(июнь) 2020 Том 1 - Южно-Уральский технологический ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №1 (24) Т. 1 2019 1
Выпуск №2 (29)
(июнь)
2020
Том 1
ISSN 2308-2127
Биологические науки
Медицинские науки
Политические науки
Психолого-педагогические науки
Экономические науки
Издатель: Совет молодых учёных и специалистов Челябинской области
Место издания: Россия, Челябинск
www.smus74.ru vestnik.smus74@gmail.com
2 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
ВЕСТНИК СОВЕТА МОЛОДЫХ
УЧЁНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ
ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Периодический электронный
научно-практический журнал
(сетевое издание)
Издается с 2013 года
ISSN 2308-2127 Том 1 2 (29)’2020
Журнал представлен в следующих РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
международных базах данных и
информационно-справочных изданиях: РИНЦ, ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР:
elibrary.ru, cyberleninka.ru, google scholar, Винник Д.А. – Южно-Уральский
e.lanbook.com. государственный университет
(национальный исследовательский
Точка зрения авторов может не совпадать с университет) (Челябинск)
мнением редакции. К публикации
принимаются только статьи, подготовленные в ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА:
соответствии с правилами для авторов. Пешиков О.В. – Южно-Уральский
Направляя статью в редакцию, авторы государственный медицинский университет
принимают условия договора публичной (Челябинск)
оферты. Выходит 4 раза в год, Валько Д.В. – Южно-Уральский
распространяется бесплатно. С правилами для технологический университет (Челябинск)
авторов и договором публичной оферты
можно ознакомиться на сайте: www.smus74.ru РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Жуковская Е.В. – национальный
Полное или частичное воспроизведение медицинский исследовательский центр
материалов, опубликованных в журнале, детской гематологии, онкологии и
допускается только при наличии активной иммунологии им. Д. Рогачева (Москва)
ссылки в соответствии с лицензией Creative Корляков К.А. – Челябинский
Commons "Attribution" 3.0. государственный университет (Челябинск)
Пестунов М.А. – Челябинский
Журнал зарегистрирован в Федеральной государственный университет (Челябинск)
службе по надзору в сфере связи, Пешикова М.В. – Южно-Уральский
информационных технологий и массовых государственный медицинский университет
коммуникаций ЭЛ №ФС77-53380 от (Челябинск)
29.03.2013. Сергеичева И.А. – Южно-Уральский
технологический университет (Челябинск)
Спичак И.И. – Челябинская областная
детская клиническая больница (Челябинск)
НАУЧНЫЙ РЕДАКТОР:
Вестник совета молодых ученых и
Пешиков О.В. – Южно-Уральский
специалистов Челябинской области. – 2020. –
государственный медицинский университет
№2 (29), Т. 1
(Челябинск)
Адрес учредителя/издателя/редакции: 454000, г. Челябинск, ул. Чайковского, 16-181.
E-mail: vestnik.smus74@gmail.com. Тел./факс +79514572286.
Подписан в печать 20.05.2020. Дата выхода: 02.06.2020.
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 3
СОДЕРЖАНИЕ
Биологические науки
Авилова А.А., Корляков К.А. Создание различно структурированных
органоминеральных комплексов и особенности их заселения биотой 4
Дудукин С.Г. Эритроциты как модель для изучения влияния неионизирующих ЭМИ на
резистентность мембран клеток 13
Кужахметова Д.А. Механизмы образования радиационно-индуцированных
повреждений хромосом 18
Медицинские науки
Бугаевский К.А. Борьба с коронавирусом COVID-19, представленная в филателии и
других средствах коллекционирования. I часть 25
Бугаевский К.А. Борьба с атипичной пневмонией SARS-COV, представленная в
филателии и нумизматике 32
Соловьева А.М. Современная терминосистема диагностических процедур в
гинекологии. этимология заимствований 38
Политические науки
Келепова М.Е., Нагорная М.С. Эволюция функций государства в условиях глобализации 45
Поленина В.О., Нагорная М.С. Актуальные проблемы обеспечения государственного
суверенитета в странах Европейского союза в условиях глобализации 50
Психолого-педагогические науки
Мухамедьянова Р.Ф., Ещеркина Л.В. Комплексное проектирование развития лидерства 53
Экономические науки
Булгакова К.В., Земцова Е.М., Булгакова М.В. Логистический подход к управлению
предприятием в сфере туризма 59
Кремер Д.В. Анализ транспортной связанности территории вокруг крупнейших
муниципальных образований 64
4 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
Авилова А.А. Создание различно структурированных органоминеральных комплексов и особенности их заселения
биотой / А.А. Авилова, К.А. Корляков // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. – 2020.
– №2 (29), Т. 1. – С. 4-12
УДК 574.24
ББК 20.1
СОЗДАНИЕ РАЗЛИЧНО СТРУКТУРИРОВАННЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ
КОМПЛЕКСОВ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ЗАСЕЛЕНИЯ БИОТОЙ
АВИЛОВА А.А., КОРЛЯКОВ К.А.
ФГБОУ ВО ЧелГУ, Челябинск, Россия
e-mail: Korfish@mail.ru
Аннотация
Статья посвящена описанию эксперимента по созданию различно структурированных
органоминеральных комплексов, а так же изучению особенностей их заселения биотой в водных
экосистемах. Выявлены особенности устойчивости фибриллярных и глобулярных
органоминеральных комплексов.
Ключевые слова: органоминеральный комплекс, фибриллярные и глобулярные агрегаты,
обрастания.
Аннотация. Изучение органических и на искусственно созданных органоминеральных
минеральных веществ, а так же их комплексов, комплексах с фибриллярными и глобулярными
является актуальной темой на сегодняшний типами структур.
день. В первую очередь работа имеет Для достижения поставленной цели, нам
экологическое значение. Микроволокна необходимо было выполнить следующие
органические и минеральные приобретают задачи:
массовый характер производств. Среди 1. Создать органоминеральные комплексы на
органических – так называемый микропластик. основе структур минерального, органического и
Это вещество активно поступает в окружающую биоорганического происхождения,
среду, и рассеивается в водных и наземных сформированные в градиенте меняющихся
экосистемах. Второй группой являются гидродинамических условий.
минеральные микроволокна, разнообразие 2. Изучить особенности устойчивости
которых также растет: в основном на смену органоминеральных комплексов фибриллярного
стекловолокну приходит базальтовое волокно, и глобулярного типа в различных условиях
которое используется в различных среды.
производствах – от строительных до ткацких. 3. Изучить структурно-динамические
Эти вещества также попадают в окружающую особенности биоценозов формирующихся на
среду, распространяются в ней, изменяя ее различно структурированных
структурно. Главный аспект работы – это органоминеральных комплексах.
использование фибриллярных органических и Материалы и методы. Объекты
минеральных структур, как адсорбентов для исследования, выбранные нами для проведения
биоты в различных биотехнологиях – данной работы – это вещества органического
биофильтры, биосурфактанты, происхождения, природные вещества, с
биокультиваторы и т.д. Так как эти структуры которыми мы сталкиваемся каждый день, а так
(нити от нано- до микрометровых в диаметре) же вещества минерального происхождения,
характеризуются большой удельной добывающиеся из горных пород и прошедшие
поверхностью по сравнению с ровными сложную обработку. Используемые вещества
адсорбентами и большой устойчивостью в так же разделялись по своей структуре на
сравнении с мелкодисперсными сыпучими фибриллярные и глобулярные.
