1406 2 90 Двор школы Столовая, 3 этаж 1 урок 1 смены, 8:40 После занятий 1 смены, 13:10 1 урок 2 смены, 13:20 5 урок 2 смены, 17:20 1 урок 2 смены, 13:30 5 урок 2 смены, 17:30 1 урок, 1 смены 8:50 День, 13:25 День 13:10 Как видно из таблицы, прослеживается закономерность в отношении дня и вечера 36-го и 38-го кабинетов. Заметно, что в дневное время суток колониеобразующих единиц (КОЕ/споры) меньше, чем в вечернее время. Возможно, это связано с колебаниями концентрации количества людей. Сопряжённой длительным пребыванием на одном объекте/месте. 50 Совершенно иная картина обстоит на пробе, взятой в 19 кабинете: там, наоборот, утром уровень обсеменённости выше, чем вечером. Вероятной причиной этой противоречивости служит наличие системы вентиляции данного помещения в конце занятий. За ночь количество КОЕ успевают сконцентрироваться, и к утру их количество максимально, а днём кабинет подвергается проветриванию и уровень резко минимизируется, что и заметно по таблице. Очень большим оказалось содержание микроорганизмов в столовой, это объясняется высокой посещаемостью людьми в течение дня и концентрацией питательных веществ в воздухе. Самым низким количество микроорганизмов было на улице – во дворе школы, так как пробу мы брали в мороз и на открытом месте. Потенциальными предпосылками высокого содержания микроорганизмов в замкнутом помещении могут послужить причины: высокий уровень влажности воздушной среды; слабая работа (или полное отсутствие) системы вентиляции; отсутствие должного внимания к уборке; недостаточный доступ УФ-лучей и т.д. Известно, что фундамент здоровья человека закладывается в раннем возрасте, поэтому для уменьшения негативного влияния микроорганизмов, в том числе и микроскопических грибов можно порекомендовать разъяснение учащимся причин необходимости: ношение сменной обуви; покидать помещение класса во время перемены для проветривания; снимать верхнюю одежду при временной нахождении в здании школы, особенно в столовой; частых влажных уборок классов. 51 Мониторинг обсеменённости зданий спорами микроорганизмов является важным мероприятием в системе охраны здоровья человека. Литература 1. Новичкова М.А. /Экология жизненного пространства// Комнатные рстения и их роль в оздаровлении воздуха помещений/ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: http://www.ecospace.ru/ecology/science/roomplant/. 2. Фомин Г.С, Фомина О.Н. Качество воздуха внутри помещений. / «Воздух. Контроль загрязнений по международным стандартам». Глава 17. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: http://www.ecospace.ru/ecology/science/air/ - 01.02.12 3. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Под ред. Воробьева А.А., Кривошеина Ю.С.- М.: Мастерство, Высш. шк., 2001. – 224с. 52 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФЕРМЕНТАЦИИ ЛАКТОБАКТЕРИЙ ШТАММА LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS IK ВКПМ В-2991 НА ФУГАТЕ ФЕРМЕНТОЛИЗАТА ОТРУБЕЙ С МОЧЕВИНОЙ Л. В. Устюжанинова, В. И. Сушкова Вятский Государственный Университет, г. Киров, Россия, e-mail: ujilucy9i@gmail.com Наиболее динамично развивающейся отраслью АПК является птицеводство. При этом высокопродуктивная птица характеризуется повышенной чувствительностью к стрессам различного происхождения. Основное место среди причин отхода молодняка занимают дисбактериоз, вирусные болезни и микст-инфекции. Применение экологически безопасных и эффективных биологически активных кормовых добавок (пробиотиков, пребиотиков и синбиотиков) дает возможность решить проблему профилактики и терапии дисбактериозов, повысить эффективность вакцинопрофилактики инфекционных болезней. Такие добавки можно производить по унифицированным технологиям на гибких технологических линиях, размещенных в непосредственной близости к потребителю. При этом штаммы микроорганизмов-пробионтов должны соответствовать определённым требованиям, а сырьё должно быть доступным [1]. Целью данной работы было изучить свойства лактобактерий штамма Lactobacillus acidophilus ВКПМ В2991, неуказанные в его паспорте, и оптимизировать параметры его ферментации на фугате ферментолизата пшеничных отрубей с добавлением мочевины (ФФО+М). В соответствии с паспортом исследуемый штамм имеет следующие характеристики: выделен из кишечника 53 курицы; по культурально-морфологическим признакам представляет собой крупные палочки; генетически устойчив к антибиотикам, фагоустойчив; растет на обрате при температуре 37-40°С; генетически не модифицирован; не патогенен для человека (классификация микроорганизмов по СП 13.2322-08), при работе не требует специальных мер предосторожности. Также были исследованы следующие свойства данного штамма: антагонистическая активность, устойчивость к ряду веществ, к желудочному пищеварению и к интервалу изменения рН 4,0-9,0, кислотообразующая способность. Антагонистическая активность штамма по отношению к Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Escherichia coli M-17, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aerugenosa представлена в таблице 1. Как видно из представленных данных, штамм L. acidophilus ВКПМ В-2991 проявил антагонистическую активность в отношении всех взятых тест-культур, кроме Bacillus cereus. Наиболее чувствительными к штамму L. acidophilus ВКПМ В-2991 оказались бактерии Pseudomonas aerugenosa. Таблица 1 – Определение антагонистической активности лактобактерий штамма L. acidophilus ВКПМ В-2991 методом перпендикулярных штрихов на среде MRS Bacillus cereus 0 Зона задержки роста тест-культуры, мм Bacillus Escherichia Staphylococcus Pseudomonas subtilis coli M-17 aureus aerugenosa 1,8±1,2 16,3±2,5 2,5±1,1 37,6±6,5 Исследуемый штамм устойчив к действию поваренной соли и желчи, слабоустойчив к фенолу. Максимальные концентрации данных веществ в субстрате, при которых наблюдался рост культуры составили (мас. 54 %): поваренная соль – 6; желчь – 15; фенол - 0,25. Штамм L. acidophilus ВКПМ В-2991 растет при рН от 5,0 до 9,0; устойчив к желудочному пищеварению (выдерживает инкубирование в течение 3,5 ч в растворе соляной кислоты с рН 2,0 и добавлением пепсина). Данный штамм обладает хорошей кислотообразующей способностью (титруемая кислотность после 14 сут ферментации на маложирном молоке составила 128° Т). Таким образом, штамм L. acidophilus ВКПМ В-2991 обладает выраженными пробиотическими свойствами, и поэтому может быть использован для получения кормовых пробиотиков для куриц. Ферментацию штамма L. acidophilus ВКПМ В-2991 на ФФО+М проводили в термостате при температуре 37oC в течение 24-36 ч. В качестве инокулята использовали культуру лактобактерий III генерации, выращенную на ФФО+М. Статирование рН производили периодическим добавлением в культуральную жидкость 2 н раствора NaOH. Оптимизация параметров ферментативного гидролиза пшеничных отрубей проводилась ранее [2-3]. Начальная концентрация РВ и РВИ в ФФО+М после автоклавирования составила 21,2-22,2 г/дм3 и 33,3-33,6 г/дм3 соответственно. Через определённые промежутки времени отбирали пробы культуральной жидкости, в