Interzelluläre Interaktionen in verschiedenen Stadien der Ontogenese. Embryonale Induktion und ihre Arten. G. Spemanns Experimente zur Untersuchung des Phänomens der embryonalen Induktion. Kontaktinteraktion von ICC-Zellen und Zellverhalten

Bei der Entwicklung von Unter- und höhere Wirbeltiere Ein einziges allgemeines biologisches Muster ist deutlich sichtbar, das sich im Auftreten von Keimschichten und der Trennung der Hauptrudimente von Organen und Geweben ausdrückt. Der Prozess der Gewebebildung aus dem Material embryonaler Rudimente ist die Essenz der Lehre von der Histogenese.

Embryonale Histogenese, wie von A.A. definiert Klishova (1984) ist ein Komplex von Prozessen der Proliferation, des Zellwachstums, der Migration, interzellulärer Interaktionen, der Differenzierung, der Bestimmung, des programmierten Zelltods und einiger anderer, die zeitlich und räumlich koordiniert sind. Alle diese Prozesse finden in gewissem Maße im Embryo statt, beginnend mit den frühesten Stadien seiner Entwicklung.

Proliferation. Die Hauptteilungsmethode von Gewebezellen ist die Mitose. Mit zunehmender Zellzahl entstehen Zellgruppen oder Populationen, die durch eine gemeinsame Lage innerhalb der Keimschichten (embryonale Rudimente) verbunden sind und über ähnliche histogenetische Potenzen verfügen. Der Zellzyklus wird durch zahlreiche extra- und intrazelluläre Mechanismen reguliert. Zu den extrazellulären Einflüssen auf die Zelle zählen Zytokine, Wachstumsfaktoren, hormonelle und neurogene Reize. Die Rolle intrazellulärer Regulatoren übernehmen spezifische zytoplasmatische Proteine. Während jedes Zellzyklus gibt es mehrere kritische Punkte, die dem Übergang der Zelle von einer Periode des Zyklus in eine andere entsprechen. Wenn das interne Kontrollsystem gestört ist, wird die Zelle unter dem Einfluss ihrer eigenen regulatorischen Faktoren durch Apoptose eliminiert oder verzögert sich für einige Zeit in einer der Perioden des Zyklus.

Radiographische Analysemethode Zellzyklen in verschiedenen Geweben enthüllten die Besonderheiten der Beziehung zwischen Zellreproduktion und -differenzierung. Wenn beispielsweise Gewebe (hämatopoetische Gewebe, Epidermis) über einen ständigen Bestand an proliferierenden Zellen verfügen, die dafür sorgen, dass absterbende Zellen kontinuierlich durch neue Zellen ersetzt werden, werden diese Gewebe als sich erneuernd eingestuft. Andere Gewebe, beispielsweise einige Bindegewebe, zeichnen sich dadurch aus, dass in ihnen parallel zu ihrer Differenzierung eine Zunahme der Zellzahl auftritt; Zellen in diesen Geweben zeichnen sich durch eine geringe mitotische Aktivität aus. Das sind wachsende Gewebe. Schließlich zeichnet sich Nervengewebe dadurch aus, dass alle wichtigen Fortpflanzungsprozesse während der embryonalen Histogenese enden (wenn der Hauptvorrat an Stammzellen gebildet wird, der für die spätere Entwicklung des Gewebes ausreicht). Daher wird es als stabiles (stationäres) Gewebe klassifiziert. Die Lebensdauer von Zellen in sich erneuernden, wachsenden und stabilen Geweben ist unterschiedlich.

Zusammen mit der Zellerneuerung Populationen In den Zellen selbst wird ständig eine Erneuerung intrazellulärer Strukturen beobachtet (intrazelluläre physiologische Regeneration).

Zellwachstum, Migration und Zell-Zell-Interaktionen. Zellwachstum äußert sich in Veränderungen ihrer Größe und Form. Bei erhöhter funktioneller Aktivität und intrazellulärer Biosynthese wird eine Zunahme des Zellvolumens beobachtet. Überschreitet das Zellvolumen eine bestimmte Norm, spricht man von Hypertrophie, umgekehrt nimmt bei einer Abnahme der funktionellen Aktivität das Zellvolumen ab und bei Überschreitung bestimmter normativer Parameter kommt es zur Zellatrophie. Das Zellwachstum ist nicht unbegrenzt und wird durch das optimale Kern-Zytoplasma-Verhältnis bestimmt.

Bewegungsvorgänge sind wichtig für die Histogenese Zellen. Die Zellmigration findet am häufigsten während der Gastrulationsphase statt. Doch auch während der Histo- und Organogenese kommt es zu Bewegungen von Zellmassen (z. B. Verlagerung von Myoblasten von Myotomen zu den Stellen der Skelettmuskelbildung; Bewegung von Zellen aus der Neuralleiste mit Bildung der Spinalganglien und des Nervs). Plexus, Migration von Gonozyten usw.). Die Migration erfolgt über mehrere Mechanismen. So unterscheidet man zwischen Chemotaxis – der Bewegung von Zellen in Richtung eines Konzentrationsgradienten eines chemischen Wirkstoffs (Bewegung von Spermien zur Eizelle, Vorläufer von T-Lymphozyten vom Knochenmark zur Thymusanlage).

