• Publisher Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука
  • Country Россия
  • Web https://elibrary.ru/title_about.asp?id=7680

Content

Properties of Biologically Significant Chloramine Oxidants: Reactivity and Its Dependence on the Structure of the Functional Atom Group

Roshchupkin D.I., Sorokin V.L., Semenkova G.N., Buravleva K.V., Murina M.A.

Разработана методика прямого фотометрического определения констант скоростей окисления дитиотреитола (пример тиолового соединения) N-хлортаурином и N-хлорглицином и их аналогами, имеющими различную структуру реакционного центра. Рассчитаны зависимости от времени суммы оптической плотности хлораминового оксиданта и оптической плотности дитиана (продукта превращения дитиотреитола) при разных значениях бимолекулярной константы скорости. Искомой величиной принимали значение константы скорости, при которой наблюдалось наилучшее совпадение расчетной кривой и измеряемой кинетической кривой оптической плотности. Активности монохлораминовых оксидантов отличаются мало: константы скорости для N-хлортаурина, N-хлорглицина и N-хлор-2,2-диметилтаурина равны соответственно 170 ± 4, 235 ± 9,8 и 145 ± 4,3 М-1с-1. При изменении структуры реакционного центра путем введения в хлораминовую группу заместителей атома водорода, активность исследуемых соединений резко трансформируется: константы скорости для N-изопропил-N-хлортаурина, N,N-дихлор-2,2-диметилтаурина и N-ацетил-N-хлор-2,2-диметилтаурина, определенные способом конкурентной кинетики, составили соответственно 9 ± 0,5, 12000 ± 950 и 25300 ± 3000 М-1с-1...Разработана методика прямого фотометрического определения констант скоростей окисления дитиотреитола (пример тиолового соединения) N-хлортаурином и N-хлорглицином и их аналогами, имеющими различную структуру реакционного центра. Рассчитаны зависимости от времени суммы оптической плотности хлораминового оксиданта и оптической плотности дитиана (продукта превращения дитиотреитола) при разных значениях бимолекулярной константы скорости. Искомой величиной принимали значение константы скорости, при которой наблюдалось наилучшее совпадение расчетной кривой и измеряемой кинетической кривой оптической плотности. Активности монохлораминовых оксидантов отличаются мало: константы скорости для N-хлортаурина, N-хлорглицина и N-хлор-2,2-диметилтаурина равны соответственно 170 ± 4, 235 ± 9,8 и 145 ± 4,3 М-1с-1. При изменении структуры реакционного центра путем введения в хлораминовую группу заместителей атома водорода, активность исследуемых соединений резко трансформируется: константы скорости для N-изопропил-N-хлортаурина, N,N-дихлор-2,2-диметилтаурина и N-ацетил-N-хлор-2,2-диметилтаурина, определенные способом конкурентной кинетики, составили соответственно 9 ± 0,5, 12000 ± 950 и 25300 ± 3000 М-1с-1. Реакционная способность N-хлорглицина и структурных аналогов хлорамина таурина оксидантов по отношению к тиоловым соединениям коррелирует с расчетной величиной заряда активного хлора. Получены предсказания о реакционной способности неизвестных структурных аналогов N-хлораминокислот и N-хлортаурина.

Quantitative Criteria of Chirality in Hierarchial Structure of Proteins

Sidorova A.E., Malyshko E.V., Kotov A.R., Tverdislov V.A., Ustinin M.N.

На основе теории формирования знакопеременных иерархических структур в макромолекулярных системах разработан количественный подход к оценке степени хиральности отдельных уровней в иерархиях белковых структур. Оценки необходимы для построения физической модели фолдинга белков и их функционирования как молекулярных машин. Достаточным условием метода для охарактеризования уровня в иерархической структуре и знака хиральности белковых блоков является взаимное расположение α-углеродов аминокислот. Количественной оценкой закрученности спиральной (вторичной) и суперспиральной (третичной) структур является абсолютная величина суммы векторных произведений. Знак скалярного произведения вектора направления на вектор суммы векторных произведений указывает на направление закрутки. Получены карты хиральности для вторичной и третичной структур ряда белков. Достоверность карт подтверждается анализом реальных структур.

A Mathematical Approach that Includes the Fourier Transform (Plane Waves Decomposition Using Spherical Coordinates) for the Study of Simultaneously Complex Movements in Particular Rotations and Displacements in Complicated Molecular Constructions

Batyanovskii A.V., Namiot V.A., Filatov I.V., Esipova N.G., Volotovskii I.D.