которых определяли концентрацию жизнеспособных клеток чашечным методом Коха, оптическую плотность и рН биосуспензии, концентрацию остаточных РВ и РВИ эбулиостатическим методом, а также рассчитывали степень биоконверсии РВ и РВИ. Основным из определяемых параметров при ферментации бактерий-пробиотиков является количество жизнеспособных клеток. Было исследовано влияние статирования рН на эффективность культивирования лактобактерий штамма L. 55 Количество жизнеспособных клеток, х10 8 КОЕ/см3 acidophilus ВКПМ В-2991 на ФФО+М (рис. 1). Посевная доза составляла 10%, начальное значение рН среды 7,0. В первые 4 часа ферментации наблюдался явно выраженный период индукции. Максимальная концентрация жизнеспособных клеток исследуемого штамма была отмечена при статировании рН после 20 ч ферментации и составила 4,3х108 КОЕ/см3 (рис. 1). Таким образом, статирование рН позволяет увеличить количество жизнеспособных клеток в 4 раза. При этом степень биоконверсии РВ и РВИ за 36 ч ферментации увеличилась с 7,7% до 30,0% и с 6,3% до 19,2% соответственно. Оптическая плотность активно увеличивалась с 4 ч до 2024 ч ферментации при статировании рН (до значения 1,301,35), и с 8 ч до 16 ч ферментации без статирования рН (до значения 1,0-1,1), после чего изменялась незначительно. Данные результаты полностью соответствуют кинетике изменения концентрации живых клеток лактобактерий (рис. 1). 5 4 3 2 1 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 Время ферментации, ч статирование рН (6,5-7,0) без статирования рН (4,7-7,0) Рисунок 1. Изменение концентрации жизнеспособных бактериальных клеток во времени при ферментации штамма в условиях статирования рН и без статирования рН 56 Количество жизнеспособных клеток, х10 8 КОЕ/см3 Также были определены оптимальные значения посевной дозы и рН среды для ферментации штамма L. acidophilus ВКПМ В-2991 на ФФО+М (рис. 2 и 3). 6 2% 5% 10% 15% 20% 5 4 3 2 1 0 0 12 Время ферментации, ч 24 8 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 6 0,033 0 12 Время ферментации, ч 0,25 0,002 2E-04 0 0 2 0,003 0,002 8E-04 4 4E-04 Количество жизнеспособных клеток, х10 8 КОЕ/см3 Рисунок 2. Влияние посевной дозы на количество жизнеспособных бактериальных клеток при ферментации штамма на ФФО+М в условиях статирования рН (6,5-7,5) 24 Рисунок 3. Влияние рН среды на количество жизнеспособных бактериальных клеток при ферментации штамма на ФФО+М (посевная доза 10%) 57 По представленным данным видно, что оптимальной посевной дозой является доза 20%, а оптимальным значением рН – 7,0. При этих параметрах ферментации наблюдался более интенсивный рост культуры в первые 816 часов ферментации, сопровождавшийся наиболее активным увеличением оптической плотности культуральной жидкости. В первые 4-6 ч ферментации также отмечался период индукции. За 36 часов ферментации при рН 7,0 и посевной дозе 10% степень биоконверсии РВ и РВИ составила 26,9% и 17,1% соответственно. За 36 часов ферментации при посевной дозе 20% и рН 6,5-7,5 степень биоконверсии РВ и РВИ составила 30,5% и 19,9% соответственно. Таким образом, в процессе исследований оптимальных параметров ферментации штамма L. acidophilus ВКПМ В-2991 на ФФО+М установлено, что: 1. данный штамм обладает выраженными пробиотическими свойствами и может быть использован для получения кормовых пробиотиков для куриц; 2. концентрация живых клеток лактобактерий после 24 часов ферментации составляет (4,3-7,6)х108 КОЕ/см3; 3. значение рН среды заметно влияет на активность роста и количество жизнеспособных лактобактерий: - статирование рН на уровне 6,5-7,0 позволяет увеличить концентрацию живых клеток лактобактерий в 4 раза; - оптимальное значение рН 7,0 (из интервала 6,0-8,5); 4. оптимальная посевная доза составляет 20%; 5. лактобактерии усваивают в основном моносахара (РВ), степень биоконверсии их равна 30%; 6. при ферментации данного штамма на ФФО+М наблюдается явный период индукции. Необходимо проанализировать и устранить причины, приводящие к задержке роста штамма L. acidophilus ВКПМ 58 В-2991 в первые часы ферментации на ФФО+М, а также рассмотреть другие пути интенсификации данного процесса. Литература 1. Неминущая Л.А. Технология производства и обеспечение качества синбиотиков ЛАКТОСУБТИЛФОРТЕ и АВИЛАКТ-ФОРТЕ, эффективность их применения в птицеводстве // Автореф. дис. … докт. биол. наук. Щелково, 2011. – 48 с. 2. Карина Н.В. Определение оптимальных условий ферментативного гидролиза пшеничных отрубей комплексом ферментных препаратов / Н.В. Карина, Л.В. Устюжанинова, В.И. Сушкова // Общество – наука – инновации : всерос. науч.-технич. конф.: сб. материалов: в 4 т. – Киров: Изд-во ГОУ ВПО ВятГУ, 2010. – Т.1 : (БФ, ФАМ, ХФ). – С. 74-77. 3. Устюжанинова Л.В. Получение кормовых пробиотиков на основе ферментолизата отрубей / Л.В. Устюжанинова, В.И. Сушкова // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материалы V Всерос. конф. 2426 апреля 2012 г. / под ред. Н.Г. Базарновой, В.И. Маркина. – Барнаул : Изд-во Алт. ун-та, 2012. – С. 523-525. 59 Раздел 6. Биологические аспекты сельского хозяйства ФОРМИРОВАНИЕ ЛУГОВО-СТЕПНОГО ТИПА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ Л. В. Мартынова Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск, Россия, lugved@bk.ru Заброшенные пашни фактически относятся к землям с пониженной продуктивностью растений и неблагоприятными физическими свойствами почв. Почвы опытных участков надпойменно-террасового типа местности мерзлотные, наличие криогенной и посткриогенной текстур характеризует их физические свойства. С учетом фильтрационной способности почвы (выше в горизонтальном направлении) и климата (резко континентальный и засушливый с коротким относительно жарким и засушливым летом), почвенно-экологический индекс надпойменно-террасового типа местности (табл. 1) равняется 9,1 балла [1; 2; 3], где мясное скотоводство теоретически может быть рентабельно. 60 Таблица 1 - Почвенно-экологический индекс Якутской надпойменной террасы Показатели Мерзлотнопойменные Σ t >10°C 1565 КУ 0,3 КК 302 Гумус, % 2,1-1,8 p 1,5 n 1,4 ПЭИ 9,1 Примечание: Σ t>10°C- сумма температур воздуха более 10°C; КУ – коэффициент увлажнения; КК – коэффициент континентальности климата; p – средневзвешенная плотность почвы n – полезный объем почвы; ПЭИ – почвенноэкологический индекс 61 Таблица 2 - Общее проективное покрытие залежной растительности 2003-2010 гг. Названия растений Проективное покрытие залежи по годам 1-3 гг. 3-5 гг. 5-7 гг. Травяные 1-2-летние 1 Boraginaseae Lappula squarrosa (Retz.) Dumort 2 Asteraceae Artemisia jacutica Drob. 3 Brassicae Descurania Sophia (L.) Webb ex Prantl 4 Cuscutaceae Cuscuta europaea L. 5 Chenopodiaceae Chenopodium album L. 6 -«Axyris amaranthoides L. Травяные многолетники 7 Asteraceae Sausserea amara (L.) DC. 8 Jacobea vulgaris Gaertn. 9 Rosaceae Potentilla bifurca L. 10 Potentilla longifolia Wild. Ex Schlecht. 11 Plantaginaceae Plantago depressa Schlecht 12 Poaceae Eletrigia repens (L.) Nevski 13 -«Leymus chinensis (Nrin). Tzvel. 14 -«Poa stepposa (Kryl.) Roshev. 