материалами гранулированного типа. К фибриллярным веществам органического
Цель работы. Изучение особенностей происхождения относятся:
адсорбции и иммобилизации живых организмов
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 5
1. Человеческие волосы – органическое Для создания органоминеральных агрегатов
волокно, животного происхождения. Диаметр со стеклом использовались органические
волоса равен 40-70 мкм. кислоты.
2. Паутина – секрет желез паукообразных, по 1. Капроновая кислота (C6H12O2)
химическому составу представляет белок. для 2. Олеиновая кислота (C18H34O2)
эксперимента использовалась паутина серого Эксперимент заключался в выявлении
домашнего паука. структуры агрегатов после различного
3. Хлопковая вата – органическое волокно воздействия на них. В ходе эксперимента для
растительного происхождения. Диаметр смешивания веществ использовались приборы:
волокон составляет 15-25 мкм (в зависимости от магнитная мешалка, шейкер, центрифуга. В
длины). различных пропорциях стекло мелкой и крупной
4. Тополиный пух – скопление тонких фракции соединялось с кислотой и подвергалось
волокон, выполняющих функцию переноса перемешиванию на приборах. Затем отбирались
семян по воздуху. Диаметр волокон составляет пробы для высушивания.
10-15 мкм. Результаты исследования. После изучения
5. Плод одуванчика – семянка, к которому проб были выявлены следующие
прикреплен пучок белых тонких волосков, закономерности:
диаметром 15 мкм, использующийся нами в В пробах с крупной фракцией (1-3 мм) и
экспериментах. олеиновой кислотой частицы стекла хорошо
6. Перо (гусиное) – волокно животного слепливались между собой и тем самым хорошо
происхождения, небольшого размера и образовывали агрегаты разных размеров: от 0,5
диаметром волокон 20 мкм. до 1,5 см (рис. 1).
К фибриллярным веществам минерального
происхождения относятся:
1. Асбест – это тонковолокнистый минерал,
входящий в класс силикатов. Представляет
собой тончайшие волокна, диаметром в доли
микрон, собранные в пучки [9].
2. Металлическая проволока. Волокна
спирально закручены. Диаметр волокон – 70-90
мкм.
3. Базальтовое волокно. Волокно горных
пород базальта, обработанное и собранное в
пучки нитей, диаметром 3-5 мкм.
К веществам минерального происхождения
глобулярного типа объектов относятся:
1. Гранит (озёрный грунт)
2. Стекло (дроблёное)
В начале работы перед нами стояла задача
создать органоминеральные агрегаты из Рис. 1. Агрегаты частиц стекла с олеиновой кислотой.
мелкодисперсных глобулярных частиц и
изучить их особенности. В ходе работы были
проведены эксперименты с соединением
различных фракций измельченного стекла с
органическими кислотами. В твёрдом состоянии
силикатные стёкла весьма устойчивы к
обычным реагентам (за исключением
плавиковой кислоты), и к действию
атмосферных факторов.
Размеры использованных в экспериментах
частиц:
1. крупная фракция 1-3 мм
2. мелкая фракция 0,1-0,5 мм
Рис. 2. Мелкая фракция стекла (0,1-0,5 мм) с капроновой
кислотой.
6 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
В пробах с капроновой кислотой сцепливание благодаря формированию сложных и прочных
было меньше, как с крупной (1-3 мм) так и с мицелярных комплексов подобно липидам. Это
мелкой (0,1-0,5 мм) фракциями, но при прежде всего способствует увеличению их
высушивании данная кислота мелкими прочности и адсорбционных свойств.
частичками покрывала стекло. Это возможно После проведенных опытов по созданию
связано с тем, что короткие молекулы, как в органоминеральных агрегатов из веществ,
капроновой кислоте, не способствуют имеющих глобулярную структуру, началось
агрегации, в отличии от более длинных, как в изучение фибриллярных веществ.Дальнейшим
олеиновой кислоте (рис. 2). исследованием являлось изучение заселения
По итогу работы были выявлены результаты, биотой органических и минеральных
которые показали, что не все органические фибриллярных объектов исследования.Для
кислоты способны сформировывать проведения эксперимента как резервуар
органоминеральные агрегаты. Так из опытов мы использовались чашки Петри, которые
видим, что капроновая кислота, после наполнялись водопроводной водой, затем
высушивания, по своей структуре представляет добавлялся грунт (гранит) и помещались
слишком короткие молекулы, что не позволяет используемые материалы.Данные пробы
ей "склеивать" между собой минеральные ставились под яркое освещение, для лучшего
частицы и образовывать агрегаты. В то же время развития биоты, сроком на три недели. В чашках
олеиновая кислота представляет собой более Петри за этот период развилось большое
длинные высокомолекулярные соединения, что количество организмов (табл. 1).
по всей видимости, способствует агрегации,
Таблица 1
Заселение фибриллярных субстратов биотой.
№пробы Название материала Результаты исследования
1 Вата На данном субстрате было обнаружено большое количество нитчатых водорослей,
среди которых часто встречалась водоросль Улотрикс (Ulothrix, K.). Так же в
пробе находились диатомовые водоросли, скопления цианобактерий, бактерии
биопленкового типа и большое количество плавающих остракод.
2 Пух тополя На данном материале очень быстро началось обрастание биотой. Среди нитей
пуха наблюдались организмы разных организаций: часто встречались колонии
цианобактерий, скопления нитчатых зеленых водорослей, диатомовые водоросли,
трихомнные бактерии биопленкового типа, и так же большое количество
простейших микроорганизмов, активно передвигающихся среди волокон.
3 Пух одуванчика На объекте в наибольшем количестве были образованы скопления нитчатых
зеленых водорослей и колонии цианобактерий. Так же встречались в толще воды
остракоды и простейшие одноклеточные.
4 Паутина Паутина представляет собой субстрат с мелкими и плотно переплетенными
волокнами, что не позволяет крупным колониям бактерий и водорослей
поселяться среди волокон, однако они хорошо адсорбируются на их поверхности.
По поверхности паутины было обнаружено большое скопление колоний
цианобактерий, а так же прикрепленные к краям нити зеленых водорослей.
5 Волосы Волосы – крупные волокна по диаметру, поэтому на этом субстрате были
образованы многочисленные скопления нитчатых зеленых водорослей и бактерий
биопленкового типа. Так же встречались остракоды.
6 Перья Перья имеют разветвленную структуру и не большие по размеру волокна, что
позволяет им образовывать так называемую "сеть", которая может адсорбировать
микроорганизмы, как на поверхности, так и внутри волокон. На волокнах перьев
находились нитчатые водоросли, которые обвивались вокруг них, так же было
найдено большое кол-во диатомовых водорослей и скоплений цианобактерий.
7 Асбест Асбест, как и паутина, представляет собой переплетения довольно тонких нитей.
Асбест имеет рыхлую структуру, поэтому в пробе находился кусочками, по
поверхности которых развивалась биота. В большем количестве были
прикреплены к поверхности колонии цианобактерий, образующие ярко-зеленые и
коричневые агрегаты. Встречались так же биопленки.