Предложен своего рода «комбинированный» математический подход, позволяющий рассматривать Фурье-объекты, возникающие при описании макромолекул, в сферических координатах. Применение сферических координат допускает сравнительно простое выявление тех или иных симметрий, которые могут иметь место в макромолекулах. Кроме того, подобный подход, в котором используются разложения плоских волн (вводимых для описания макромолекул) в ряд по сферическим функциям, позволяет рассматривать одновременно и повороты, и смещения макромолекулы как целого в пространстве.

Some Problems of Computer Simulation of Nonbonded Interactions in DNA

Poltev V., Deriabina A., Dominguez V., Sanchez C., Gonzalez E., Polteva N.A.

Проанализированы некоторые сложности применения разных методов компьютерного моделирования к исследованию закономерностей формирования пространственной структуры ДНК. Учитывая важность вклада азотистых оснований, проведены расчеты энергии межмолекулярных взаимодействий в разных взаимных положениях молекул для всех десяти попарных комбинаций их метилпроизводных (1-метилпиримидинов и 9-метилпуринов). С использованием разных силовых полей молекулярной механики и квантовомеханических методов ab initio и теории функционала плотности найдены локальные минимумы энергии, отвечающие разным взаимным положениям молекул. Подробно рассматриваются минимумы энергии, отвечающие трем типам взаимного положения молекул, соответствующим: 1) образованию двух N-H…O и/или N-H…N водородных связей; 2) почти параллельному расположению и перекрыванию колец (стекингу) оснований и 3) Т-образному (близкому к перпендикулярному) положению колец оснований с образованием Н-связей. Многие из этих минимумов были получены с использованием методов разной степени сложности, но от метода расчета зависит, какой минимум энергии окажется наиболее глубоким (глобальным) для каждой из комбинаций оснований, а также относительные глубины минимумов...Проанализированы некоторые сложности применения разных методов компьютерного моделирования к исследованию закономерностей формирования пространственной структуры ДНК. Учитывая важность вклада азотистых оснований, проведены расчеты энергии межмолекулярных взаимодействий в разных взаимных положениях молекул для всех десяти попарных комбинаций их метилпроизводных (1-метилпиримидинов и 9-метилпуринов). С использованием разных силовых полей молекулярной механики и квантовомеханических методов ab initio и теории функционала плотности найдены локальные минимумы энергии, отвечающие разным взаимным положениям молекул. Подробно рассматриваются минимумы энергии, отвечающие трем типам взаимного положения молекул, соответствующим: 1) образованию двух N-H…O и/или N-H…N водородных связей; 2) почти параллельному расположению и перекрыванию колец (стекингу) оснований и 3) Т-образному (близкому к перпендикулярному) положению колец оснований с образованием Н-связей. Многие из этих минимумов были получены с использованием методов разной степени сложности, но от метода расчета зависит, какой минимум энергии окажется наиболее глубоким (глобальным) для каждой из комбинаций оснований, а также относительные глубины минимумов. Анализ результатов этих расчетов, расчетов простых фрагментов ДНК, а также обширных литературных данных приводит к заключению, что до сих пор нет метода, который количественно описывал бы все экспериментальные данные о невалентных взаимодействиях ДНК. Сравнение значений энергии и геометрических характеристик комплексов, полученных разными методами, позволяет выявить их возможности и недостатки. Вместе с тем адекватное описание невалентных взаимодействий нуклеиновых кислот требует дополнительных исследований их простых фрагментов и комплексного применения разных методов.

Conformational Stability/Lability of Peptide Fragments in the Sequence Context of Amino Acids

Torshin I.Yu., Batyanovskii A.V., Uroshlev L.A., Tumanyan V.G., Volotovskii I.D., Esipova N.G.