62 + 3 + + r r + 4 + r - + + r - + + + r 1 1 - r + + + r + 4 - + + + + r 2 4 + 15 Fabaceae Oxytropis strobilacea Bunge Общее проективное покрытие Выход бомассы залежи, т/га 63 Продолжение Таблицы 2 + 34/ 57 60/ 75 87/ 65 2,6/ 3,3 1,4/1,6 1,1/ 1,2 Региональной особенностью залежи надпойменнотеррасового типа является формирование в начале зарастания залежи бурьянистой стадии с характерным преобладанием полыни якутской. Следующая стадия 3-5-й гг. разнотравная залежь, видовой состав представлен полынью якутской, лапчаткой вильчатой, липучкой колючей. Участие злаковых трав не более 15%, продуктивность 1,6 т/га. Выход биомассы залежи существенно снижается на 7-8-й год залежи до 1,1-1,2 т/га (табл. 3), в составе травостоя преобладает вострец ложнопырейный и пырей ползучий и внедряются такие виды как мятлик степной и остролодочник шишковидный. 64 Таблица 3 - Общее проективное покрытие залежной растительности 2011; 2012 гг. № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Названия растений Onagraceae Primulaceae Ranunculacea Asteraceae Rosaceae Plantaginaceae Poaceae -«- Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. Glaux maritima L. Anemone sylvestris L. Sonchus arvensis L. Artemisia vulgaris L. Artemisia commutata Bess. Artemisia jacutica Drob. Erigeron elongates Ledeb. Sausserea amara (L.) DC. Taraxacum ceratoforum (Ledeb.) Jacobea vulgaris Gaertn. Potentilla bifurca L. Potentilla longifolia Wild. Ex Schlecht. Plantago depressa Schlecht Eletrigia repens (L.) Nevski Leymus chinensis (Nrin). Tzvel. 65 Проективное покрытие залежи по годам 2011г. 2012г. ср.8-9 гг. + + r r r r r r r r r r 1 1 r r r 1 r 1 r r 1 + 1 + r + + + + + r r 3 1 2 2 3 3 17 -«Poa transbaicalica Roshev. 18 Fabaceae Oxytropis strobilacea Bunge Общее проективное покрытие Выход бомассы залежи, т/га 66 Продолжение Таблицы 3 r + + + + + 25-75 35-70 30-70 0,7 0,9 0,8 Участие типично лугово-степных видов на 8-9 гг. залежи устойчивое, в состав травостоя внедряется ветреница лесная, полынь замещающая. Доминирует в составе травостоя вострец, пырей, якобея и соссюрея. С учетом встречаемости и экологических особенностей [4; 5] залежная флора надпойменной террасы разделяется на 3 группы: 1. Типично залежные растения (Artemisia jacutica, Chenopodium album, Descurania Sophia, Cuscuta europaea, Axyris amaranthoides, Lappula squarrosa); 2. Залежно-лесостепные (переходные) растения, одинаково встречаются как в лесостепных сообществах, так и на залежах (Jacobea vulgaris, Sausserea amara, Potentilla longifolia, Potentilla bifurca, Leymus chinensis, Eletrigia repens, Plantago depressa); 3. Внедрение видов, не свойственных залежам (случайно залежные растения - Poa transbaicalica, Oxytropis strobilacea, Anemone sylvestris). Литература 1. Еловская Л.Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии. ЯФ АН СССР, 1987. -172 с. 2. Васильева Т.И., Чевычелов А.П. Вестник ТГУ. Биология. №2. 2009. с. 176-178. 3. Левыкин С.В. Теория управления земельными ресурсами агроэкосистем на основе сохранения и реабилитации ландшафтно-биологического разнообразия степей. Автореферат дисс. Д.г.н Астрахань, 2006 4. Гоголева П.А. Конспект флоры высших сосудистых растений Центральной Якутии: Справочное пособие. – Якутск, 2003. – 64 с. 5. Дубровский Н.Г. Степные и залежные фитосистемы Тувы: структурно-функциональная организация и оптимизация природопользования. Автореферат дисс. Д.б.н. Улан-Удэ, 2009. 48 с. 67 Раздел 7. Медицинская биология ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПИЩЕВОДА КАК ОТРАЖЕНИЕ МОРФОГЕНЕЗА ЧЕЛОВЕКА А. В. Водолазов Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский медицинский институт «РЕАВИЗ», г. Самара, Россия E-mail:g_pa@mail.ru Наиболее важным представляется изучение закономерностей эволюции собственно морфогенеза, а в более широкой форме - эволюции механизмов онтогенеза. Морфологические исследования по проблеме микроциркуляции крови, служат сближению достижений фундаментальной науки и клинической практики. Далека от завершения проблема автономизации онтогенеза, в частности замены внешних факторов развития внутренними. При всей своей научно-практической значимости молекулярно-цитологический подход, преобладающий в современных исследованиях роста кровеносных сосудов, оставляет в стороне проблемы морфогенеза архитектоники системы кровообращения в отдельных органах человека. Возникающие в начальном отделе пищевода патологические состояния могут быть связанны с фаринголарингеальным рефлюксом и с нарушениями кровоснабжения [1, с.150]. Это место часто подвергается хирургическим вмешательствам, и важно знать не только топографическое положение, но и особенности кровоснабжения оболочек пищевода в этой зоне [2, с.503]. 68 Проблема образования и роста сосудов является одной из самых важных в биологии и патологии человека. Несмотря на то, что сосудистая система пищевода претерпевает значительные изменения в процессе формирования органа в онтогенезе человека, этому вопросу уделено мало внимания. Изучение кровоснабжения пищевода имеет не только познавательное значение, но и практическое. Для практической деятельности хирурга важно знать не только возможные источники васкуляризации в конкретной зоне оперативного вмешательства, их топографию, но и функциональную значимость, то есть какой регион пищевода они кровоснабжают [3, с11]. Цель исследования: изучить становление сосудистотканевых взаимоотношений верхней трети пищевода на завершающем этапе пренатального онтогенеза человека. Материалы и методы исследования. Материалом исследования служил пищевод плодов человека (20-36 недель гестации). Материал забирался с учетом гинекологического анамнеза с соблюдением международных и российских норм биоэтики. Проводилась инъекция кровеносного русла транскапиллярной взвесью берлинской лазури через пупочную вену и аорту. Готовили просветлённые препараты оболочек органа, а также - серийные срезы горизонтального и сагиттального сечений. Докраска гематоксилином-эозином или по Ван-Гизону. Результаты. Становление системы микроциркуляции крови в пищеводе плода и новорождённого стоит в прямой связи с формированием, как структуры самого органа, так и соответствующих этапу онтогенеза капиллярно-тканевых отношений. В стенке глотки плодов 23-26 недель (300 мм длины, или 5,5- 6,5 мес) подслизистая основа слизистой оболочки 69 образована волокнистой соединительной тканью, расположена ровным слоем между слизистой и мышечной оболочками. Соединительная ткань залегает здесь в несколько слоев (8-10), которые ориентированы по длине глотки. Далее слизистая основа глотки утолщается в 1,5-2 раза, становится более рыхлой и переходит в подслизистую основу пищевода, которая располагается между слизистой оболочкой и внутренним циркулярным мышечным слоем. В области утолщения подслизистая основа участвует в образовании поперечных складок вместе со слизистой пищевода. В месте утолщения эластические волокна соединительной ткани располагаются очень рыхло, без определённой ориентации и только отдельные группы пучков, расположенных в непосредственной близости к мышечной оболочке» ориентированы по длине органа. Далее эластические волокна сближаются между собой, образуя общий пучок, который ориентируется по длине пищевода, и подслизистый слой становится заметно тоньше. Таким образом, утолщение соединительной ткани подслизистой основы отмечается у верхнего пищеводного сфинктера; истончение подслизистой основы имеет место в месте перехода глотки в пищевод. В верхнем отделе пищевода венозные компоненты располагаются под углом к длинной оси органа и контактируют с пучками мышечных волокон собственной мышечной пластинки подслизистой основы, проходя между ними, в своего рода «каналах». Мышечная пластинка несколько отдаляется от компонентов венозной сети кнаружи органа в местах утолщения подслизистой основы. У основания базального слоя появляются венозные компоненты меньшего диаметра, т.