8 Металлическая Волокна проволоки были спирально закручены и за счет этого, она имела
проволока наибольшую удельную поверхность. Волокна у проволоки крупные и
представляли собой хороший субстрат для развития на них нитчатых водорослей
и биопленок цианобактерий.
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 7
Данные пробыявлялись показателем того, как 1. При смешивании с гуминовой кислотой
биота может расселяться на волокнах различных после высушивания, получившиеся агрегаты
размеров, структур и происхождения. По рассыпались, то есть гуминовая кислота не
результатам исследования чашек Петри можно склеивала волокна между собой, а просто
сделать заключение о том, что различные осаждалась на них. При осмотре под
фибриллярные структуры по-разному микроскопом более длинных волокон базальта,
адсорбируют на себе специфичные организмы. было видно, как сухие частички гумуса
При следующих опытах, органические и покрывали волокна по длине, но не
минеральные волокна были подвержены образовывали соединительной пленки (рис. 3а)
гидродинамическому воздействию. Нашей Если говорить о мелких волокнах, то они
задачей в данном опыте было выявить более сбивались более плотно и хорошо
устойчивые органоминеральные агрегаты.После переплетались между собой, и при этом
перемешивания веществ в центрифуге и гуминовая кислота способствовала более
шейкере мы рассмотрели пробы и сделали прочному переплетению, как бы утяжеляя
заключение, что в зависимости от структуры получившуюся конструкцию.
вещества и от типа перемешивания, вещества 2. При смешивании волокон с альгинатом
либо образуют, либо не могут образовывать натрия, агрегаты получались очень прочными и
органоминеральные агрегаты. Каждый материал не разрушались (рис. 3б). Данное вещество
по-разному реагировал на гидродинамические скрепляло волокна, как длинные, так и короткие,
условия. образуя своего рода пленку гелевой структуры,
Наиболее прочные агрегаты с грунтом которая не распадается после высушивания.
образовали такие вещества как вата и асбест. 3. При смешивании волокон с агаром,
Это проявлялось из опыта, как в шейкере, так и получались агрегаты не столь прочные (рис. 3в).
в центрифуге. Пух одуванчика и паутина, за счет Агар после высушивания представлял собой
своей легкости, даже под воздействием мелкодисперсные частицы, которые не
центробежных сил в центрифуге, не склеивали волокна между собой, как длинные,
взаимодействовали с грунтом, и не опускались так и короткие. Частицы агара не прилипали к
глубоко в воду, то есть были более гидрофобны. волокнам, а просто осаждались на них.
Волосы и перья представляют собой более 4. При смешивании с эластином
крупные в диаметре волокна, они пробивались (фибриллярным белком), волокна плотно
через грунт, и прочно с ним не сцеплялись. Если закрепились между собой и не распадались (рис.
говорить о пухе тополя, то за счет сил в 3г). При изучении проб под микроскопом было
центрифуге он перемешивался с грунтом и видно, как нити белка переплетают волокна
опускался на дно пробы, однако в эксперименте базальта, скрепляя при этом их между собой.
с перемешиванием в шейкере пух, благодаря Длинные волокна не перекрещивались между
своей гидрофобности, не взаимодействовал с собой, а больше располагались параллельно
водой и, следовательно, с частичками грунта. друг другу и так же закреплялись, а мелкие
Далее все эти пробы были поставлены под волокна беспорядочно сплетались, образуя
свет для дальнейшего наблюдения за развитием комки, которые так же были переплетены
биоты.Затем мы провели опыты по созданию нитями белка эластина.
органоминеральных агрегатов из базальтового В проведении опыта с перемешиванием
волокна и жидких органических веществ, таких объектов исследования в шейкере, результаты в
как гуминовая кислота, альгинат натрия, агар пенициллинках были иными:
(питательная среда), эластин. Базальтовые 1. В пробе с гумусом волокна не сбивались в
волокна с органическими веществами комки, ни крупные, ни мелкие, они
подвергались смешиванию в шейкере и переплетались, но при попытке вытащить
центрифуге. После смешивания в центрифуге в скопившиеся волокна, они начинали
эпиндорфах, вещества были высушены и затем распадаться, что говорит о том, что гуминовая
исследованы. Базальтовое волокно было кислота не способствует образованию
распределено на 3 фракции: 5-6 мм, 2-3 мм, до 1 оформленных агрегатов.
мм. 2. В пробе с альгинатом натрия сцепления
При изучении внешнего вида и микроскопии волокон не было, по причине того, что данное
объектов получились следующие результаты: вещество быстро взаимодействует с водой и
преобразует её в гелевую массу, что не
8 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 позволяет волокнам соприкасаться и пробы. Возможно, это произошло, потому что переплетаться между собой. белок имеет относительно плотную структуру, 3. В пробе с эластином базальтовые волокна он переплетался с волокнами и не позволял им мелких фракций хорошо перемешивались друг с плотно переплетаться между собой. То же самое другом, но не в один сформированный агрегат, а можно сказать о длинных волокнах. в беспорядочные скопления волокон на дне а б в г Рис. 3. Органоминеральные комплексы базальта с органическими веществами: а – гуминовая кислота, б – альгинат натрия, в – агар, г – эластин. 4. В пробе с питательным агаром, куда были собой, что не позволяло агрегату разрушиться помещены волокна самой мелкой фракции (до 1 при физическом воздействии на него (рис. 4). мм), на дне пробы сформировался крупный В пробе с волокнами фракции 2-3 мм плоский агрегат округлой формы. Волокна в образовался шарообразный агрегат, который так этом скоплении были плотно сплетены между
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 9
же был достаточно плотным и устойчивым к Затем, после смешивания базальтового
воздействиям (рис. 5). волокна с жидкими органическими веществами,
Образование агрегатов в данной среде можно мы перешли к смешиванию его с органическими
объяснить тем, что при воздействии с водой, волокнами. Базальтовое волокно в центрифуге и
агар растворяется и тем самым повышает её шейкере смешивалось с перьями, волосами,
плотность, но при этом сильно не сгущает её. тополиным пухом, пухом одуванчика, ватой.
Это явление способствует тому, что волокна Так же мы попробовали смешать базальтовое
притягиваются друг к другу и начинают волокно с асбестом.
переплетаться под давлением среды. Если обобщить полученные в опыте с
перемешиванием результаты, то можно
констатировать, что волокна, разные по своему
строению и размеру, не всегда хорошо
смешиваются, так волокна базальта
переплетались лишь с волосами и перьями, и то,
не образуя крепких сплетенных агрегатов. В
случае с асбестом, сплетение было довольно
прочным, но эти два вещества оба являлись
минеральными. Данное сплетение, возможно
будет отдельно использовать как минеральное
вещество при смешивании с органическим для
образования органоминеральных агрегатов.
Дальнейшие исследования были направлены
на изучение биоты, растущей на
сформировавшихся органоминеральных
агрегатах и в средах, где они были
Рис. 4. Агрегат из базальтовых волокон длиной до 1 мм, сформированы.
перемешанных в питательной среде (агар). На агрегатах, полученных в опытах с
базальтовым волокном, развивались организмы
различных видов: на волокнах встречались
нитчатые водоросли, биопленки бактерий,
колониицианобактерий и диатомовые
водоросли.