Haptotaxis- Mechanismus der Zellbewegung entlang des Konzentrationsgradienten des Adhäsionsmoleküls (Bewegung von Pronephrosgangzellen bei Amphibien entlang des alkalischen Phosphatasegradienten auf der Oberfläche des Mesoderms). Kontaktorientierung – wenn in einem Hindernis nur noch ein Bewegungskanal übrig bleibt (beschrieben bei Fischen während der Flossenbildung).

Kontakthemmung- Diese Bewegungsmethode wird in Zellen der Neuralleiste beobachtet. Der Kern der Methode besteht darin, dass, wenn eine Lamellipodie von einer Zelle gebildet wird und mit einer anderen Zelle in Kontakt kommt, die Lamellipodie aufhört zu wachsen und allmählich verschwindet, in einem anderen Teil der wandernden Zelle jedoch eine neue Lamellipodie gebildet wird.

Im Gange Migration Zellen spielen interzelluläre Interaktionen eine wichtige Rolle. Es gibt mehrere Mechanismen einer solchen Interaktion (Kontakt und Distanz). Eine große Gruppe von Zelladhäsionsmolekülen (MCAs) wird identifiziert. Somit sind Cadherine Ca2+-abhängige mAbs, die für interzelluläre Kontakte während der Gewebebildung, für die Formbildung usw. verantwortlich sind. Das Cadherin-Molekül unterscheidet zwischen extrazellulären, transmembranen und intrazellulären Domänen. Beispielsweise ist die extrazelluläre Domäne für die Adhäsion von Zellen mit denselben Cadherinen verantwortlich, und die intrazelluläre Domäne ist für die Zellform verantwortlich. Eine weitere Klasse von mAbs ist die Immunglobulin-Superfamilie der Ca2+-unabhängigen mAbs, die beispielsweise die Adhäsion von Axonen am Sarkolemm von Muskelfasern oder die Wanderung von Neuroblasten entlang radialer Gliozyten in der Anlage der Großhirnrinde usw. gewährleisten Die nächste Klasse von mAbs sind Membranenzyme – Glykosyltransferasen. Letztere verbinden sich wie ein „Schlüsselschloss“ mit Kohlenhydratsubstraten – Glykosaminoglykanen des Supramembrankomplexes der Zelle und sorgen so für eine starke Adhäsion der Zellen.

Außer Mechanismen der interzellulären Interaktion Es gibt Mechanismen für die Interaktion von Zellen mit dem Substrat. Dazu gehört die Bildung von Zellrezeptoren für extrazelluläre Matrixmoleküle. Zu letzteren zählen Zellderivate, unter denen Kollagen, Fibronektin, Laminin, Tenascin und einige andere die am besten untersuchten Adhäsionsmoleküle sind. Kollagene, von denen es mehrere Dutzend Arten gibt, sind Teil der Interzellularsubstanz des lockeren faserigen Bindegewebes, der Basalmembran usw. Fibronektin, das von Zellen abgesondert wird, ist ein Verbindungsmolekül zwischen der wandernden Zelle und der Interzellularmatrix. Laminin, ein Bestandteil der Basalmembran, verbindet auch wandernde Zellen mit der interzellulären Matrix (gilt für Epithelzellen und Neuroblasten).

Implementieren Kommunikation zwischen wandernden Zellen Zellen bilden mit der interzellulären Matrix spezifische Rezeptoren. Dazu gehört beispielsweise Syndecan, das durch Adhäsion an Fibronektin- und Kollagenmoleküle für den Kontakt der Epithelzelle mit der Basalmembran sorgt. Zelloberflächenintegrine binden extrazelluläre Matrixmoleküle auf der extrazellulären Seite und Zytoskelettproteine ​​(z. B. Aktin-Mikrofilamente) innerhalb der Zelle. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen intra- und extrazellulären Strukturen, die es der Zelle ermöglicht, sich über ihren eigenen kontraktilen Apparat zu bewegen. Schließlich gibt es eine große Gruppe von Molekülen, die zelluläre Kontakte bilden, die die Kommunikation zwischen Zellen (Gap Junctions) und mechanische Verbindungen (Desmosomen, Tight Junctions) ermöglichen.

Entfernte interzelluläre Interaktionen erfolgt durch die Sekretion von Hormonen und Wachstumsfaktoren (GFs). Letztere sind Stoffe, die eine stimulierende Wirkung auf die Proliferation und Differenzierung von Zellen und Geweben haben. Dazu gehören beispielsweise FR, das aus Blutplättchen gewonnen wird und den Übergang von Zellen in die Proliferationsphase beeinflusst (glatte Myozyten, Fibroblasten, Gliozyten); epidermales FR – stimuliert die Proliferation von Epithelzellen, die aus dem Ektoderm stammen; Fibroblast FR – stimuliert die Proliferation von Fibroblasten. Besonders hervorgehoben wird eine große Gruppe von Peptiden (Somatotropine, Somatomedine, Insulin, Laktogen), die die Entwicklung fetaler Zellen beeinflussen.