е. появляется группа 70 сосудистых петель. Данные венозные компоненты не проникают в толщу эпителиального слоя. Создаются впечатление, что в верхних отделах органа начинается формирование сосочков слизистой оболочки пищевода, так как эти сосудистые петли располагаются в углублениях, образованных изгибами базального слоя эпителиальной оболочки. Наружные мышечные волокна констрикторов глотки располагаются почти продольно по длине последней. От них, являясь как бы продолжением их, отшнуровываются волокна продольного мышечного слоя, мышечной оболочки пищевода. Характерной особенностью их является штопорообразная извилистость. На всём протяжении верхнего отдела пищевода, где мышечные волокна имеют поперечно-полосатую исчерченность, продольный мышечный слой отдельными мышечными волокнами соединяется с циркулярным мышечным слоем. Ниже мышечные пучки данного слоя располагаются черепицеобразно. В сроки с 30 недель и до рождения плода происходит окончательное формирование оболочек стенки органа. Созревание мышечных волокон глотки и пищевода непосредственно связано с прорастанием кровеносных сосудов. Мышечные волокна верхнего пищеводного сфинктера приобретают постоянную ориентацию. Артериальная система пищевода характеризуется бурным ростом вглубь слоёв его стенки и дифференцированием оболочки артерий. Непосредственно у основания слизистой оболочки располагается сосудистая сеть, в которой находятся сосуды со строением стенки, соответствующей капилляру (стенка образована одними эндотелиальными клетками), но просвет их велик - до 3040 мкм и зияет. Эти образования напоминают сосуды синусоидного типа. К концу срока внутриутробного 71 развития и у новорождённых в некоторых случаях отмечается прорастание кровеносных сосудов в слизистый слой, т. е. начинается формирование собственной капиллярной сети слизистой оболочки. Артериолы и мелкие артерии в этой зоне в такие сроки не отмечаются. Вторая сеть кровеносных сосудов расположена кнаружи и состоит в основном из вен среднего калибра (вены тесно контактируют с мышечными волокнами мышечной пластинки слизистого слоя). Иногда в этой области обнаруживаются артериолы. Вторая и третья венозные сети формируют собственное венозное сплетение подслизистой основы. Среди венозных компонентов, между ними и мышечной оболочкой находятся артериальные сосуды. Сосудистое кровеносное сплетение мышечной оболочки, основная масса артерий и вен которой располагается параллельно группам мышечных волокон. Начиная с 30-недельного срока в венах венозных сетей подслизистой основы появляется клапанный аппарат. С 34-36 недель клапаны обнаруживаются во всех венах среднего и крупного калибра и на всех уровнях органа в вышеназванных сетях и отводящих венозных коллекторах. Кровоснабжение глоточно-пищеводного перехода отличается выраженной вариабельностью и архитектоникой, а межбасейновые зоны перекрытия образуют интрамуральные сосудистые сплетения адвентициального и межмышечного слоя. Васкуляризация проксимального отдела пищевода, в основном, осуществляется пищеводными ветвями от нижних щитовидных артерий. Этот регион кровоснабжения можно назвать нижнещитовидным. Экстраорганные сосуды подходят к пищеводу под острым или прямым углом, располагаясь в 72 околопищеводной клетчатке, формируют периорганные, а проникая в формообразующие слои интрамуральные сосудистые сети и сплетения. Выявленная этапность сосудисто-тканевых взаимоотношений в пищеводе плодов человека, может стать основой анализа процесса роста органа, т.к. совершенствование методов лечения эзофагальных нарушений в первую очередь строится на основе предотвращения расстройств микроциркуляции в органе. Следовательно, уже в эмбриональный период онтогенеза в пищеводе складываются сложные сосудистотканевые отношения. Структурная перестройка капиллярного звена в онтогенезе связана с развитием обслуживаемых им органов и заключается в формировании оптимальных для каждого конкретного этапа онтогенеза путей трофического обеспечения тканей. Пищевод – это орган, имеющий присущие только ему особенности морфофункционального становления в онтогенезе. В рамках теории эволюции онтогенеза изучение развития промежуточных стадий позволит выявить новые закономерности этапности индивидуального развития. Литература 1. Hiss S.G. Timing of Pharyngeal and upper esophageal sphincter pressures as a function of normal and effortful swallowing in young healthy adults / S.G. Hiss, M.L Huckabee // Dysphagia 2005; 20: 2 (Sping): 149-156. 2. Malinger G, The fetal esophagus: anatomical and physiological ultrasonographic characterization using a high-resolution linear transducer / G. Malinger, А.Levine, S. Rotmensch // Ultrasound Obstet Gynecol 2004; 24(5):500-505. 73 3. Sekido M. Variation of microvascular blood flow augmentation--supercharge in esophageal and pharyngeal reconstruction / M. Sekido, Y.Yamamoto, H.Minakawa, S. Sasaki, H. Furukawa et al. // Rozhl Chir. 2006 Jan; 85(1):9-13. ОСОБЕННОСТИ СОСУДИСТО-ТКАНЕВЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ РЕЗЕКЦИИ МЫШЦЫ В СОЧЕТАНИИ СО СВОБОДНОЙ ПЛАСТИКОЙ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ТКАНЬЮ С. Л. Гомоюнова ГБОУ ВПО Ижевская государственная медицинская академия, г. Ижевск, Россия, E-mail: tgelashvili88@mail.ru Рана, как наиболее экстремальный случай повреждающего воздействия на органы, и все последующие процессы в организме представляют комплексную медико-биологическую проблему: медицинскую, направленную на изыскание мер, способствующих заживлению раны, и биологическую существенность самого процесса заживления. Проблема регенерации как раньше, так и теперь является ареной острых дискуссий. С общебиологических позиций регенерация тканей представляет собой биологически универсальное явление - любой живой организм, как продукт длительной эволюции, представляет собой гомеостазированную систему, приобретшую способность адекватно реагировать на любые повреждающие воздействия окружающей среды. Изучение посттравматической регенерации клеток сложно, поскольку практически не представляется 74 возможным проследить состояние и поведение многочисленных клеток, особенно в тканях, обладающих способностью к пролиферации. Как правило, у исследователя отсутствует уверенность в том, изучается ли именно поврежденная клетка, или же клетка, изменяющая статус под влиянием функциональной нагрузки, или же дочерняя клетка, дифференцирующаяся после деления. Несмотря на то, что мышечные раны подвергаются первичной хирургической обработке, антибиотикотерапии, лечению в управляемой абактериальной среде, не удается создать необходимые условия для профилактики осложнений заживления случайных ран и восстановления целостности поврежденного органа, что нередко приводит к неблагоприятным исходам [1, c.86]. Микрогеморрагии и экссудация плазмы, образование фибриновой сети сопровождаются накоплением лейкоцитов и макрофагов. Массивность дефектов мышц, развитие склерозирования и контрактур обусловливали актуальность поисков методов восполнения объёмов мышечной ткани, резецированной в ходе хирургической обработки. Часть исследований опирается на экспериментальную модель, предложенную А.