На агрегатах из органических волокон так же
начинала развиваться биота. И если говорить о
разнообразии, то можно выделить некоторые
закономерности: нитчатые водоросли
прикрепляются только к более крупным по
размеру волокнам, как например улотрикс,
развивавшийся на волосах, перьях, пухе
одуванчика, а колонии цианобактерий
прикрепляются к поверхностям агрегатов с
более тонкими волокнами, таким как асбест,
вата, пух тополя (табл. 2). То есть размерная
структура субстрата определяет развитие биоты,
что подтверждает результаты наших ранних
Рис. 5. Агрегат, образованный базальтовыми волокнами
длиной 2-3 мм в питательной среде (агар). исследований [2, 3].Исходя из данных,
приведенных в таблице, и наблюдений в опытах
Таким образом, мы можем говорить о том, можно сделать выводы:
что фибриллярное минеральное вещество, такое 1. Паутина – субстрат, на котором поселилось
как базальтовое волокно, может формировать наибольшее количество колоний
устойчивые плотные конструкции и цианобактерий, что, скорее всего, зависит от
представлять собой минеральный комплекс, самой структуры паутины, представляющей
наполненный органическим веществом. собой прочную сеть, на которой из воздуха
осаждалась пыль, и помещение паутины в воду
10 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
поспособствовало дальнейшему развитию
органики.
Таблица 2
Численность различных обрастаний на фибриллярных субстратах
№ пробы Название материала Характерные обитатели Численность в поле зрения (увел.-е×10), шт.
1 Асбест (технический) Колонии цианобактерий 2-3
2 Волосы Нитчатые зеленые водоросли 1-2
3 Перья Нитчатые зеленые водоросли 2-3
4 Пух тополя Нитчатые зеленые водоросли 3-4
Простейшие микроорганизмы 50-60
5 Пух одуванчика Нитчатые зеленые водоросли 2-3
Простейшие микроорганизмы 30-50
6 Вата Нитчатые зеленые водоросли 2-3
7 Паутина Колонии цианобактерий 6-7
8 Базальтовое волокно Колонии цианобактерий 1-2
Нитчатые зеленые водоросли 1
2. Самое большое обилие организмов было микроорганизмы, но в зависимости от
обнаружено на пухе тополя: на нем встречались материала и его происхождения меняется
и нитчатые водоросли, и колонии бактерий, и динамика и видовая принадлежность
большое количество простейших (рис. 6). Это организмов. Так эксперимент показал, что на
может быть связано с тем, что пух состоит из волокнах более крупных лучше развиваются
тонких волокон, очень плотно переплетенных нитчатые водоросли, а на волокнах более
между собой, что позволяет им удерживать в тонких – колонии цианобактерий. Если говорить
себе всю органическую пыль с воздуха, а при о разнице между волокнами минерального
воздействии с водой и тем самым создании происхождения и органического, то тут можно
более благоприятных условий, органика, выделить, лишь то, что на волокнах
накопившаяся между волокнами, начинает минеральных численность организмов меньше,
очень активно использоваться биотой. за счет отсутствия первоначальной органики и
3. Базальтовое волокно, не смотря на то, что структуре, устойчивой к разложению в водной
оно имеет не органическую, а минеральную среде.
природу, способно адсорбировать на себе В тоже время, был установлен материал,
различные виды организмов, такие как нитчатые являющийся самым благоприятным для
водоросли и колонии цианобактерий, что заселения биотой, это – тополиный пух. По
говорит о его пригодности для развития в нём своей структуре он имеет довольно тонкие
биоты. волокна, переплетенные в сложную сеть,
Выводы. При выполнении экспериментов по которая способна удерживать в себе
созданию органоминеральных агрегатов, было развивающихся организмов, а так же пух тополя
выяснено, что если оба вещества, минеральное и является воздушным аэрополютантом, и
органическое, имеют глобулярную находясь в воздушной среде, еще до начала
мелкодисперсную структуру, то они не экспериментов, накапливал в себе органическую
способны создавать прочные и устойчивые пыль. Помимо этого, тонкие волокна пуха более
агрегаты. В то же время, если рассматривать склонны к разложению в водной среде.
вещества с фибриллярными структурами, будь Что касаемо образования
оно минеральное либо органическое, то мы органоминеральных комплексов из
можем сказать, что такие вещества могут и фибриллярных волокнистых веществ, то более
образуют комплексы, прочно сформированные удачные результаты получились с минеральным
и устойчивые к внешним механическим базальтовым волокном и питательной средой –
воздействиям. Так же агрегаты из веществ агаром. При помощи поступательных движений
фибриллярной структуры имеют большую в таком приборе как шейкер, волокна базальта,
удельную поверхность, что увеличивает широту под действием гидродинамических сил,
их применения. переплетались между собой, сформировывая
Исходя из результатов, мы можем увидеть, при этом прочные агрегаты, имеющие четкую
что все вещества, использованные нами, как форму. Питательный агар, растворенный в воде,
органические, так и минеральные, способны представлял собой благоприятную
адсорбировать на себе различные органическую среду, которая способствовалаВестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 11 скреплению минеральных волокон. В итоге, минеральных волокон базальта и питательного после смешивания, мы получили органического вещества. органоминеральный комплекс, состоящий из Рис. 6. Волокна тополиного пуха с адсорбированными на его поверхности бактериями. Для дальнейших исследований и бактериальных организмов, для которых эти использования данных результатов в агрегаты будут являться комфортным местом биотехнологиях, получившиеся обитания с обеспеченной питательной средой[1, органоминеральные комплексы могут 4]. подходить для использования как культиваторы Список литературы 1. Егорова Т.А. Основы биотехнологии: Учеб. пособие для высш. пед. учеб. заведений / Т.А. Егорова, С.М. Клунова, Е.А. Живухинв. – М.: Издательский центр "Академия", 2003. – 208 с.
12 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
2. Корляков К.А. Особенности жизнедеятельности микрофлоры и микрофауны в губках с различным диаметром пор /
К.А. Корляков // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. – 2015.- №2 (9). – С. 98-103.
3. МалёваА.А. Заселение микроорганизмами ваты в воздушных и водных условиях среды / А.А. Малёва, К.А. Корляков //
Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. – 2015. – Т. 1. №4 (11). – С. 14-21.
4. Микробиология очистки воды / М.Н. Ротмистров, П.И. Гвоздяк, С.С. Ставская. – Киев : Наук. думка, 1978. – 267 с.
THE CREATION OF DIFFERENT STRUCTURED ORGANO-MINERAL COMPLEXES AND
THEIR COLONIZATION BY BIOTA
AVILOVA A.A., KORLYAKOV K.A.
FSBEI HE ChelSU, Chelyabinsk, Russia,
e-mail: Korfish@mail.ru
Abstract
The article is devoted to the description of an experiment on the creation of differently structured
organomineral complexes, as well as the study of the features of their settlement by biota in aquatic
ecosystems.Features of stability of fibrillar and globular organomineral complexes are revealed.
Keywords: organomineral complex, fibrillar and globular aggregates, fouling.