EMBRYOLOGIE

Entwicklungsbiologie (Embryologie) – die Wissenschaft von den Mustern der Ontogenese mehrzelliger Organismen

Organismen, angefangen bei der Gametogenese bis hin zur postembryonalen Entwicklung. Die Entwicklungsbiologie untersucht die Struktur und Funktionen von Embryonen in aufeinanderfolgenden Entwicklungsstadien bis hin zur Bildung erwachsener Formen und der anschließenden Alterung des Organismus. Die Entwicklung unterliegt der Kontrolle genetischer und umweltbedingter Faktoren; sie wird auf der Ebene des gesamten Organismus, der Organ- und Geweberudimente, auf zellulärer, subzellulärer und molekularer Ebene reguliert.

Die Entwicklungsbiologie basiert auf den Errungenschaften verwandter Wissenschaften – Zytologie, Genetik, Molekularbiologie, Evolutionstheorie und Ökologie. Daher wird die Präsentation des Kurses „Embryologie“ um die notwendigen Informationen aus den oben aufgeführten Disziplinen ergänzt.

Thema und Geschichte der Embryologie

Das Fach Embryologie, seine Verbindung mit anderen biologischen Disziplinen. Ein kurzer Überblick über die Geschichte der Embryologie. Ansichten von Hippokrates und Aristoteles. Embryologie des 17.-18. Jahrhunderts.

Präformisten und Epigenetiker. Werke von K.F. Wolf. Entwicklung der Embryologie im 19. Jahrhundert. Die Bedeutung der Werke von K. Bär. Der Einfluss des Darwinismus auf die Embryologie. Vergleichende Evolutionsrichtung (A.O. Kovalevsky, E. Haeckel, I.I. Mechnikov). Historische Wurzeln der experimentellen Embryologie, ihre modernen Aufgaben. Die kausalanalytische Methode, ihre Stärken und Schwächen. Diskussion von Neopräformisten und Neoepigenetik (V. Gis, V. Ru, G. Drish). Die Hauptrichtungen und Aufgaben der modernen deskriptiven, experimentellen, vergleichenden und theoretischen Embryologie. Seine Verbindung mit Zytologie, Genetik und Molekularbiologie.

Angewandte Bedeutung der Embryologie.

Die Embryologie ist eine Wissenschaft, die die individuelle Entwicklung eines mehrzelligen Organismus sowie die Muster der Veränderungen in seinem morphofunktionellen Zustand während der Ontogenese untersucht.

Es umfasst bestimmte Abschnitte der Zytologie, Histologie, Genetik und Molekularbiologie. Einer der Anfänge der Embryologie war offenbar die geburtshilfliche Praxis (als eine der ersten Formen der medizinischen Versorgung). Das zweite Prinzip ist ideologisch (empirisch – Bewegung von Tatsache zu Tatsache und theoretisch – eine allgemeine Vorstellung von der Entstehung des Lebens, dem Ursprung, der Entwicklung des Organismus).

Die ersten Theorien, die später als Grundlage für die Entwicklung der Wissenschaft dienten, entstanden in der Antike.

Empedokles (444 v. Chr.) argumentierte, dass ein Mensch im Alter von 31 bis 50 Tagen geformt wird. Er glaubte, dass Knochen Erde und Wasser seien, Sehnen Erde und Luft usw. Er glaubte auch, dass die Geburt von Zwillingen oder Freaks das Ergebnis der Fantasie der Mutter sei. Er glaubte, dass der Fötus vom Moment der Geburt an zu atmen beginnt.

Diogenes argumentierte, dass die Plazenta das Ernährungsorgan des Fötus sei. Und er äußerte die Idee einer konsequenten Weiterentwicklung der Strukturen.

Hippokrates – die ersten regelmäßigen Erkenntnisse auf dem Gebiet der Embryologie. (460-370 v. Chr.) Hauptsächlich mit Geburtshilfe und Gynäkologie verbunden. Werke „Über die Ernährung“, „Über den Samen“, „Über die Natur des Kindes“. Er spricht über drei inhärente Eigenschaften jedes Körpers – Trockenheit, Feuchtigkeit, Wärme. Sie treffen sich nie getrennt. Hippokrates vergleicht alle Vorgänge im Körper mit Vorgängen in anorganischen Körpern und mit der Arbeitstätigkeit.

Er drückte die Idee der Präformation aus: „Alle Teile des Embryos werden gleichzeitig gebildet.“ Alle Mitglieder trennen sich gleichzeitig voneinander und wachsen auf die gleiche Weise. Keines entsteht früher oder später als das andere, aber diejenigen, die von Natur aus dicker sind, erscheinen vor den dünneren, ohne früher gebildet zu werden“ (Präformationismus – alles ist von Anfang an bestimmt)

Aristoteles (384-322 v. Chr.) legte den Grundstein für die allgemeine und vergleichende Embryologie. Werk „Über die Herkunft der Tiere“. Er öffnete Hühnereier, sezierte und untersuchte alle Arten von Embryonen kaltblütiger Tiere und Säugetiere und möglicherweise sogar abgetriebene menschliche Embryonen. (Epigenese – alles entsteht neu)

Aristoteles:

1) Er schlug eine Klassifizierung der Tiere nach embryologischen Merkmalen vor.