Сформулированы критерии оценки конформационной стабильности/лабильности пептидных фрагментов, входящих в состав структур белков. С использованием предложенных оценок проведен статистический анализ тетрапептидных фрагментов (их конформаций и последовательностей) в выборке из 25121 структуры белковых цепей из банка данных белков PDB. В результате анализа показано, что тетрапептидные фрагменты существенно различаются по значениям оценки конформационной стабильности/лабильности с точки зрения предложенных статистических критериев. Результаты расчетов тетрапептидов методом денатурирующей молекулярной динамики использованы в качестве независимого подхода для оценки стабильности/лабильности пептидных фрагментов. Продемонстрирована корреляция между оценками конформационной лабильности, полученными на основании статистического анализа ансамблей конформаций пептидов, наблюдаемых в экспериментально определенных структурах белков, и оценками конформационной лабильности/стабильности, вычисленными на основании траекторий молекулярной динамики...Сформулированы критерии оценки конформационной стабильности/лабильности пептидных фрагментов, входящих в состав структур белков. С использованием предложенных оценок проведен статистический анализ тетрапептидных фрагментов (их конформаций и последовательностей) в выборке из 25121 структуры белковых цепей из банка данных белков PDB. В результате анализа показано, что тетрапептидные фрагменты существенно различаются по значениям оценки конформационной стабильности/лабильности с точки зрения предложенных статистических критериев. Результаты расчетов тетрапептидов методом денатурирующей молекулярной динамики использованы в качестве независимого подхода для оценки стабильности/лабильности пептидных фрагментов. Продемонстрирована корреляция между оценками конформационной лабильности, полученными на основании статистического анализа ансамблей конформаций пептидов, наблюдаемых в экспериментально определенных структурах белков, и оценками конформационной лабильности/стабильности, вычисленными на основании траекторий молекулярной динамики. Выделены подгруппы более «конформационно-стабильных пептидов», которые характеризуются, преимущественно, α-спиральной конформацией. Сформированы с использованием комплексных критериев консенсусные списки тетрапептидов, характеризующихся наименьшей конформационной лабильностью (наибольшей конформационной стабильностью). Выделены пептиды, обладающие повышенной конформационной лабильностью. Таким образом, среди всех комбинаторно возможных тетрапептидов имеет место существенная доля тетрапептидов, характеризующихся определенностью конформационного состояния. Охарактеризовано соотношение между степенью конформационной определенности пептида и его участием в первичной структуре белка. При этом оказалось, что роль конформационно-стабильных пептидов в формировании структуры белка может быть достаточно велика, так как они составляют, в среднем, около 10% аминокислотной последовательности. На примерах реальных растворимых пептидов показана возможность оценки конформационной стабильности любой наперед заданной аминокислотной последовательности на основе разработанных критериев конформационной лабильности тетрапептидов.

Predetermined Conformations in the Bends of Polypeptide Chains. Geometric Analysis

Uroshlev L.A., Torshin I.Yu., Batyanovskii A.V., Esipova N.G., Tumanyan V.G.

Β-изгибы - типовые локальные структуры полипептидной цепи, широко представленные в белках, играют важную структурную и функциональную роль. A priory следует ожидать большой структурной определенности β-изгиба, т.е. малого числа конформаций β-изгиба. Вследствие замыкания псевдо-циклов через водородную связь в основаниях β-изгибов число независимых параметров должно уменьшиться настолько, что в этом случае конформационный анализ может быть сведен к геометрическому анализу. Тем самым определение конформационного набора β-изгиба может быть выполнено без привлечения силовых полей с большой точностью и достоверностью. В работе проведен конформационный анализ β-изгибов основных типов (I, I', II, II') с использованием независимых методов: оригинальной процедуры геометрии расстояний и процедуры перебора конформаций с последующей оптимизацией. Показано, что геометрический анализ в разработанном нами варианте достаточен для конформационного анализа β-изгибов: число геометрически состоятельных конформаций β-изгиба сводится к двум...Β-изгибы - типовые локальные структуры полипептидной цепи, широко представленные в белках, играют важную структурную и функциональную роль. A priory следует ожидать большой структурной определенности β-изгиба, т.е. малого числа конформаций β-изгиба. Вследствие замыкания псевдо-циклов через водородную связь в основаниях β-изгибов число независимых параметров должно уменьшиться настолько, что в этом случае конформационный анализ может быть сведен к геометрическому анализу. Тем самым определение конформационного набора β-изгиба может быть выполнено без привлечения силовых полей с большой точностью и достоверностью. В работе проведен конформационный анализ β-изгибов основных типов (I, I', II, II') с использованием независимых методов: оригинальной процедуры геометрии расстояний и процедуры перебора конформаций с последующей оптимизацией. Показано, что геометрический анализ в разработанном нами варианте достаточен для конформационного анализа β-изгибов: число геометрически состоятельных конформаций β-изгиба сводится к двум. Первое из найденных решений совпадает с экспериментальными данными рентгеноструктурного анализа. Второе решение, хотя и геометрически корректно, но энергетически маловероятно, так как соответствующие значения двугранных углов приходятся на строго запрещенные области карты Рамачандрана, вследствие недопустимого сближения атомов и экспериментально не наблюдаются. Таким образом выяснена природа формирования конформаций основных типов β-изгибов, в том числе содержащих так называемые «запрещенные» конформации.