Сведения об авторах: Author Information:
Авилова Анастасия Александровна федеральное Avilova Anastasia Aleksandrovna, Federal state
государственное бюджетное образовательное budgetary educational institution of higher education
учреждение высшего образования "Челябинский "Chelyabinsk state University" of the Ministry of
государственный университет" Министерства education of the Russian Federation, Department of
образования Российской Федерации, кафедра Geoecology and environmental management, 454001,
геоэкологии и природопользования, 454001, Russian Federation, Chelyabinsk, ul. Kashirin Brothers,
Российская Федерация, г. Челябинск, ул. Братьев 129
Кашириных, 129
Корляков Константин Александрович, Korlyakov Konstantin Aleksandrovich,
Korfish@mail.ru, федеральное государственное Korfish@mail.ru, Federal state budgetary educational
бюджетное образовательное учреждение высшего institution of higher education "Chelyabinsk state
образования "Челябинский государственный University" of the Ministry of education of the Russian
университет" Министерства образования Российской Federation, Department of Geoecology and
Федерации, кафедра геоэкологии и environmental management, 454001, Russian Federation,
природопользования, 454001, Российская Федерация, Chelyabinsk, ul. Kashirin Brothers, 129
г. Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129
SPIN-код: 9195-9055Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 13
Дудукин С.Г. Эритроциты как модель для изучения влияния неионизирующих ЭМИ на резистентность мембран
клеток / С.Г. Дудукин // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. – 2020. – №2 (29), Т. 1.
– С. 13-17
УДК 57.048
ББК 28.071
ЭРИТРОЦИТЫ КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ НЕИОНИЗИРУЮЩИХ ЭМИ
НА РЕЗИСТЕНТНОСТЬ МЕМБРАН КЛЕТОК
ДУДУКИН С.Г.
ФГБОУ ВО ЧелГУ, Челябинск, Россия
e-mail: srg_d_74@mail.ru
Аннотация
В статье эритроциты рассматриваются как модельные объекты для исследования влияния
неионизирующих электромагнитных излучений и полей на клеточные мембраны. Обосновывается
пригодность эритроцитов для подобных исследований и объясняется важность и актуальность
изучения воздействия ЭМИ на мембраны.
Ключевые слова: электромагнитные излучения, резистентность эритроцитов, мембраны клеток.
Актуальность. Естественные Один из нескольких одномоментно
неионизирующие электромагнитные излучения воздействующих факторов может модулировать
(ЭМИ) и поля (ЭМП) являются неотъемлемым (т.е. изменять) характер воздействия других [3].
компонентом окружающей среды. Под их Подобно эффектам ионизирующих
воздействием происходила эволюция всех излучений, эффекты неионизирующих ЭМИ
живых организмов и человека [3, 9]. наблюдают практически на всех уровнях
Но в современную эпоху естественный организации живого [9]. Во многих работах
электромагнитный фон дополняется за счет исследовалось влияние ЭМИ и ЭМП на
ЭМИ и ЭМП, создаваемых техногенными растения. Есть данные, что ЭМП
источниками, которые нередко многократно промышленной частоты (50 Гц) вызывает у
превышают естественные по своей проростков семян подорожника среднего
интенсивности. Поэтому актуальность Plantago media изменения физиологических,
исследования биологических эффектов биохимических и цитологических
неионизирующих ЭМИ возрастает. характеристик, включая содержание
На настоящий момент известно о хлорофиллов a и b и каротиноидов в тканях.
многочисленных исследованиях воздействия Исследователи наблюдали пониженный всход
ЭМИ как на клетки, так и на организм животных семян, уменьшение митотической активности у
и человека в целом, но конкретные механизмы клеток корневой меристемы, замедление
развития биологических эффектов молекулярно-генетических процессов в тканях
неионизирующих излучений до сих пор не проростков по мере возрастания значений
установлены. напряженности электрического и индукции
Данные исследования показали, что магнитного поля [9].
неионизирующие излучения способны вызывать Также воздействие ЭМИ исследуют и на
самые разнообразные эффекты. Предполагается, животных: от простейших одноклеточных до
что разнообразие эффектов ЭМИ есть следствие высших многоклеточных. Исследователи
постоянного их взаимодействия как между установили, что хроническое воздействие
собой, так и с факторами другой природы. источника сотовой связи с одинаковой частотой
Поэтому оценка эффектов неионизирующих (1 ГГц), но с разными плотностями потока
излучений затруднена методами простых энергий: 5 мкВт/см2 и 50 мкВт/см2 (при ПДУ
однофакторных экспериментов. Таким образом, равном 10 мкВт/см2) вызывает у одноклеточных
основной проблемой для исследователей гидробионтов – инфузорий Spirostomum
биологических эффектов ЭМИ является то, что ambiguum значительное снижение двигательной
в их основе лежат сложные взаимодействия. активности. Продолжительность безопасного14 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
для инфузорий радиочастотного воздействия близкорасположенными клетками, так и
значительно различается в зависимости от удаленными друг от друга.
плотности потока энергии: 8-9 ч при 5 мкВт/см2 Общеизвестно, что в формировании
и 10 мин при 50 мкВт/см2 [6]. биологической реакции на внешнее физическое
При воздействии ЭМИ частотой 36 ГГц и воздействие особая роль принадлежит
плотностью потока энергии 100 мкВт/см2 у мембранам. Изменение проницаемости мембран
жуков наблюдали заторможенность влияет на скорость диффузии ионов и других
поведенческих реакций [3]. веществ, что в свою очередь влияет на
Главной мишенью в клетке как для энергетические и биохимические процессы,
ионизирующих, так и для неионизирующих протекающие внутри клетки. Различные
излучений, является ДНК, как одна из наиболее факторы, воздействующие извне на клетку,
чувствительных молекул к вредоносным способны изменять её физиологические
воздействиям. Воздействие ЭМИ на ДНК показатели, в том числе транспорт ионов. Есть
изучено уже достаточно хорошо. Но также данные, что ЭМИ крайне высокочастотного
важной мишенью для электромагнитных (КВЧ) диапазона повышают проницаемость
излучений являются клеточные мембраны, мембран эритроцитов для ионов калия и других
которые являются одной из важнейших субстратов, поступающих в клетку путем
структур для клетки и выполняют множество диффузии [2].