2) Einführung einer vergleichenden Untersuchungsmethode und Festlegung von Vorstellungen über die verschiedenen Wege der Embryonalentwicklung; er kannte Oviparität und Viviparität.

3) Feststellung der Unterschiede zwischen primären und sekundären Geschlechtsmerkmalen.

4) Die Geschlechtsbestimmung wurde auf die frühen Stadien der Embryonalentwicklung zurückgeführt.

5) Er vertrat das Konzept einer unbefruchteten Eizelle als einer komplexen Maschine, deren Teile sich bewegen und beginnen, ihre Funktionen zu erfüllen, sobald der Haupthebel angehoben wird.

6) Die Funktionen der Plazenta und der Nabelschnur richtig interpretiert.

7) verband das Phänomen der Regeneration mit dem Phänomen der Embryogenese.

8) Er nahm die Rekapitulationstheorie mit seinem Urteil vorweg, dass im Prozess der Embryonalentwicklung allgemeine Merkmale vor spezifischen auftauchen.

9) Mit seinen Beobachtungen über die schnellere Entwicklung des Kopfendes des Embryos schlug er die Theorie der Morphogenesegradienten vor.

10) Ich habe festgestellt, dass bestehende Annahmen auf das Gegenteil von Präformation – Epigenese – hinauslaufen. Er selbst bestand auf der Richtigkeit der zweiten Option – der Epigenese.

Er brachte auch die Idee von vier Ursachen zum Ausdruck – materielle, aktive, formale und endgültige. Im Mittelalter setzte sich der vierte, letzte Grund aufgrund seiner Verbindung mit der Idee des göttlichen Prinzips durch.

Erst Francis Bacon (1561-1626) hat es bewiesen. Dass die Endursache aus wissenschaftlicher Sicht ein unnötiges Konzept ist. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte sich in der Embryologie seit dem Tod des Aristoteles nichts geändert.

Im 17. Jahrhundert erfand Anthony Van Leeuwenhoek das Mikroskop. Er beschrieb das Eindringen von Spermien in die Gebärmutter und Eileiter verschiedener lebender Organismen.

Kontroverse zwischen K. Wolf (St. Petersburger Akademie der Wissenschaften) und A. Haller.

Haller stand auf der Seite des Präformationismus, und Wolf zeigte am Beispiel der Entwicklung des Kreislauf- und später des Verdauungssystems, dass diese Systeme zunächst wie Blätter, dann wie Rillen aussehen und sich schließlich in Röhren verwandeln. 1776 verfasste er das Werk „Über die Darmbildung“. Hallers Autorität verhinderte die Anerkennung von Wolfs Recht, doch mit der Zeit wurde sie anerkannt.

Die Arbeiten der Embryologen des 19. Jahrhunderts K. Baer und H.G. Pandera basierte genau auf der Erkenntnis, dass Wolf Recht hatte.

K. Bär. Einer der größten Naturforscher seiner Zeit. Er entwickelte Panders Lehre von den Keimschichten und identifizierte die tierischen (Haut und NS bereitstellenden) und vegetativen (Gefäße, Muskeln und Verdauungstrakt bereitstellenden) Pole, die embryonale Chorda.

Er machte eine herausragende Verallgemeinerung, die die Embryologie als eigenständige Wissenschaft definierte – die Ähnlichkeit in der Entwicklung von Embryonen höherer und niederer Tiere. Das Muster war, dass sich zuerst die für den Typ charakteristischen Merkmale entwickeln, dann die Klasse usw.) – Baers Gesetz. Er bemerkte, dass die Ontogenese eine vorgeformte Epigenese ist. (Entsteht neu, aber in einer vorgegebenen Form)

Bischof gab den heute erhaltenen Keimblättern (Meso-, Ento- und Ektoderm) Namen, basierend auf der Zelllehre von T. Schwann. Er zeigte, dass die gleichnamigen Blätter verschiedener Tiere in ihrer histologischen Struktur ähnlich sind.

Charles Darwin weckte das Interesse an der Embryologie. Viele Evolutionisten haben versucht, embryologische Daten zur Stützung der Evolutionstheorie zu nutzen.

Ernst Haeckel formulierte das biogenetische Grundgesetz: „Die Entwicklung des Embryos ist eine komprimierte und verkürzte Wiederholung der evolutionären Entwicklung einer bestimmten Gruppe von Organismen.“ Sie ist umso vollständiger, je mehr Palingenese erhalten bleibt (Palingenese ist ein Merkmal oder Prozess in der Embryogenese, der das entsprechende Merkmal oder den entsprechenden Prozess der Phylogenie einer bestimmten Art wiederholt).

Weissmann (1834-1914) verwendete einen zytogenetischen Ansatz, während zuvor nur ein relativ evolutionärer und beschreibender Ansatz verwendet wurde. Er schlug das Konzept der ungleichen Teilung, der Trennung des Keimtrakts und der ungleichen erblichen Mitose vor. Basierend auf Boveris Experimenten mit Spulwürmern. Er beschrieb das Phänomen der Chromatin-Deminution (Verlust eines Teils der Chromosomen in Körperzellen).