Generation of Superoxide Radicals by Cardiac Mitiochondria and the Antioxidant Effect of the Water Soluble Form of Ubiquinol-10

Dudylina A.L., Ivanova M.V., Kalatanova A.V., Kalenikova E.I., Makarov V.G., Makarova M.N., Shumaev K.B., Ruuge E.K.

Изучено влияние водорастворимой формы убихинола-10 (CoQ10-H2) на процессы электронного транспорта и окислительного фосфорилирования в митохондриях, выделенных из сердец крыс линии Wistar, и образование в них активных форм кислорода. Показано, что предварительная инкубация изолированных митохондрий с убихинолом-10 при разных значениях концентрации препарата оказывает лишь незначительное влияние на скорость поглощения кислорода и дыхательный контроль. С помощью ЭПР-спектроскопии спиновых ловушек и ЭПР-оксиметрии исследовано взаимодействие убихинола-10 с образовавшимися в комплексе III ( bc 1-сегменте) митохондрий сердца супероксидными радикалами. Установлено, что убихинол-10 оказывает значительное антиоксидантное действие в физиологическом интервале температур, при этом величина и кинетические характеристики антирадикального эффекта зависят от концентрации препарата.

Effects of Different Chemical Agents on Priming of Neutrophils Exposed to Weak Combined Magnetic Fields

Novikov V.V., Yablokova E.V., Novikova N.I., Fesenko E.E.

Показано, что различные химические агенты (этилендиаминтетрауксусная кислота, сульфат цинка, этиловый спирт, ротенон) по разному влияют на предактивацию (прайминг) нейтрофилов, развивающуюся при действии слабых комбинированных коллинеарных постоянного и переменного магнитных полей (комбинированные магнитные поля: постоянное поле 42 мкТл; переменное поле 0,86 мкТл, сумма частот 1,0; 4,4 и 16,5 Гц). Низкие концентрации этилендиаминтетрауксусной кислоты (0,05%) меньше снижают интенсивность люминол-зависимой хемилюминесценции нейтрофилов в ответ на активатор респираторного взрыва - пептид N-формил-Met-Leu-Phe - при действии комбинированных магнитных полей, чем в контроле. Напротив, этиловый спирт (0,45%) и сульфат цинка (0,1 мМ) в большей степени влияют на этот процесс именно при действии комбинированных магнитных полей. Ротенон (1 мкМ) оказывает слабое влияние на хемилюминесценцию нейтрофилов, как при действии комбинированных магнитных полей, так и в контроле.

Changes of the Antibacterial Activity of Benzylpenicillin as a Result of Exposure to Pulsed Magnetic Field of High-Intensity

Glushchenkov V.A., Vasilyeva T.I., Purigin P.P., Belyaeva I.A., Rodenko N.A., Madyarova A.K., Jusupov R.Ju.

Установлено усиление антибактериального воздействия натриевой соли бензилпенициллина, облученной импульсным магнитным полем при определенных его параметрах: напряженности H, частоте f, количестве импульсов n. Воздействие импульсным магнитным полем осуществляли как на антибиотик в порошкообразной форме, так и на находящийся в растворе. Объектом исследования служили бактерии E. coli. Оценку антибактериального эффекта осуществляли по увеличению зон лизиса E. coli при сравнении с контрольным (необлученным) материалом. Предложена модель, объясняющая воздействие импульсного магнитного поля поведения на молекулу антибиотика.

The Effect of Polyoxyethylene-Polyoxypropylene Triblock Copolymers on the Loading Amount of Poly(Lactic-co-Glycolic Acid) Copolymer-based Microparticles Coupled with Chlorine

Temnov A.A., Sklifas A.N., Kukushkin N.I., Krechetov S.P., Gorina E.V., Astrelina T.A., Usupzhanova D.Yu., Suchkova Yu.B., Kobzeva I.V., Samoilov A.S.