функций. Кроме того, известно, что хромосомы Повреждающее действие любого фактора на
в клетках представляют собой сложный клеточные мембраны опосредовано через
структурный комплекс ДНК с белками, изменение их структуры и, следовательно,
липидами, РНК и др., функционально связанный нарушение вязкости и проницаемости. Это
с мембранными структурами. Поэтому реальные процесс может идти по двум механизмам:
события, происходящие в облученной клетке, В основе первого механизма лежат
значительно сложнее, чем повреждение и повреждения фосфолипидного бислоя мембран
восстановление ее компонентов по отдельности. вследствие интенсификации процессов
Удобной моделью для исследования любых перекисного окисления липидов, причиной
изменений, возникающих в мембранах клеток которого является угнетение активности
являются красные клетки крови – эритроциты, антиоксидантной системы клетки. Перекисное
т.к. они имеют сравнительно простое строение, окисление липидов (ПОЛ) – это каскадная
лишены ядра, межклеточных контактов, но их реакция окислительной свободно-радикальной
мембраны имеют значительное сходство с деградации липидов. В клетке в ходе
мембранами клеток других тканей и органов [5]. окислительных процессов могут возникать
Мембраны эритроцитов как модельный объект свободные радикалы. Это реакционно-активные
при изучении биологических эффектов ЭМИ. молекулы, имеющие неспаренный электрон и
Наиболее чувствительными к воздействию способные запускать ПОЛ. Но в нормально
различных физических и химических факторов функционирующих клетках концентрация
(в т.ч. и ЭМИ) клеточных структур являются данных молекул невелика вследствие наличия
клеточные мембраны [1]. систем ферментов – антиоксидантов (ферменты
Мембрана – важнейшая структура, которая супероксиддисмутаза, каталаза), которые
обеспечивает нормальное функционирование обезвреживают свободные радикалы. Наиболее
клетки. Она является барьером между чувствительны к ПОЛ ненасыщенные жирные
цитоплазмой и внеклеточной средой, кислоты, которые часто являются компонентом
осуществляет транспорт различных веществ и фосфолипидов мембран. Различные
ионов, таким образом обеспечивая гомеостаз повреждающие факторы (в т.ч. ЭМИ) могут
клетки. На мембранах располагаются белковые приводить к недостаточности антиоксидантных
комплексы, выполняющие многие важные систем, вследствие которой в клетке растут
функции. Велико значение мембран в процессе концентрации свободных радикалов, что может
обмена информацией между клетками и привести к интенсификации процессов ПОЛ и
внешней средой. повреждениям мембран.
Также в настоящее время считается, что Второй механизм заключается в
именно мембраны непосредственно отвечают за интенсификации процесса гидролиза
коммуникации между как фосфолипидов мембраны, вследствие активации
эндогенной фосфолипазы А2. В результатеВестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 15 происходит накопление в мембране давления с разбросом +/- 15% не вызывает производных липидов, свободных жирных сморщивание клетки вследствие наличия у кислот, других продуктов ПОЛ. эритроцита значительного запаса Действуя как совместно, так и раздельно, оба деформабельности. механизма приводят к повреждению Установлено, что под воздействием ряда фосфолипидного бислоя, в результате чего факторов возможна деструкция мембраны нарушаются барьерная и транспортная функция эритроцита. Выяснено, какие деструктивные мембраны (в частности, увеличивается ее изменения эритроцитарной мембраны чаще проницаемость) [5]. всего возникают, вне зависимости от характера Проницаемость мембраны для малых повреждающего фактора. Данные изменения молекул (особенно для катионов Na, K) – проявляются в форме дестабилизации критически важна для жизнедеятельности молекулярной структуры фосфолипидного любой клетки. Изменение пассивной бислоя, нарушении взаимодействий "белок- проницаемости мембраны воздействует на липид", модификациях цитоскелета эритроцита, величину объема аналогично изменению изменении активности систем ионного осмолярности [4]. транспорта, рецепторного комплекса, Наиболее удобной моделью для изучения энергетического обмена клетки и изменений, возникающих в мембранах клеток интенсификации ПОЛ. под действием тех или иных факторов являются Физиологическое состояние эритроцитарной красные клетки крови – эритроциты. Они имеют мембраны обеспечивается ее микровязкостью, форму двояковогнутого диска, лишены ядра и которая определяется, главным образом, многих органоидов, присущих другим клеткам, состоянием двойного слоя фосфолипидов и что обуславливает их уникальные функции: зависит от степени интенсивности процессов высокую способность к деформации, ПОЛ, концентрации насыщенных жирных эластичность и способность к транспорту газов кислот, холестерола, ионов Ca2+ и Mg2+, (отсутствие ядра позволяет наиболее полно поскольку при повышении их концентрации использовать внутриклеточное пространство). внутри эритроцита уменьшается При этом мембраны эритроцитов и клеток электростатический заряд, АТФ и других тканей имеют большое сходство в внутриклеточная вода [8]. строении. Эритроциты не имеют ядра и многих Изменение резистентности эритроцитов ко органелл, характерных для ядерных клеток, что внешним воздействиям играет важную роль в позволяет связывать полученные результаты адаптации организма к экстремальным именно с изменениями в мембране [1, 5]. факторам внешней среды и при патологических Именно от состояния мембран зависит процессах [4]. функциональная активность эритроцита. Оно Осмотическая резистентность эритроцитов также регулирует взаимодействие эритроцита со как универсальный показатель состояния их внешней средой, определяет активность белков- мембран. ферментов, локализующихся на мембране, Понятие резистентности эритроцита обеспечивает транспорт ионов, веществ и газов, характеризует его способность выдерживать до влияет на продолжительность циркуляции некоторых пределов воздействие механических, эритроцита в периферической крови. Известно, химических, осмотических, температурных что на эритроцитарной мембране располагаются факторов, а также противостоять комплексы ферментов, необходимых для повреждающему действию ультрафиолетового, процессов гликолиза, пентозофосфатного цикла, ионизирующего и рентгеновского излучений. системы глутатиона, адениловой системы и Данная способность клеток крови зависит от других реакций обмена, необходимых для возраста форменных элементов и уменьшается усвоения энергии анаэробным путем. Эти по мере их старения [7]. ферментативные комплексы также входят в Методика оценки осмотической антиоксидантную систему организма. резистентности эритроцитов является простым Структура клеточной мембраны является и распространенным, но при этом весьма однородной на всей поверхности эритроцита. На информативным тестом, позволяющим различных участках поверхности мембраны определить состояние мембран, которое играет способны формироваться неровности, но при ключевую роль в обеспечении их этом изменение внутри- и внеклеточного резистентности к различным факторам [1].