Roux‘ Experimente mit der Kauterisation der Hälfte eines 4-Zellen-Embryos. (Von der Hälfte entwickelte sich nur die Hälfte der Organisation.) Als jedoch die Hälften isoliert wurden, entwickelten sich vollwertige Organisationen. Hans Drieschs Experimente mit Ctenophoren (sowohl Kauterisierung als auch Isolierung führten zu einer Verringerung der Anzahl der Kämme). Es stellte sich auch heraus, dass der im Zytoplasma einer unreifen Eizelle verursachte Defekt behoben wird, bei einer reifen Eizelle jedoch zu Störungen im Zytoplasma führt Embryo. Es stellte sich heraus, dass sich bei der Entfernung von Blastomeren aus Ringelwürmern und Weichtieren eine Larve mit irreparablen Defekten entwickelt, während sich bei Stachelhäutern, Hohltieren und Ascidien ein normaler Embryo entwickelt. Dabei handelt es sich sozusagen um eine Kombination aus Präformationismus im ersteren und Epigenese im letzteren.

Die beiläufig-analytische Methode hat die deskriptiv-vergleichende Methode abgelöst. Die experimentelle und analytische Embryologie nahm Gestalt an.

Stärken: die Fähigkeit, grundsätzlich neue Informationen und Daten zu gewinnen.

Schwächen – (Was würde passieren, wenn.. Die Methode auf Experimenten basiert, die Theorie an das Ergebnis des Experiments angepasst wird. Diese Methode ermöglicht es nicht, den Mechanismus zu verstehen, wir sehen nur das Ergebnis der Aktion.)

Drish war ein Neo-Epigenetiker, Roux war ein Neo-Präformist.

Es war Driesch, dem es gelang, die Äquipotentialität der Blastomerkerne einiger sich entwickelnder Eier festzustellen. Er fand heraus, dass sie sich im Zytoplasma unterscheiden. Gleichzeitig produzierten Seeigeleier absolut identische Blastomere. Drish kam zu dem Schluss, dass das Schicksal der Blastomeren von ihrer Position als Ganzes abhängt. (in Vorwegnahme moderner Überzeugungen über Positionsinformationen). Drish kam außerdem zu dem Schluss, dass die voraussichtliche Potenz des Blastomers immer größer ist als sein voraussichtlicher Wert (es können sich mehr verschiedene Dinge entwickeln, als während der normalen Entwicklung passieren).

Heutzutage wird die Embryologie weitgehend mit Genetik, Molekularbiologie und Zytologie in Verbindung gebracht. Mit den Methoden dieser Wissenschaften können wir tiefer in bestehende Fragestellungen eintauchen und bisher unzugängliche Details ermitteln. Heutzutage hat sich die Embryologie weitgehend auf die Mikroebene verlagert. Die experimentelle Embryologie ist in unserer Zeit aufgrund der Restriktionen der Bioethik in ihren Möglichkeiten weitgehend eingeschränkt.

Gametogenese

Bildung primärer Keimzellen (Gonozyten) bei verschiedenen Tiergruppen (Schwämme, Darmwürmer, Spulwürmer, Krebstiere, Wirbeltiere).

Gonozyten, oder Urkeimzelle- Hierbei handelt es sich um eine embryonale Zelle, aus der sich später Keimzellen bilden können.

Bei allen Tieren, die morphologisch unterschiedliche Gonaden haben, werden Keimzellen unabhängig von der Gonade (extragonadal) gebildet. Vom Moment der Isolierung bis zu ihrem Eindringen in die Gonaden werden diese Zellen Gonozyten genannt.

Bei einigen Tieren können sich während der Ontogenese aus somatischen Zellen Keimzellen bilden. Zu diesen Tieren gehören Schwämme, Hohlwürmer und Plattwürmer. In Schwämmen werden Keimzellen aus Amöbozyten und Choanozyten gebildet. Bei Hohltieren werden Keimzellen aus interstitiellen (I-)Zellen gebildet, bei Flach- und Ringelwürmern – aus Neoblasten.

Daher können Keimzellen auch bei der Regeneration aus kleinen Körperbereichen erwachsener Tiere unter vollständiger Entfernung der Keimdrüsen entstehen.

Bei Planarien, die über einen längeren Zeitraum hungern, können sich Keimzellen dedifferenzieren und in Stammzellen verwandeln, die für die Regeneration von Körpergewebe verwendet werden.

Bei Ringelwürmern kommt es zu einer frühen Ablösung der Keimzellrudimente, die aus Körperzellen gebildet werden. Daher verfügen sie über zwei Quellen für Gonozyten: frühe embryonale und somatische.

Nach modernen Konzepten wird bei anderen Tieren das Gonozytenrudiment im Gastrula- oder Neurula-Stadium abgetrennt. Bei den meisten Spulwürmern, Arthropoden und schwanzlosen Amphibien werden die Geschlechtszellen während des Fragmentierungsprozesses getrennt.

So befinden sich bei Dipteren-Insekten bereits vor Beginn der Spaltung basophile Granula, bestehend aus RNA und Protein, im hinteren Pol des Eies. Anschließend werden aus diesem Bereich des Zytoplasmas Keimzellen isoliert. Bei Drosophila erfolgt die endgültige Trennung der Keimzellen in der 13. Spaltungsteilung.