Н. Студитским [2, с.355]. Говоря о восстановлении мышечной массы, пишут с осторожностью, что в принципе можно думать о применении аутологичных взрослых стволовых клеток, полученных из костного мозга, скелетных мышц (сателлитные клетки) или кожи [3, с.92]. Закономерности, лежащие в основе процесса регенерации, могут быть установлены главным образом гистологическими методами, которые позволяют выяснить: регенерационную способность (потенции к репарации) в различных условиях повреждения; источники 75 (камбиальные элементы) регенерации и способы (механизмы) репарации органов. Цель: изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки скелетных мышц крыс после резекции мышцы в сочетании со свободной пластикой измельченной мышечной тканью. В нашей работе при исследовании тканей, окружающих резаную мышечную рану (опыт 1), мы наблюдали процессы адаптации сосудистой системы к создавшимся условиям сократительной активности и кровообращения. Установлено, что изменения микроциркуляции крови при ранении обусловливаются реактивными явлениями со стороны артериол, капилляров, венул и их повреждением, а также изменениями в лимфатических капиллярах. Изменения микрососудов адаптационного характера происходят гетерохронно. К первым реактивным явлениям относится спазм сосудов в области раны, сменяемый паралитическим их расширением. В результате кровотечения включаются механизмы гемостаза. Происходит повышение проницаемости сосудистой стенки и быстро нарастает отек. Развивающиеся гипоксия и ацидоз, изменение состояния коллоидов, повышение осмотического давления способствуют прогрессированию травматического отека. Расширение посткапиллярных сосудов достоверно сохраняется дольше, чем дилатация прекапилляров, что отражает важную роль посткапилляров в функциональных преобразованиях микроциркуляторного русла при изменении режима гемодинамики. Наличие регенерационного ангиогенеза определяется существованием грануляционной ткани, которая во многом обусловливает его направленность на быстрейшее закрытие раны. Динамика перестройки внутриорганного 76 микроциркуляторного русла и восстановление сосудистого снабжения предопределена динамикой изменений уровня тканевого метаболизма, пространственной организации и диаметров компонентов микроциркуляторных модулей в поврежденной мышце. Мы установили, что в посттравматическом периоде восстановление исходных параметров микроциркуляторного русла происходит не одномоментно в разных отделах толщи мышечного брюшка и на разном расстоянии от ранения. Кроме этого, повреждение и введение трансплантата (опыт 2), видимо, вызывают сильную метаболическую гипоксию мышц, последствия которой сходны с последствиями реперфузии при ишемии. Приток кислорода в мышцы остается на высоком уровне, хотя метаболический запрос ткани в кислороде снижается. Это вызывает активацию того же комплекса реакций, который запускает реперфузия. В основе реализации этого механизма лежит как локальное усиление свободнорадикальных процессов, так и накопление воспалительных лейкоцитов. В участках повреждения мышечных волокон наблюдалось значительное количество макрофагов. Существенной особенностью спектра структурных реакций стало наличие в исследованном материале большего повреждения мышечных волокон паратравматической зоны. Признаки цитолиза наблюдались в отдельных мышечных волокнах и, как правило, не на всем их протяжении. По-видимому, резкие нарушения «моделировали» по своей интенсивности состояние гипоксии с быстрым развитием энергетического дефицита, опережающей активацией литических процессов и тотальным лизисом в первую очередь элементов цитоскелета и актиновых филаментов в области изотропных дисков. 77 По данным электронной микроскопии часто наблюдалась мелкодисперсная зернистость, связанная с материалом А-дисков, которые на первом этапе (при сохранении общих очертаний) отличались выраженным диастазом; при этом полосы I-дисков выглядели «пустыми», отдельные группы саркомеров как будто рассыпались. Морфологическая картина повреждения мышц включает «растворение» Z-полосы, разрушение Аполосы, дезинтеграцию системы интермедиатных филаментов и искривления миофибрилл. В основе такой картины лежит избирательная деградация фибриллярных элементов в области I-дисков и Z-полос. Идеальное заживление происходит в тех случаях, когда концы перерезанных мышечных волокон расходятся на незначительное расстояние, поддерживая в возникшей таким образом полости, заполняемой лимфой и соединительной тканью, натяжение, определяющее параллельную ориентацию соединительнотканных волокон. Отношения между мышечной и соединительной тканями при регенерации мускулатуры у низших организмов (аксолотль) оптимальны, приближаясь к тем, которые проявляются в эмбриональном гистогенезе мышц в течение личиночного развития. Исход регенерации мышц во всех группах позвоночных, очевидно, зависит в значительной мере от того, насколько отношения регенерирующих мышечных волокон и соединительной ткани приблизятся к этому оптимальному уровню. Воспалительная регенерация соединительной ткани ухудшает исход восстановления поврежденной мускулатуры. Беспорядочное разрастание соединительной ткани всегда затрудняет рост мышечных волокон. Активность соединительной ткани, таким образом, выступает в качестве существенного фактора в 78 восстановлении двигательной мускулатуры. По нашим данным, мышечный орган, развивающийся из измельченной мышечной ткани, отличается от замещенной им мышцы неправильным расположением мышечных волокон, более обильным развитием соединительно-тканной стромы, длительным расширением микрососудов. Объём соединительно-тканного компонента модели, степень его развития изменчива. Однако соединительнотканные элементы преобладают над сократительными (мышечные трубочки, мышечные волокна). Следовательно, данный вид регенерата, выполняя заместительную функцию для повреждённой мышцы, не компенсирует её сократительную функцию. При рассмотрении в рамках системного многофакторного анализа интегрального показателя изученных параметров – диаметров всех компонентов гемомикроциркуляторных модулей и окружающих мышечных волокон в комплексе можно сделать следующие обобщения. При системном многофакторном анализе после резекции мышцы (опыт 1) согласно интегральному показателю состояние микроциркуляторных модулей и мышечных волокон (миоангионов) ухудшается в течение 15-ти суток, а через 2 недели после резекции компенсаторные процессы в значительной степени улучшает структурнофункциональное состояние мышц. Интегральный показатель после резекции в сочетании со свободным аутотрансплантатом (опыт 2), колеблется незначительно во все периоды наблюдения. Однако при этом, четкой стабилизации не происходит. Математическое моделирование доказывает, что к 30-м суткам состояние микроциркуляторных модулей далеко от контроля. 