Изучено влияние различных триблоксополимеров полиоксиэтилена-полиоксипропилена, их концентрации и способа воздействия на загрузку в мезенхимальные стволовые клетки микрочастиц на основе сополимеров молочной и гликолевой кислот, нагруженных лекарственными веществами - радахлорином (хлорин е 6) или бромистым этидием. Показано, что инкапсулированные внутри микрочастиц лекарственные вещества оказывают влияние на загрузку этих частиц в цитоплазму мезенхимальных стволовых клеток. Количество клеток, поглотивших частицы с хлорином е 6, в контроле примерно в два раза меньше, чем в экспериментах с бромистым этидием. Показано, что предварительная обработка микрочастиц триблоксополимерами более эффективна для загрузки их в клетки по сравнению с одновременным введением в среду культивирования триблоксополимеров и частиц. Обработка триблоксополимерами микрочастиц, содержащих бромистый этидий, не эффективна при загрузке их в мезенхимальные стволовые клетки по сравнению с контролем. Исключением является Pluronic 123, при обработке им частиц в концентрациях 1 и 2% загрузка частиц в клетки увеличивается по сравнению с контролем примерно в 11 и 5 раз соответственно. Для частиц с хлорином е 6 предварительная обработка их триблоксополимерами в концентрации 4% является наиболее эффективной, при обработке частиц загрузка их в клетки увеличивается примерно от 3 до 11 раз.

A Model of Glutamate Neurotoxicity and Mechanisms of Development of the Typical Pathological Process

Reutov V.P., Samosudova N.V., Sorokina E.G.

Глутаматная модель инсульта проанализирована с точки зрения развития типового патологического процесса, который, по мнению многих ученых, протекает на фоне нарушения основных регуляторных механизмов. Такой анализ позволяет выявить основные механизмы, ведущие к переходу от нормальных физиологических процессов к развитию общих патологических изменений. В работе анализируется обобщающая концепция развития патологических процессов, согласно которой в основе типового патологического процесса лежат неспецифические нарушения циклических регуляторных процессов, когда одновременно повышается содержание активных форм азота и кислорода. Выход концентраций активных форм азота и кислорода за пределы регуляторных возможностей биохимических антиоксидантных систем приводит к нарушению циклов оксида азота и супероксидного анион-радикала. С точки зрения этой концепции повреждение мембран клеток и субклеточных структур при токсическом воздействии глутамата, является следствием образования при указанных выше нарушениях высокореакционного соединения - диоксида азота, способного участвовать в цепных свободно радикальных реакциях и окислять основные биохимические компоненты, входящие в состав живых организмов: ДНК/РНК (гуаниновые основания в первую очередь); жирные кислоты (ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов мембран); белки (SH-группы серосодержащих аминокислот и ОН-группы тирозиновых остатков белков, с последующим образованием нитротирозина)...Глутаматная модель инсульта проанализирована с точки зрения развития типового патологического процесса, который, по мнению многих ученых, протекает на фоне нарушения основных регуляторных механизмов. Такой анализ позволяет выявить основные механизмы, ведущие к переходу от нормальных физиологических процессов к развитию общих патологических изменений. В работе анализируется обобщающая концепция развития патологических процессов, согласно которой в основе типового патологического процесса лежат неспецифические нарушения циклических регуляторных процессов, когда одновременно повышается содержание активных форм азота и кислорода. Выход концентраций активных форм азота и кислорода за пределы регуляторных возможностей биохимических антиоксидантных систем приводит к нарушению циклов оксида азота и супероксидного анион-радикала. С точки зрения этой концепции повреждение мембран клеток и субклеточных структур при токсическом воздействии глутамата, является следствием образования при указанных выше нарушениях высокореакционного соединения - диоксида азота, способного участвовать в цепных свободно радикальных реакциях и окислять основные биохимические компоненты, входящие в состав живых организмов: ДНК/РНК (гуаниновые основания в первую очередь); жирные кислоты (ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов мембран); белки (SH-группы серосодержащих аминокислот и ОН-группы тирозиновых остатков белков, с последующим образованием нитротирозина). Эта концепция хорошо согласуется с представлениями о том, что любая «болезнь начинается с недостаточности регуляторных механизмов» (Р. Вирхов) и представляет собой, прежде всего, «дизрегуляторную патологию» (Г.Н. Крыжановский). Анализ механизмов токсического воздействия глутамат- и NO-генерирующих соединений как модели инсульта позволил предложить способы уменьшения повреждающего действия указанных выше веществ, которые можно использовать и которые частично уже используются в клинической практике при лечении ишемических и геморрагических инсультов, кровоизлияний и черепно-мозговых травм.

Exposure to Whole Body Vibration Impairs Functional Activity of the Energy Producing System in Rabbit Myocardium

Vorobieva V.V., Shabanov P.D.