Die Eizelle des Cyclops Copepoden enthält ähnliche Körnchen (Ektosomen). Durch Spaltungsteilungen werden Ektosomen zwischen zwei Zellen verteilt, wodurch Fortpflanzungszellen entstehen. Die Trennung der Keimzellen erfolgt bei der 5. Spaltungsteilung. Noch früher (bei der 4. Spaltungsteilung) werden Keimzellen bei Cladoceranen und einigen Spulwürmern freigesetzt.

Beim Pferdespulwurm kommt es gleich zu Beginn der Entwicklung, während der Teilung somatischer Zellen, zu einer Chromatinverminderung (Abstoßung in das Zytoplasma und anschließender Abbau eines Teils des Chromatins). Bei der Bildung von Gonozyten kommt es nicht zu einer Verminderung. Dadurch werden Keimzellen von somatischen Zellen getrennt und ihre Totipotenz bleibt erhalten.

Bei Fischen werden Gonozyten am Ende der Gastrulation freigesetzt. Ihre Quelle ist das primäre Endomesoderm. Es ist möglich, dass in den Gonaden erwachsener Fische primäre Keimzellen vorhanden sind.

In den Eiern von Amphibien finden sich bereits zu Beginn der Eizellenwachstumsphase RNA-haltige Strukturen am vegetativen Pol, die dem reproduktiven Zytoplasma (zellloses Zytoplasma, „Keimplasma“) zuzuordnen sind. Gonozyten bei schwanzlosen Amphibien werden im Blastula-Stadium unterschieden, zwischen den Blastomeren des zukünftigen Endoderms. Im späten Gastrula-Stadium finden sich Zellen, die Sexualplasma enthalten, im inneren Teil des Endoderms und in der Region des Vitellinpfropfens. Im Schwanzknospenstadium befinden sich diese Zellen im dorsalen Endoderm. Bei jungen Larven bleiben sie einige Zeit Teil des Endoderms, bevor sie in die Keimdrüse gelangen.

Die Bildung von Gonozyten erfolgt bei Schwanzamphibien im Gegensatz zu schwanzlosen Amphibien nicht autonom, sondern unter dem Einfluss benachbarter embryonaler Gewebe. Gonozyten entstehen im Gastrula- oder Neurula-Stadium. Sie werden unter dem Einfluss des Endoderms vom Mesoderm getrennt (dieser Effekt tritt bereits im Blastula-Stadium auf).

Bei Reptilien finden sich Urkeimzellen im extraembryonalen Endoderm.

Bei Vögeln entstehen Urkeimzellen nahe dem hinteren Ende des Embryos. Dann wandern sie weiter in die Region der Kopffalz, wobei sie sich stets in der extraembryonalen Region befinden. Wenn das extraembryonale Kreislaufsystem entsteht, wandern Gonozyten mit dem Blutkreislauf in den Körper des Embryos.

Säugetierkeimzellen sind die Nachkommen embryonaler totipotenter Zellen, die während der Bildung des Primitivstreifens im Blastoderm des Embryos vorhanden sind. Anschließend dringen sie in das hintere extraembryonale Endoderm ein und wandern in die Darmwand und in das umgebende Mesenchym. Anschließend wandern sie über das dorsale Mesenterium zur Gonadenanlage.

Die einzige Quelle für Keimzellen bei Wirbeltieren, Arthropoden und Spulwürmern sind primäre Gonozyten, die in den frühen Entwicklungsstadien isoliert werden. Allerdings verfügen nicht alle Tiergruppen über Gonozyten, die in späteren Entwicklungsstadien nicht durch somatische Zellen wieder aufgefüllt werden können. Schwämme, Hohlwürmer, einige Ringelwürmer und Hemichordaten verfügen über totipotente Stammzellen, die den Vorrat an Keimzellen ein Leben lang auffüllen.

Die Entstehung von Keimzellen im Verlauf der Evolution ist die erste Differenzierung von Körperzellen. Gleichzeitig behalten die Keimzellen ihre Totipotenz. Diese Teilung war das wichtigste evolutionäre Ereignis, das den Übergang von der Einzelligkeit zur Mehrzelligkeit ermöglichte.

Migration von Gonozyten in die Gonade.

Zunächst müssen Gonozyten die Keimdrüse erreichen. Sowohl primäre Gonozyten als auch Reservezellen, beispielsweise interstitielle Zellen, sind in der Lage, sich unabhängig voneinander zu bewegen, ein erheblicher Teil von ihnen bewegt sich jedoch passiv mit dem Blutfluss. In der Nähe des Gonadenprimordiums bewegen sich Gonozyten aktiv.

Im Stadium der primären Gonozyten sind männliche und weibliche Keimzellen meist nicht zu unterscheiden. Unterschiede treten erst auf, nachdem sie in die Keimdrüsen eingedrungen sind. In diesem Fall besiedeln weibliche Gonozyten den kortikalen Teil der Gonaden und männliche Gonozyten das Mark.

Geschlechtszellen, die in die Keimdrüse eindringen und sich zu vermehren beginnen, werden genannt gonyami(Spermatogonie und Oogonie).