79 При расчете интегрального показателя без учета диаметра мышечных волокон динамика также похожа на первый вариант показателя. Следовательно, характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для изолированной резекции мышцы и резекции в сочетании со свободной пластикой по А.Н.Студитскому, это отдельные процессы, отличающиеся гетерохронностью проявлений. Всё это подтверждало незавершенность в данный период процессов регенерации мышцы. Сравнительный анализ острых повреждений скелетных мышц при экспериментальных и клинических патологических процессах указывает на существенную роль не только повреждающего воздействия, но также и структурно-метаболических характеристик мышечных волокон в формировании спектра деструктивных реакций. При любых изменениях их структуры все компоненты гемомикроциркуляторного русла в мионах являются изменёнными. Таким образом, регенерационный процесс в скелетных мышцах представляет собой последовательную смену стойких нарушений гемомикроциркуляции, тканевой дезорганизации, пролиферации и тканевой дифференцировки. Резекция мышцы и последующая свободная пластика измельчённой мышечной тканью вызывали быстрое развитие распространенных деструктивных изменений (выраженные повреждения контрактурного типа, очаги миоцитолизиса). Во все сроки исследования в повреждённой мышце выявляются расстройства кровообращения. Изменения микроциркуляции крови и микроциркуляторного русла являются самыми ранними, влияющими на развитие, как воспаления, так и регенерации. Установлено, что в течение патологического процесса перестройка элементов в стенке 80 каждого компонента сосудистого русла сопровождается тонкой структурной реорганизацией и в тканях самого органа, служащей основой внешних анатомических изменений. Литература 1. Дроботов В.Н. Новый способ лечения огнестрельной раны / В.Н.Дроботов, А.Л. Кричевский, И.К. Галеев // Воен.-мед. жур. – 2008. – № 3.–С. 86-87. 2. Данилов Р.К. Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань /Р.К.Данилов, И.А.Одинцова //Руководство по гистологии.- СПб.: СпецЛит, 2001.-Т.1.- С.340-355. 3. Морозов В.И. Морфологические и биохимические аспекты повреждения и регенерации скелетных мышц при физических нагрузках и гиподинамии / В.И. Морозов, Г.А. Сакута, М.И. Калинский // Морфология, 2006.- 129(3).- С. 88-96. 81 ГИСТОТОПОГРАФИЯ СОСУДИСТОЙ СЕТИ СТЕНКИ НИЖНЕЙ ТРЕТИ ПИЩЕВОДА ЧЕЛОВЕКА В. Н. Токарев Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский медицинский институт «РЕАВИЗ», г. Самара, Россия E-mail: g_pa@mail.ru Место перехода пищевода в желудок выполняет роль функционального сфинктера и предотвращающее рефлюкс желудочного содержимого в пищевод [1, с.1725]. Кардиальный жом образован утолщением циркулярного мышечного слоя пищевода [2, с.884]. В общей биологии сформировалось представление, которое Людвиг фон Берталанффи удачно выразил в тезисе «проблема жизни - это проблема организации» [3, с.8]. Тем самым было провозглашено, что одной из ключевых проблем познания живого является объяснение возникновения упорядоченного расположения субъединиц в его структуре. Закономерно протекающие в гистогенезе процессы пролиферации, дифференцировки, миграции клеточного материала с элементами меторизиса и запрограммированной клеточной гибели ведут к установлению дефинитивного строения пищевода млекопитающих и человека [4, с.102]. Цель исследования: изучить топографические особенности и сосудисто-тканевые соотношения внутренней оболочки нижней трети пищевода человека. Материал и методы. С помощью анатомических (препарирование, моно- и полихромная инъекция кровеносного русла различными красителями, приготовление тотальных просветленных препаратов) и общегистологических методов (окраска препаратов по Ван 82 Гизону, гематоксилином и эозином) изучена нижняя треть пищевода 13 плодов человека в сроки 16-36 недель развития, 22 умерших взрослых лиц в возрасте от 18 до 41 года, не страдавших при жизни заболеваниями пищевода и печени. Материал забирали с учетом анамнеза с соблюдением международных и российских норм биоэтики. Результаты. В период с 17 по 30 неделю гестации на фоне дифференцировки оболочек пищевода происходит синхронное прорастание артериальных и венозных сосудов. В эти сроки характерно увеличение диаметра венозных сетей. Калибр вен наружной венозной сети становится достоверно больше диаметра вен внутренней сети. Основной объём венозного отдела внутриорганного кровеносного русла стенки пищевода эмбрионов и плодов человека формируется преимущественно в слизистой оболочке. Слизистая оболочка представлена многослойным плоским эпителием, Внизу четко определяется видимая граница со слизистой оболочкой желудка, выстланной цилиндрическим эпителием (так называемая розетка кардии). Подслизистая основа стенки пищевода состоит из соединительнотканных эластических и небольшого количества мышечных волокон и обеспечивает довольно свободное смещение слизистой оболочки относительно мышечной. Здесь располагаются все основные сосудистонервные и железистые образования пищевода. Слизистая оболочка и подслизистая основа являются наиболее прочными, что важно учитывать при выполнении различных хирургических вмешательств. Циркулярный и продольный мышечные слои пищевода переходят в аналогичные слои желудка. Сосочки слизистой оболочки располагаются по всех поверхности слизистой. Расстояние между вершинами 83 сосочков 30-70 мкм. На вершинах и боковых поверхностях складок слизистой оболочки сосочки располагаются ровными параллельными рядами, ориентированными по длине органа. Рядность сосочков в области пищеводножелудочного сужения четко выражена. Сосочки имеют округлую или овальную форму и, как правило, располагаются по одному, но иногда и группами по 2-4. Обнаруживаются участки, где сосочки удлинены и напоминают «ворсинки». Наибольшее количество их встречается в нижнем отделе пищевода. При исследовании эпителиального слоя на поперечных, продольных и косых гистологических срезах отмечено, что сосочки представляют полые бугорки в виде «наперстка», обращенные вершинами в просвет органа. У основания эпителиальной выстилки лежит базальный слой клеток, который нивелирует все неровности эпителия. Петлевидные или клубочковидные капилляры слизистой оболочки располагаются в непосредственной близости у клеток базального слоя. В нижних отделах пищевода они формируют сплошные извилистые линии. Капиллярные петли могут быть различной формы: а) приводящий и отводящий капилляры образуют равномерную петлю по всей длине; б) приводящий капилляр прямой, а отводящий спиралеобразно обвивает приводящий; в) приводящий и отводящий капилляры на месте перехода один в другой образуют капиллярный клубочек; г) от приводящего капилляра на разном уровне отходит от двух до пяти капилляров отводящего звена, которые анастомозируют между собой, т.