Исследованы показатели энергетического обмена миокарда кроликов после воздействия общей вертикальной вибрации с амплитудой 0,5 мм, частотой 8 и 44 Гц, генерируемой с помощью промышленной установки. Изучение энергозависимых реакций нативных митохондрий миокарда проводили полярографическим методом с помощью закрытого мембранного электрода типа Кларка. Метаболические состояния митохондрий моделировали in vitro при варьировании экзогенных энергетических субстратов (янтарная кислота, смесь глутаминовой и яблочной кислот) до и после воздействия разобщителя окислительного фосфорилирования 2,4-динитрофенола. Вклад никотинамиддинуклеотид- и флавинадениндинуклеотид-зависимых субстратов в эндогенную дыхательную активность митохондрий оценивали по данным ингибиторного анализа с амиталом или малонатом. Полученные результаты показали, что изменения функциональной активности митохондрий миокарда зависят от частоты и продолжительности вибрационного воздействия и проявляются торможением НАД-зависимого звена дыхательной цепи и активацией системы окисления лиганда метаботропного пуринергического G-белок-сопряженного рецептора GPR91 из семейства P2Y - янтарной кислоты. В силу системного дизрегулирующего воздействия вибрация может быть использована в качестве моделирующего биоэнергетическую клеточную гипоксию фактора как для изучения вибрационных феноменов, реализуемых на уровне систем энергопродукции органов и тканей, так и вибропротективных свойств лекарственных препаратов.

Modeling of Multifactor Taxis in a Predator-Prey System

Budyansky A.V., Tsybulin V.G.

Рассмотрена модель динамики хищника и жертвы на неоднородном ареале, записываемая в виде системы двух нелинейных уравнений реакции диффузии-адвекции. Учитывались поисковая активность хищника и таксис жертвы из-за неравномерности распределения хищника и ресурса. На основе метода прямых и схемы смещенных сеток проведено численное исследование влияния направленной миграции на формирование популяционных структур. Проанализирована роль таксиса на заполняемость ареала и рассчитаны области миграционных параметров, при которых реализуются стационарные и колебательные пространственно-временные сценарии.

Modelling the Formation of Stable Visual Evoked Potentials at Different Frequencies of Photostimulation

Turovsky Ya.A., Borzunov S.V., Surovtsev A.S., Zaitsev S.A., Konovskoy A.S.

Проведен анализ формирования устойчивых зрительных вызванных потенциалов на основе зрительных вызванных потенциалов. При использовании регрессионной модели показано, что локализация по времени зрительных вызванных потенциалов при накоплении устойчивых зрительных вызванных потенциалов играет определенную роль, заключающаяся в разных значениях регрессионных коэффициентов, задаваемых для зрительных вызванных потенциалов с разным фазовым сдвигом в отношении друг друга. Линейная регрессионная модель для частоты фотостимуляции 14 Гц лучше описывает значения устойчивых зрительных вызванных потенциалов при циклическом повторении зрительных вызванных потенциалов, чем для частоты 8 Гц. В подавляющем большинстве случаев число выявленных на спектрах в частотно-временной области групп частотных пиков (цепочек локальных максимумов), больше для сигналов с частотой 8 Гц, чем для сигналов с частотой 14 Гц. Данная зависимость сохраняется для устойчивого зрительного вызванного потенциала, полученного непосредственно с пользователя, в отличие от «искусственно синтезированного» из зрительного вызванного потенциала...Проведен анализ формирования устойчивых зрительных вызванных потенциалов на основе зрительных вызванных потенциалов. При использовании регрессионной модели показано, что локализация по времени зрительных вызванных потенциалов при накоплении устойчивых зрительных вызванных потенциалов играет определенную роль, заключающаяся в разных значениях регрессионных коэффициентов, задаваемых для зрительных вызванных потенциалов с разным фазовым сдвигом в отношении друг друга. Линейная регрессионная модель для частоты фотостимуляции 14 Гц лучше описывает значения устойчивых зрительных вызванных потенциалов при циклическом повторении зрительных вызванных потенциалов, чем для частоты 8 Гц. В подавляющем большинстве случаев число выявленных на спектрах в частотно-временной области групп частотных пиков (цепочек локальных максимумов), больше для сигналов с частотой 8 Гц, чем для сигналов с частотой 14 Гц. Данная зависимость сохраняется для устойчивого зрительного вызванного потенциала, полученного непосредственно с пользователя, в отличие от «искусственно синтезированного» из зрительного вызванного потенциала. В случае фотостимуляции частотой в 14 Гц частотные компоненты сигнала как увеличивающие, так и уменьшающие свой период, встречаются одинаково часто, а в случае частоты 8 Гц наблюдается увеличение числа цепочек локальных максимумов, частота которых уменьшается. Продемонстрировано наличие группы пользователей, которые реагируют на высокочастотную фотостимуляцию в виде снижения числа выраженных частотных компонент, участвующих в формировании вызванного потенциала. При этом модуляция частотных компонент в нативном устойчивом зрительном вызванном потенциале носит, преимущественно, характер снижения частоты в сигнале, чего не наблюдается при модельном воспроизведении в виде конструирования сигнала из последовательности зрительных вызванных потенциалов этого же пользователя.