Viele Tiere verfügen über spezielle Stammzellen, die über einen langen Zeitraum (oder sogar ein Leben lang) Gonia produzieren. Es sind zwei Arten von Stammzellen bekannt. Einige von ihnen teilen sich asymmetrisch, wodurch eine der Tochterzellen eine Stammzelle bleibt, während die andere den Weg der Weiterentwicklung betritt. Dies geschieht beispielsweise bei Drosophila.

In anderen Fällen (zum Beispiel bei Spulwürmern) teilen sich Stammkeimzellen symmetrisch, und das Schicksal jeder einzelnen von ihnen wird dadurch bestimmt, welche Position sie zufällig in der Keimdrüse einnehmen.

Oogenese, ihre Hauptperioden: Fortpflanzung, Wachstum, Reifung der Eier. Ernährungsarten der Eier: phagozytisch, ernährungsphysiologisch, follikulär. Kommunikation der Eizelle mit Ernährungszellen bei verschiedenen Ernährungsarten; Substanzen, die in das Ei gelangen. Prävitellogenese und Vitellogenese. Prophase der Meiose, darin stattfindende zytologische und biochemische Umlagerungen. Genverstärkung. Synthese von rRNA und mRNA. Polarisation des Eies. Merkmale der Abteilungen der Eireifung.

Wie bereits erwähnt, beginnen Gonozyten, sobald sie sich in der Keimdrüse befinden, durch normale mitotische Teilungen zu reproduzieren. In diesem Stadium werden weibliche Fortpflanzungszellen aufgerufen Oogonie. Oogonien hören in der Embryonalperiode auf, sich zu vermehren, lange bevor das Weibchen die Geschlechtsreife erreicht. Ein fünf Monate alter menschlicher Fötus hat 6-7 Millionen. weibliche Fortpflanzungszellen. Dann kommt es zu ihrem Massentod durch Apoptose. Infolgedessen verbleiben zum Zeitpunkt der Geburt etwa 1 Million Zellen und zum Zeitpunkt der Pubertät weniger als 400.000 Zellen. Im Alter von 50 Jahren besitzt eine Frau nur noch etwa 1.000 Keimzellen.

Eine weibliche Fortpflanzungszelle, die aufgehört hat, sich zu vermehren, wird genannt Eizelle 1. Ordnung. Es beginnt eine besondere Wachstumsphase, die nur für diese Zelle charakteristisch ist. Es ist mit dem Eintrag von Nährstoffen von außen in das Ei und mit einer Reihe synthetischer Prozesse im Ei selbst verbunden. Die Vergrößerung des Eies während des Wachstums kann enorm sein. Somit vermehren sich die Eizellen von Drosophila innerhalb von drei Tagen um das 90.000-fache. Bei Säugetieren nimmt das Volumen der Eizellen um mehr als das 40-fache zu. Das Wachstum einer Säugetierei kann Jahrzehnte dauern. Zum Beispiel bei einer Person - bis zu 30 Jahre.

Das Eizellenwachstum wird normalerweise in zwei Perioden unterteilt. Die Periode des kleinen Wachstums (Prävitellogenese oder zytoplasmatisches Wachstum) und des großen Wachstums (Vitellogenese, trophoplasmatisches Wachstum).

Für den Zeitraum kleinwüchsig gekennzeichnet durch eine relativ kleine und proportionale Zunahme des Zellkerns und des Zytoplasmas, bei der sich das Kern-Zytoplasma-Verhältnis nicht ändert. Der gesamte Zeitraum der Prävitellogenese findet vor dem Hintergrund der Zellvorbereitung für nachfolgende Reifungsteilungen statt. In diesem Stadium tritt die Eizelle erster Ordnung in die S-Phase ein, also in die Phase der DNA-Verdoppelung. Danach kommt es zur Prophase der 1. Meiose. In diesem Stadium kommt es zur Chromosomenkonjugation, zur Bildung des synaptonemalen Komplexes und zum Crossing-Over. Im Eizellenkern durchlaufen nacheinander die Stadien Leptotän, Zygotän, Pachytän und Diplotän. Im Stadium der Diakinese beginnt die stationäre Phase, während sich der weitere Verlauf der Meiose stark verlangsamt oder ganz stoppt. Das Meiose-Block setzt sich fort, bis das Individuum die Geschlechtsreife erreicht. Allerdings ist in diesem Stadium die DNA der Eizelle aktiv. Es dient als Vorlage für die Synthese aller Arten von RNA. Diese RNA-Moleküle werden hauptsächlich für die Verwendung durch die Eizelle nach der Befruchtung synthetisiert.

Die rRNA-Synthese (28S und 18S) ist mit dem Phänomen der Amplifikation von Genen verbunden, die für diese RNA-Typen kodieren. Die amplifizierten Teile werden in Form von Nukleolen isoliert, von denen es mehrere Tausend geben kann. Die Amplifikation erfolgt hauptsächlich im Pachytenstadium. Nach der Reifung der Eizelle gelangen die Nukleolen in das Zytoplasma der Zelle und werden dort lysiert.

Die Synthese von 5S-rRNA und -tRNA erfolgt ohne Amplifikation, da die für sie kodierenden Gene viele Male wiederholt werden.