е. образуется как бы сеть отводящих капилляров. Наиболее сложные конструкции отводящего и приводящего звеньев петель капилляров обнаруживаются в зонах диафрагмального и пищеводно-желудочного сужений. Обычно отмечается два вида таких конструкций. 84 В первом образуются капиллярные петли, которые доходят почти до конца эпителиального слоя, однако при этом приводящие и отводящие звенья соседних петель анастомозируют между собой в середине петли. В другом случае приводящими сосудами являются прекапилляры, которые входят в эпителиальный слой и, истончаясь, доходят почти до его поверхности, а затем делятся на два капилляра направляющиеся в обе стороны по длине органа и сразу же впадающие в два посткапилляра, расположенные также в пределах эпителия. В то же время между приводящими и отводящими сосудами на различных уровнях имеется от двух до четырех соустий. В данной работе не ставилась задача подтвердить, или опровергнуть наличие в нижних отделах пищевода структурного образования, выполняющего сфинктерные функции. Признавая современную точку зрения о наличии нижнего пищеводного сфинктера, мы изучили в динамике развития микротопографические и некоторые количественные характеристики компонентов сосудистого русла оболочек данного отрезка пищевода человека. Ключевое значение для понимания механизмов капиллярной гемодинамики внутренних органов имеет изучение становления в онтогенезе дефинитивных форм композиции микроциркуляторного русла, а также изменений реактивности микрососудов на разных этапах развития в зависимости от их морфофункционального созревания. Такой подход позволяет оценить те микроскопические сдвиги в гемодинамике, которые в конечном итоге определяют функциональное состояние органов. 85 Литература 1. Pandolfino J.E. Transient lower esophageal sphincter relaxations and reflux: mechanistic analysis using concurrent fluoroscopy and high-resolution manometry / J.E. Pandolfino, Q.G. Zhang, S.K. Ghosh et al. // Gastroenterology. – 2006. – Vol. 131. – P. 1725–1733. 2. Wu J.C. Obesity is associated with increased transient lower esophageal sphincter relaxation / J.C. Wu, L.M. Mui, C.M. Cheung et al. // Digestion. – 2007. – Vol. 132, N 3. – P. 883–889. 3. von Вerta1anffу L. General Systems Theory / L. von Вerta1anffу.- Braziller, N.Y., 1968. 4. Баженов Д.В. Пищевод / Д.В. Баженов Руководство по гистологии. – Т.2. Частная гистология органов и систем.- Санк-Петербург: СпецЛит, 2001.- С.97-104. 86 Раздел 8. Экология К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАДИЙ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ПИЩИ БАЙКАЛЬСКИХ БЕНТОСОЯДНЫХ РЫБ И. А. Небесных, Ю. П. Толмачева Лимнологический институт Сибирского отделения РАН, г. Иркутск, Россия, e-mail canis-87@mail.ru Исследование питания и пищевых отношений гидробионтов необходимы для познания жизненных циклов и экологии видов, а также рационального использования запасов промысловых объектов в хозяйственной деятельности. Для реальной оценки трофических связей между гидробионтами необходимы данные по их суточным пищевым рационам (Фортунатова 1940, 1949; Руководство…, 1961; Мантейфель и др., 1965; Дука, Синюкова, 1976; Чучукало, Волков, 1986; Чучукало, Напазаков, 1999; Чучукало 2006 и мн. др). На точность расчета рационов очень большое значение оказывает правильность определения стадий разрушения пищи. В ихтиологической практике наиболее широко используется стандартная пятибалльная шкала, которая позволяет определить общую степень разрушения кормовых объектов (Фортунатова, 1949; Мантейфель и др., 1965). Однако, несмотря на универсальность этого метода, точность расчетов рациона относительна, что связано с широким диапазоном степени разрушения кормовых объектов на каждой стадии. Также немаловажной проблемой является специфика конкретных водоемов: совокупность абиотических факторов, видовая структура биоценозов, трофический статус гидробионтов и др. В целях унификации методики и получения возможно 87 большей информации для трофологических исследований на основе уже имеющихся шкал была разработана дробная шкала определения стадий переваренности пищи (Чучукало, Напазаков, 1999). Однако, несмотря на все достоинства, предложенной методики, дробная шкала была адаптирована для морского биоценоза, что не позволяет применять ее в полной мере на пресноводных объектах. В связи с этим, целью настоящей работы является модификация имеющихся шкал для определения стадий переваренности пищи, бентосоядных рыб озера Байкал. Объекты и методы. Объектами настоящего исследования послужило содержимое желудков двух массовых представителей литоральных коттоидных рыб: каменной широколобки Paracottus knerii (Dyb., 1874) и большеголовой широколобки Batrachocottus baicalensis (Dyb., 1874). Сбор материала производили во второй декаде августа (2008 - 2009 гг.) в районе Южного Байкала у п. Большие Коты на глубинах 0.5 – 8 м. Материалы по питанию рыб обрабатывали в соответствии со стандартными количественно-весовыми методами (Руководство .., 1961). Стадии переваренности определялись для каждой группы кормовых объектов отдельно, потеря веса компонентов при переваривании на каждой стадии, выражалась в процентах (%) к их восстановленным весам (Вейнберг, 1995; Blokhina et al., 2006; Максимова и др., 2007) Результаты. Исследование последовательности разрушения пищевых организмов проводилось ранее, в ходе которого был определен средний процент разрушения пищи для различных стадий переваренности (Карпевич, Бокова, 1936, 1937; Фортунатова 1940, 1949; Руководство…, 1961; Мантейфель и др., 1965; Чучукало, Напазаков, 1999). На основе имеющихся шкал, а также 88 собственных материалов, была разработана следующая схема определения стадий переваренности кормовых объектов байкальских бентосоядных рыб. Iа. Свежезаглоченная пища. Нарушений структуры кормовых объектов нет. Степень разрушения 0 % Iб. Наружные покровы кормовых объектов слегка нарушены. Пигментация тела у рыб, моллюсков и ракообразных бледнеет и отличается от прижизненной. Кожные покровы головы и перепонки плавников заглоченных рыб слегка затронуты перевариванием. У амфипод происходит покраснение антенн и перепод. Степень разрушения – 1-6%, в среднем - 4%. IIа. Есть лёгкие разрушения кормовых объектов. Наружные покровы заметно переварены. Грудные плавники, мягкие ткани головы и брюшко рыб затронуты перевариванием. У амфипод хитин размягчен в задней трети части тела со спинной стороны. У личинок ручейников происходит размягчение