The Effects of Photostimulation, Controlled via Human Electroencephalogram

Fedotchev A.I.

Экспериментально проверено предположение о том, что ритмические световые воздействия могут обладать повышенной биологической эффективностью при их автоматической модуляции параметрами электроэнцефалограммы человека. Проведен сравнительный анализ эффектов, наблюдаемых у одних и тех же испытуемых при двух видах ритмической фотостимуляции. В одном случае 15 испытуемым-добровольцам, находящимся в состоянии тревоги и стресса, предъявляли световые ритмические воздействия, формируемые в реальном времени на основе их электроэнцефалограммы, а в другом случае (контроль) использовали фотостимуляцию с пошагово возрастающей от 4 до 25 Гц частотой. Показано, что значимые позитивные сдвиги объективных и субъективных показателей наблюдаются только в случаях, когда управление световыми воздействиями осуществляется непосредственно регистрируемыми электроэнцефалограммными характеристиками испытуемых. Полученные эффекты объясняются повышенной персонализацией воздействий, а также взаимодействием процессов восприятия и обработки значимых для человека интероцептивных сигналов с резонансными механизмами мозга, обеспечивающими нормализацию функционального состояния человека под влиянием ритмических световых воздействий.

Isopotic Substitution of Deuterium for Protium in Rat Brain Tissues Changes Brain Tolerance to Hypoxia

Kozin S.V., Kravtsov A.A., Elkina A.A., Zlishcheva E.I., Barysheva E.V., Shurygina L.V., Moiseev A.V., Baryshev M.G.

Представлены результаты изучения влияния обедненной дейтерием воды на окислительные процессы в головном мозге крыс в физиологических условиях и при гипоксии, а также данные, полученные методом культуры тканей, характеризующие функциональные показатели нейронов в условиях стрессового воздействия. Изучение свободнорадикальных процессов в тканях головного мозга крыс продемонстрировало, что потребление воды с пониженным содержанием дейтерия в течение двух недель оказывает стрессирующий эффект. При более длительном потреблении обедненной дейтерием воды происходит активация неспецифических защитных систем организма. Исследовано влияние на культуру тканей мозжечка инкубационного солевого раствора, приготовленного на воде с пониженным содержанием дейтерия. Установлено, что глюкозная депривация и температурный стресс (39°C) приводят к повышенной гибели культуры нейронов при инкубации в инкубационном солевом растворе, приготовленном на обедненной дейтерием воде. Уровень гибели нейронов в инкубационном солевом растворе как при 150 ppm, так и при 50 ppm по дейтерию в физиологических условиях существенно не отличается. При этом в обедненной дейтерием среде происходит уменьшение мембранного потенциала митохондрий нейронов мозжечка. Таким образом, установлено что двухчасовая инкубация нейронов мозжечка в инкубационном солевом растворе с пониженным содержанием дейтерия не оказывала цитопротективного эффекта.

Influence of Chemotherapy on Progression of Biclonal Tumor - Analysis by Means of Mathematical Modeling

Kuznetsov M.B., Kolobov A.V.

Методом математического моделирования исследовано влияние химиотерапии на композиционный состав солидной биклональной опухоли, в которой клетки одной популяции имеют более высокую скорость деления, а другой - более высокую собственную подвижность. Показано, что при малой чувствительности клеток к химиотерапевтическому препарату проведение химиотерапии увеличивает область в пространстве параметров, где доминирует быстроделящаяся популяция. При сильной химиотерапии этот эффект проявляется слабее, при этом в параметрическом пространстве появляется область где происходит обратная смена доминирующей популяций с быстроделящейся на более подвижную.

Heuristic Work of the Brain and Artificial Neural Networks

Eskov V.M., Pyatin V.F., Eskov V.V., Ilyashenko L.K.