16 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 Осмотическая резистентность эритроцитов мембраны, что указывает на ее способность к (ОРЭ) – это универсальный показатель самовосстановлению. морфофункционального состояния мембран. По Метод оценки устойчивости мембран отклонению от нормы данного показателя эритроцитов, основанный на гемолизе в можно определить степень поврежденности гипотонических растворах известен давно. К мембраны после воздействия какого-либо настоящему моменту созданы многочисленные фактора (в т.ч. и неионизирующих ЭМИ). модификации этого метода. Все они прежде Полученные результаты можно заключались в определении таких концентраций экстраполировать на другие клетки и на данной раствора хлорида натрия, при которых основе выдвигать предположения о том, какое начинался и прекращался гемолиз, видимый влияние может оказывать данный фактор на невооруженным глазом. Основным недостатком мембраны [5]. метода являлось то, что нельзя было установить Метод ОРЭ основан на явлении динамику гемолиза, т.е. определить тот осмотического гемолиза эритроцитов. Данное диапазон промежуточных концентраций явление наблюдается при помещении раствора NaCl, в пределах которого эритроцитов в гипотонические растворы гемолизировалось большинство устойчивых хлорида натрия NaCl, которые предварительно эритроцитов. В 1946 г. описан метод, готовятся из 1% раствора NaCl. Доказано, что в основанный на применении ступенчатого цитоплазме эритроцитов концентрация белков фотометра для определения гемолиза. выше по сравнению с плазмой крови, но при Одной из самых распространенных в этом содержание низкомолекулярных веществ настоящее время модификаций метода ниже. Белки плазмы формируют онкотическое определения осмотической резистентности давление, которое не уравновешивается эритроцитов является методика с полностью осмотическим давлением, использованием усовершенствованных возникающим вследствие градиента фотоэлектроколориметров. Данная методика концентраций низкомолекулярных веществ. сравнительно простая и доступная, но при этом Благодаря специфической форме в виде достаточно точная и объективная. Основным двояковогнутого диска (дискоцит) и высокому достоинством методики является то, что она отношению площади поверхности эритроцита к позволяет определить не только минимальную и его объему, он способен претерпевать максимальную резистентность клеток, но и значительную деформацию. динамику гемолиза. Для выполнения данной При помещении суспензии эритроцитов в методики из 1% раствора хлорида натрия гипотонические растворы NaCl осмотическое предварительно готовятся гипотонические давление цитоплазмы (содержащей большее растворы концентрацией от 0,6 до 0,1% и с рН количество малых молекул и ионов, чем 7,4. Степень гемолиза рассчитывается на основе внешний раствор) возрастает и вызывает поток измерений оптической плотности надосадочной молекул воды внутрь клетки по градиенту ее жидкости после центрифугирования, которую концентрации. В результате увеличивается производят на ФЭК КФК-2 при зеленом объем клетки (до 146 % от объема дискоцита). светофильтре (длина волны около 540 нм). Эритроцит при этом изменяет форму от Метод мочевинного гемолиза эритроцитов двояковогнутой линзы (дискоцит) до основан на явлении мочевинного гемолиза, шарообразной (сфероцит). Несмотря на сходного с осмотическим. По градиенту своей изменение формы радиус клетки остается концентрации молекулы мочевины неизменным и высокое осмотическое давление устремляются в клетку, увлекая за собой разрывает плазматическую мембрану. Таким меньшие по размеру молекулы воды и приводят образом наступает стадия гемолиза и к повышению осмотического давления внутри гемоглобин выходит в окружающую среду. клетки, что вызывает её лизис. Для более При осмотическом гемолизе эритроцитов крупных молекул мочевины мембрана диффундирует только свободная фракция эритроцита менее проницаема, чем для молекул внутриклеточного гемоглобина. Осмотический воды, потому метод осмотической тип гемолиза не приводит к серьезным резистентности принято считать более нарушениям структуры мембраны. Мелкие чувствительным [5]. дефекты, образовавшиеся в ходе гемолиза, не Выводы. Для установления закономерностей, приводят к нарушению целостности клеточной лежащих в основе развития биологических
Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 17
эффектов ЭМИ необходимы исследования их тканей, т.к. мембраны эритроцитов и других
действия на клеточном уровне. клеток имеют сходную структурно-
На уровне клетки одной из наиболее функциональную организацию.
чувствительных структур к данному фактору Информативным и простым лабораторным
является мембрана, которая выполняет методом, позволяющим определить состояние
важнейшие функции, лежащие в основе мембран эритроцитов, является оценка
поддержания клеточного гомеостаза. В то же осмотической резистентности. Данный метод
время изменения мембран под воздействием позволяет обнаружить изменения различных
ЭМИ изучены недостаточно. показателей мембраны под влиянием ЭМИ,
Одной из самых удобных моделей для таких как проницаемость, вязкость и т.д. Эти
исследований состояния мембран являются изменения в свою очередь могут лежать в основе
эритроциты крови. Полученные данные можно развития биологических эффектов
интерполировать на клетки других органов и неионизирующих излучений.
Список литературы
1. Задорожная Г.А. Вихревое влияние импульсного магнитного поля на осмотическую резистентность эритроцитов крыс /
Г.А. Задорожная [и др.] // Вестник Днепропетровского университета. Биология. Медицина. – 2010. – №1, т. 2. – С. 25-30
2. Закономерности влияния низкоинтенсивного электромагнитного излучения на биологические системы / О.М.
Гаркуша [и др.] // Поверхность. – 2010. – №2 (17). – С. 340-354
3. Кадукова Е.М. Влияние ионизирующего и неионизирующего излучений на поведение крыс-самок в тесте "открытое
поле" / Е.М. Кадукова, Д.Г. Сташкевич, А.Д. Наумов // Проблемы здоровья и экологии. – 2015. – №2 (44). – С. 55-59
4. Осмотическая резистентность эритроцитов в условиях различной напряженности геомагнитного поля и при
действии дигоксина в условиях in vitro / В.Ю. Куликов [и др.] // Медицина и образование в Сибири. – 2010. – №3. – С. 10
5. Показатель проницаемости эритроцитарных мембран в оценке функционального состояния организма / В.А.
Мойсеенко [и др.] // Крымский терапевтический журнал. – 2007. – №2, т. 2. – С. 103-106
6. Сарапульцева Е.И. Изучение зависимости биологической опасности слабого радиочастотного воздействия от
значения плотности потока энергии. Эксперименты на инфузориях Spirostomum ambiguum, облученных на частоте
мобильной связи (1 ГГц) / Е.И. Сарапульцева, Ю.В. Иголкина // Бюлл. экспер. биол. и мед.. – 2011. – №4. – С. 459-462
7. Смирнов И.Ю. Роль ионных каналов в обеспечении осмотической стойкости эритроцитов / И.Ю. Смирнов, В.Н.
Левин, О.А. Чирикова // Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова. – 2006. – №8. – С. 18-22
8. Трошкина Н.А. Эритроцит: строение и функции его мембраны / Н.А. Трошкина, В.И. Циркин, С.А. Дворянский //
Вятский медицинский вестник. – 2007. – №2-3. – С. 32-40
9. Шашурин М.М. Эффекты действия техногенных электромагнитных излучений и полей на живые организмы (обзор)
/ М.М. Шашурин // Наука и образование. – 2015. – №3. – С. 83-89
ERYTHROCYTES AS A MODEL FOR STUDYING THE INFLUENCE OF NON-IONIZING
ELECTROMAGNETIC RADIATION ON THE RESISTANCE OF CELL MEMBRANES
DUDUKIN S.G.
FSBEI HE ChelSU, Chelyabinsk, Russia
e-mail: srg_d_74@mail.ru
Abstract
On the basis of published materials, erythrocytes were considered as a model for research of the influence
of electromagnetic radiation and fields on cell membranes. We substantiated the suitability of erythrocytes
for such researches is grounded and the importance and relevance of studying the effects of electromagnetic
radiation on the membranes.
Keywords: electromagnetic radiation, electromagnetic fields, resistance of erythrocytes, cell membranes.
Сведения об авторах: Author Information:
Дудукин Сергей Геннадьевич, srg_d_74@mail.ru, Dudukin Sergey Gennadyevich, srg_d_74@mail.ru,
федеральное государственное бюджетное Federal State Budgetary Institution of Higher Education
образовательное учреждение высшего образования “Chelyabinsk State University”, Faculty of Biology,
"Челябинский государственный университет", Department of Radiation Biology, Russian Federation,
биологический факультет, кафедра радиационной Chelyabinsk, Vorovskogo str. 68a, building 2
биологии, Российская Федерация, г. Челябинск, ул.
Воровского, 68а, корпус 218 Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020
Кужахметова Д.А. Механизмы образования радиационно-индуцированных повреждений хромосом / Д.А.
Кужахметова // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. – 2020. – №2 (29), Т. 1. – С.