мягких тканей тела. Степень разрушения - 7-12 %, в среднем - 9 %. IIб. Грудные плавники переварены полностью, хвостовой плавник слегка разрушен, кожные покровы по всей поверхности тела сильно повреждены. У амфипод хитин размягчен с брюшной и боковой стороны тела. Брюхоногие моллюски затронуты перевариванием у устья раковин. У личинок ручейников мягкие ткани тела полупереварены. Степень разрушения 12-15 %, в среднем 13,5 %. IIIа. Хвостовой плавник у рыб разрушен, брюшные стенки отсутствует, часть внутренностей переварена, также частично затронуты мышцы тела. Хитин амфипод размягчён по всей поверхности тела. Структура раковин брюхоногих моллюсков размягчаются по всей площади, мягкие ткани почти полностью переварены. У личинок ручейников мягкие ткани тела представлены белесоватыми 89 фрагментами, конечности и головная капсула отделены. Степень разрушения - 16-33 %, в среднем - 28,5 %. IIIб. Кости головы рыб сильно разрушены, но еще соединены с позвоночником в одно целое, брюшные стенки тела и внутренности сильно разрушены. У амфипод хитин почти полностью переварен, происходит отделение конечностей. Раковины моллюсков истончены и начинают разрушаться. Мягкие ткани ручейников полностью переварены, остаются конечности, головная капсула и домик. Степень разрушения - 34-50 %, в среднем - 43 %. IVа. Тушки рыб с остатком костей черепа на позвоночнике. От амфипод остаются мандибулы и переваренные остатки экзоскелета. Раковины моллюсков представлены обломками. Домики ручейников пустые. Степень разрушения - 51-62 %, в среднем - 55,5 %. IVб. Тушки рыб без головы в виде фрагментов позвоночника с остатками мышц. Амфиподы представлены белесоватыми тяжами. Обломки раковин моллюсков истончены и разваливаются при прикосновении к ним препаровальной иглой. Домики ручейников частично разрушены. Степень разрушения 63-75 %, в среднем - 68,5 %. Vа. Тела позвонков рыб без остистых отростков, костная ткань размягчена, встречаются отдельные отолиты. Остатки ракообразных неотличимы от другой переваренной пищи. Домики ручейников представлены отдельными фрагментами. Степень разрушения - 75-95 %, в среднем - 88,5 %. Vб. Следы пищи, аморфная масса, слизь, песок. Степень разрушения 96-100 %, в среднем - 98 %. Настоящая схема может служить для дальнейшего расчета рационов бентосояднях рыб озера Байкал и сопредельных водоемов. Для проведения последующих расчетов планируется провести ряд экспериментальных 90 работ по определению скорости переваривания исследуемых видов рыб. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта Президента РФ МК-3457.2011.4 «Исследование биомеханических основ преобразования челюстного аппарата рыб на основе применения 3D конечно-элементной модели». 1. 2. 3. 4. 5. 6. Литература Вейнберг И.В. Сообщества макрозообентоса каменистого пляжа озера Байкал. –Автореф. дисс. канд. биол. наук. – Иркутск: ИГУ, 1995. – 24 с. Дука Л.А. Руководство по изучению питания личинок и мальков морских рыб в естественных и экспериментальных условиях /Л.А. Дука, В.И. Синюкова - Киев: Наукова думка, 1976. -134 с. Карпевич А.Ф. Темп переваривания у морских рыб / Карпевич А.Ф., Бокова Е.Н. // Зоологический журнал, 1936. - № 1 (15). – С. 25-34. Мантейфель Б.П. Суточные ритмы питания и двигательной активности некоторых промысловых хищных рыб. Питание хищных рыб и их взаимоотношения с кормовыми организмами / Мантейфель Б.П. [и др.] // М.: Наука, 1965. – С.3 – 81. Максимова Н.В Рост байкальской эндемичной улитки Maackia herderiana (Lindholm, 1909) (Caenogastropoda:Baicaliidae) / Максимова Н.В [и др.] // Зоология беспозвоночных, 2007. - №1 (4). – С. 45-63 Руководство по изучению питания рыб в естественных условиях. - М.: Изд-во АН СССР, 1961.- 262 с. 91 Фортунатова К.Р. 1940. К методике количественного изучения питания рыб./ Фортунатова К.Р. // Доклады АН СССР, 1940. - № 3 (29). – С. 85-93. 8. Фортунатова К.Р. Биология питания морского ерша / Фортунатова К.Р. // Труды Севастопольской биологической станции, 1949. – Т.7. – С. 193-235 9. Чучукало В.В. Руководство по изучению питания рыб / Чучукало В.В., Волков А.Ф.// Владивосток:ТИНРО, 1986. – 32 с. 10. Чучукало В.И. К методике определения суточных рационов питания и скорости переваривания пищи у хищных и бентосоядных рыб / Чучукало В.И., Напазаков В.В. // Изв. ТИНРО, 1999. – Т. 126. – С. 160171. 11. Чучукало В.И., Питание и пищевые отношения нектона и нектобентоса в дальневосточных морях. Автореф. дисс. докт. биол. наук.Владивосток:ТИНРО, 2006. - 159 с. 12. Blokhina A.V. Phenological peculiarities and evolution of Baicalina bellicosa Mart. (Trichoptera, Apataniidae) – an endemic species of lake Baikal // Blokhina A.V. [et al.] /Hydrobiologia, 2006. – Vol. 568. – P. 103-106. 7. 92 СОДЕРЖАНИЕ Раздел 1. Ботаника С. Е. Гаврилова О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ КЛЕЙСТОГАМНЫХ ЦВЕТКОВ ФИАЛОК В КАЧЕСТВЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ………………….…….3 И. Е. Шапаренко РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕДКИХ ВИДОВ РОДА LINUM L. НА ТЕРРИТОРИИ БАССЕЙНА РЕКИ ВОРСКЛЫ……………………………….9 Раздел 2. Физиология растений И. А. Бугара, О. А. Мальцева ОСОБЕННОСТИ КАЛЛУСОГЕНЕЗА В КУЛЬТУРЕ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ (MENTHA PIPERITA L.) НА СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ…………………………………..19 Раздел 3. Зоология Ю. П. Толмачева, Б. Э. Богданов СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИСЦЕРАЛЬНОГО СКЕЛЕТА ДВУХ ВИДОВ РОДА BATRACHOCOTTUS (COTTOIDEI)……………………………25 93 Раздел 4. Физиология человека и животных М. В. Антипова ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ……………….…………31 И. В.Красникова, О. А. Волочнюк ВЛИЯНИЕ ТАБАКОКУРЕНИЯ НА АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА СТУДЕНТОВ……………………………………….40 Раздел 5. Микробиология и вирусология А. А. Каминов К ВОПРОСУ О КАЧЕСТВЕ ВОЗДУХА В ШКОЛЬНЫХ АУДИТОРИЯХ……………………………..47 Л. В. Устюжанинова, В. И. Сушкова ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФЕРМЕНТАЦИИ ЛАКТОБАКТЕРИЙ ШТАММА LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS IK ВКПМ В-2991 НА ФУГАТЕ ФЕРМЕНТОЛИЗАТА ОТРУБЕЙ С МОЧЕВИНОЙ……………………………………………...53 Раздел 6. Биологические аспекты сельского хозяйства Л. В. Мартынова ФОРМИРОВАНИЕ ЛУГОВО-СТЕПНОГО ТИПА РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ………………………………………60 Раздел 7. Медицинская биология 94 А. В. Водолазов ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПИЩЕВОДА КАК ОТРАЖЕНИЕ МОРФОГЕНЕЗА ЧЕЛОВЕКА………………………..….…68 С. Л. Гомоюнова ОСОБЕННОСТИ СОСУДИСТО-ТКАНЕВЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ РЕЗЕКЦИИ МЫШЦЫ В СОЧЕТАНИИ СО СВОБОДНОЙ ПЛАСТИКОЙ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ТКАНЬЮ……………………………………..74 В. Н. Токарев ГИСТОТОПОГРАФИЯ СОСУДИСТОЙ СЕТИ СТЕНКИ НИЖНЕЙ ТРЕТИ ПИЩЕВОДА ЧЕЛОВЕКА…………….....82 Раздел 8. Экология И. А. Небесных, Ю. П. Толмачева К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАДИЙ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ПИЩИ БАЙКАЛЬСКИХ БЕНТОСОЯДНЫХ РЫБ…………………..87 95