Представлены два новых фундаментальных принципа работы реальных нейросетей мозга, которые были положены в основу работы искусственных нейросетей (нейроЭВМ). Кроме широко известных свойств искусственных нейронов (пороговые свойства, образование нейросетей, метод обратной ошибки), представлены два новых главных свойства реальных нейросетей мозга, которые внедряются в работу нейроэмуляторов. Дается обоснование их использования в практических целях в работе нейроЭВМ. Первое свойство - постоянный статистический хаос в структуре и функциях нейросетей мозга. Второе - наличие ревербераций (многократных повторений) в работе нейросети. Введение этих двух свойств в работу общепринятой искусственной нейросети, обеспечивает новое качество - они решают задачу системного синтеза (отыскание параметров порядка). До настоящего времени в современной науке эта задача (в медицине как фундаментальная проблема в общем виде) не изучена и не решена. Показано, что эта задача идентична эвристической деятельности мозга.

The Experimental Approach to the Investigation of the Universal Period-Tripling System

Kolombet V.A., Lesnykh V.N., Elistratov A.V., Kolombet E.V., Fedorov M.V., Shnoll S.E.

Универсальная система утраивающихся периодов была обнаружена в разнообразных астрономических, геофизических и биологических явлениях в диапазоне периодов от 1,64 млрд. лет до 50 лет, а затем ее существование было подтверждено нами в масштабах вплоть до 10-15 с на примерах особенностей памяти и слуха человека, ряда технических устройств, в том числе медицинского назначения, и, наконец, в настройках зрения человека и животных. Этот беспрецедентно мультимасштабный дискретный спектр периодов исследовался до сих пор исключительно на базе литературных данных, и в результате было показано, что множество систем различной природы, в том числе самые обыденные функционируют на фоне безразмерного спектра периодов ~3 k /2 m. Он близок к спектру стохастического аттрактора, дающего, в частности, пифагорейскую музыкальную октаву. Результат этого феноменологического обобщения мы подтверждаем экспериментально, тестируя различные генераторы электрических колебаний.

Dynamics of Vegetation Restoration in the Steppe Zone of the Khakassia Republic Based on Surface and Satellite Data

Botvich I.Yu., Zorkina T.M.

Определены динамика и особенности восстановления разнотравно-злаково-полынного и полынно-злакового фитоценозов на залежных землях Алтайского района Республики Хакасия по наземным и спутниковым данным. Выявлен видовой состав, структура и фитомасса данных фитоценозов. Установлено постепенное формирование структурных элементов степных сообществ на исследуемых залежах. Проведенная работа показала целесообразность использования временных рядов спутниковых значений индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), полученных с помощью спектрорадиометра Modis, при изучении особенностей восстановления залежей. Биологические особенности, проективное покрытие, фитомасса в целом определяют величину NDVI. Межгодовая изменчивость NDVI отражает степень и время восстановления залежей. С определенного момента происходит увеличение параметров близких к степи (контрольному варианту). Установлено, что на значения NDVI оказывают влияние не только абиотические факторы (климат, почвы), но и биотические (выпас, рекреационная нагрузка)...Определены динамика и особенности восстановления разнотравно-злаково-полынного и полынно-злакового фитоценозов на залежных землях Алтайского района Республики Хакасия по наземным и спутниковым данным. Выявлен видовой состав, структура и фитомасса данных фитоценозов. Установлено постепенное формирование структурных элементов степных сообществ на исследуемых залежах. Проведенная работа показала целесообразность использования временных рядов спутниковых значений индекса NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), полученных с помощью спектрорадиометра Modis, при изучении особенностей восстановления залежей. Биологические особенности, проективное покрытие, фитомасса в целом определяют величину NDVI. Межгодовая изменчивость NDVI отражает степень и время восстановления залежей. С определенного момента происходит увеличение параметров близких к степи (контрольному варианту). Установлено, что на значения NDVI оказывают влияние не только абиотические факторы (климат, почвы), но и биотические (выпас, рекреационная нагрузка). В связи с этим продолжительность стадий восстановления не всегда соответствует литературным утверждениям. В разных условиях они проходят по-разному. Проведена статистическая обработка климатических данных по метеостанции «Абакан» (индекс 29862 в сети Всемирной метеорологической организации) за период с 2000 по 2017 гг. Рассчитаны «средние многолетние нормы» температур и сумм осадков (год, месяц) базового периода Всемирной метеорологической организации 1961-1990 гг. Проведен анализ динамики значений температуры и количества осадков по многолетним рядам.

This content is a part of the Biology and Ecology collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.