18-24
УДК 575
ББК 28.704
МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫХ
ПОВРЕЖДЕНИЙ ХРОМОСОМ
КУЖАХМЕТОВА Д.А.
ФГБОУ ВО ЧелГУ, Челябинск, Россия
e-mail: Dilara_1710@mail.ru
Аннотация
В статье обсуждаются такие механизмы образования хромосомных аберраций, как гипотеза
"первичности разрыва", гипотеза "первичности контакта", гипотеза "сигнала". Кратко изложены
классификация радиационно-индуцированных аберраций хромосом и методы их изучения.
Ключевые слова: хромосомы, хромосомные аберрации, хромосомные транслокации, ионизирующие
излучения, радиация.
Актуальность. Современный период повреждений хромосом будет полезно в борьбе
развития человечества связан с интенсивным с отдаленными последствиями ионизирующих
использованием атомных технологий в излучений, особенно онкологическими
повседневной жизни общества. Использование заболеваниями. Кроме того, знания о
радиоактивных источников в промышленности, механизмах образования хромосомных
в медицине, в сельском хозяйстве, различные аномалий позволят улучшить профилактику
радиационные аварии привели к облучению наследственных синдромов, связанных с
большого контингента людей. В настоящее хромосомными аберрациями как в периоде
время очевидно, что ионизирующие излучения эмбриогенеза, а также при передаче болезней
индуцируют мутационный процесс на всех потомкам.
уровнях организации наследственных структур: Начиная с 30-х годов, механизмы
генном, хромосомном и геномном. Одними из образования хромосомных аберраций глубоко
важных радиационно-генетических эффектов интересовали исследователей. Этот вопрос до
являются цитогенетические эффекты, которые сих пор остается одним из главных и неясных в
связаны с перестройками структуры хромосом радиационной цитогенетике. Несмотря на очень
или изменениями их числа. Научные большое число работ по влиянию
исследования твердо установили, что ионизирующего излучения на хромосомы, до
хромосомные и геномные мутации играют сих пор не разработана общая теория
существенную роль в патологии человека, а возникновения радиационно-индуцированных
также хромосомы человека обладают высокой хромосомных аберраций [2].
радиочувствительностью как в условиях in vitro, Таким образом, цель данной работы
так и in vivo [2, 3, 5, 8]. заключалась в следующем: основываясь на
К настоящему времени накоплено много опубликованных данных, изучить механизмы
работ по различным аспектам изучения образования повреждений хромосом в
радиационно-индуцированных повреждений результате действия на них радиационного
хромосом в клетках человека и хромосомных фактора.
болезней [1, 3, 8, 15]. Одними из самых Классификация радиационно-
актуальных вопросов современной индуцированных хромосомных аберраций.
цитогенетики являются механизмы образования Мутагенные воздействия, вызывающие
хромосомных аберраций, изучение которых двунитевые разрывы (ДР) ДНК, приводят к
имеет не только фундаментальное, но и появлению хромосомных перестроек в клетках.
практическое значение. Изучение механизмов Самым хорошо охарактеризованным мутагеном,
образования радиационно-индуцированных индуцирующим хромосомные аберрации,Вестник совета молодых учёных и специалистов Челябинской области №2 (29) Т. 1 2020 19 является ионизирующее излучение. Для репликации ДНК. Наиболее типичными классификации радиационно-индуцированных аберрациями хроматидного типа являются хромосомных нарушений создана собственная тетрарадиалы (обменные аберрации, классификация аберраций, которая лишь возникающие в процессе неправильного частично совпадает с классификацией, соединения двух ДР ДНК, находящихся на используемой в медицинской генетике. хроматидах разных хромосом) и хроматидные В радиационной биологии хромосомные фрагменты (нерепарированный двунитевой аберрации можно подразделить: в зависимости разрыв ДНК) [4]. от сохранения генетического материала при Методы изучения радиационно- делении клетки – на стабильные и индуцированных повреждений хромосом нестабильные; и в зависимости от фазы человека. Ионизирующие излучения могут клеточного цикла, в момент которой клетка вызывать изменения в хромосомах была облучена, – на хромосомные и зародышевых и соматических клеток человека. хроматидные аберрации. Методы оценки цитогенетических эффектов в Нестабильные аберрации – это фрагменты обоих типах клеток различны. Радиационные (одиночные и парные), дицентрические и повреждения хромосом зародышевых клеток кольцевые хромосомы. Свое название эти регистрируются не сразу, а через какое-то число аберрации получили в связи с тем, что они, как клеточных делений после оплодотворения, правило, не переходят к дочерним клеткам во иногда даже в постнатальном периоде. Учет время митоза, поэтому со временем их частота хромосомных повреждений в первых делениях снижается [9]. Также имеется вклад после облучения возможен только при долгоживущих субпопуляций Т-лимфоцитов, цитологическом исследовании семенников. которые могут вступать в свой первый Методы изучения радиационных пострадиационный митоз через много лет после повреждений хромосом в соматических клетках облучения и сохранять в себе цитогенетические человека различны. Эффекты можно учитывать маркёры радиационного воздействия в течение при облучении in vivo и in vitro. Для этих целей многих лет [7]. наиболее широко используются лейкоциты К группе стабильных хромосомных периферической крови, костный мозг, кожа, аберраций относятся транслокации, инверсии, эмбриональная ткань, селезенка, лимфатические инсерции и т.д. Согласно номенклатуре ISCN узлы и др. всего выделено девять видов стабильных Наиболее широко для изучения радиационно- перестроек хромосом. Частота симметричных индуцированных хромосомных аберраций обменов (транслокаций) является наиболее применяется метод, основанный на культуре надежным маркером радиационного лейкоцитов. Метод культивирования воздействия даже в отдаленные сроки после лейкоцитов, впервые предложенный Хрущовым облучения. Эти аберрации сохраняются при Г.К. и Берлиным Е.А. в 1935 г., а затем клеточном делении, не приводят к митотической усовершенствованный Мурхидом с соавторами гибели клеток, не элиминируются со временем, применением фитогемагглютинина (ФГА), накапливаются при длительном действии нашел широкое использование в цитогенетике радиации и сохраняются даже через десятки лет человека. Лимфоциты человека, после острого облучения [7]. размножающиеся в культуре под влиянием Аберрации хромосомного типа возникают, ФГА, являются удобным объектом для когда клетка подверглась облучению в G1-фазе радиационных цитогенетических исследований, клеточного цикла или S-фазе до начала так как они всегда в периферической крови репликации. Наиболее характерными среди них находятся в G0-фазе клеточного цикла (т.е. являются так называемые обменные культура является синхронизированной) [2]. хромосомные аберрации, а именно Оптимальным этапом для изучения хромосом дицентрические и кольцевые хромосомы. является стадия метафазы, когда хромосомы Дицентрические и кольцевые хромосомы, как достигают максимальной конденсации и правило, сопровождаются хромосомным располагаются в одной плоскости, что позволяет ацентрическим фрагментом. К обменным их идентифицировать с высокой точностью. Для аберрациям хромосомного типа относятся и изучения кариотипа требуется выполнение транслокации. Аберрации хроматидного типа нескольких условий: возникают в клетке, облученной после
Вы также можете почитать