Die Synthese von mRNA ist mit dem Erwerb der „Lampenbürsten“-Struktur durch die Eizellenchromosomen verbunden. Gleichzeitig wird bei Eizellen mit solitärer und follikulärer Ernährung die Periode der „Lampenbürsten“ beobachtet. In anderen Fällen ist diese Frist verkürzt oder fehlt. Die für die Entwicklung der befruchteten Eizelle gespeicherten mRNA-Moleküle liegen im Zytoplasma der Eizelle in Form von Informosomen vor – einem Komplex aus mRNA mit Proteinen.

Zeitraum groß gekennzeichnet durch starkes Wachstum zytoplasmatischer Komponenten. Das Kern-Zytoplasma-Verhältnis nimmt ab. Während dieser Zeit werden das Eigelb (lat. vitellus) in Form von Granulat sowie andere Nährstoffe: Fette und Glykogen in der Eizelle erster Ordnung abgelagert.

Basierend auf der Menge des abgelegten Eigelbs werden die Eier unterteilt in:

ñ Polylecithales(Polyyolkaceae), kommt in den meisten Arthropoden, Fischen und Vögeln vor;

ñ Mesolecital(mit mittlerem Eigelbanteil), kommt bei Amphibien und Stören vor;

ñ Oligolecithal(dotterarm), kommt in den meisten Würmern, Weichtieren und Stachelhäutern vor;

ñ Alicetal(dotterlos), kommt bei Säugetieren und einigen Formen von Wirbellosen vor.

Die Nahrungsmenge in einer Zelle ist streng genetisch bestimmt und hängt nahezu unabhängig von den Ernährungsbedingungen des Weibchens ab.

Basierend auf der Position des Eigelbs werden Eier in folgende Kategorien eingeteilt:

ñ isolecithal(Oligo- und Mesolecithal)

ñ Telolecithal(Polylecithal – Knochenfisch, Mesolecithal – Amphibie)

ñ Centrolecithal(Polylecithales - Insekten)

Je nach Entstehungsmethode wird das Eigelb unterteilt in:

ñ exogen Eigelb, basiert auf einem Vorläuferprotein – Vitellogenin, das von außen in die Eizelle gelangt (Bei Wirbeltieren wird es in der Leber der Mutter synthetisiert und steht unter hormoneller Kontrolle: Der Hypothalamus schüttet das Hormon Luliberin aus, unter dessen Einfluss die Hypophyse FSH und LH ins Blut freisetzt, als Reaktion darauf synthetisieren Follikelzellen Östrogen, das reguliert die Synthese von Vitellogenin durch Leberzellen sowohl auf der Transkriptionsebene als auch auf der Übertragungsebene). In der Eizelle selbst bilden sich bereits Dotterkörner. Bei der Bildung der Dotterkörnchen wird Vitellogenin in das hochphosphorylierte Protein Phosvitin, das 8 % Phosphat enthält, und das Protein Lipovitellin, das bis zu 20 % Lipide enthält, gespalten. Die Struktureinheit der Dotterplatte besteht aus einem Molekül Lipovitellin und zwei Molekülen Phosphitin.

ñ endogen Eigelb, das aus Vorläufern mit niedrigem Molekulargewicht in der Eizelle selbst synthetisiert wird. Nur wenige Eierarten entwickeln sich ausschließlich aus körpereigenem Eigelb.

Im Laufe der Evolution wird ein Übergang von der optionalen Hypertrophie der Vorfahrenzelle des zukünftigen Organismus zur obligatorischen Hypertrophie beobachtet.

Folgende Methoden der Eierfütterung werden unterschieden:

ñ diffus(phagozytisch) beschrieben in Schwämmen und Süßwasserhydra. Die wachsende Eizelle verschlingt durch Phagozytose kleinere Zellen. Für einige Zeit kann der Kern phagozytierter Zellen die synthetische Aktivität aufrechterhalten und die Eizelle mit Kopien der mRNA versorgen. Die umhüllten Zellen sterben dann durch Apoptose ab. Der wichtigste biochemische Prozess im Zytoplasma einer solchen Eizelle ist die Synthese hydrolytischer Enzyme zur Verdauung von phagozytiertem Material, das sich in Phagolysosomen ablagert. Bei dieser Art der Ernährung kommt es nicht zur Bildung echter Dotterkörnchen.

ñ einsam(Einzel-)Ernährung liegt vor, wenn die Eizelle nicht direkt mit anderen Zellen verbunden ist und alle notwendigen Stoffe aus der Umgebung in niedermolekularer Form erhält. Diese Art der Nahrungsaufnahme kommt bei kolonialen Hydroidpolypen, Seesternen, Lanzettenfischen und anderen Arten vor. In diesem Fall werden das Eigelb und alle Arten von RNA von der Eizelle selbst synthetisiert, das heißt, das Eigelb ist endogen.

ñ ernährungsphysiologisch, also mit Hilfe von Hilfszellen durchgeführt. Eingeteilt in:

u ernährungsphysiologisch Die Art der Ernährung kommt in verschiedenen Gruppen von Würmern vor und erreicht ihre höchste Entwicklung bei Arthropoden. In diesem Fall ist die Eizelle von speziellen Nahrungszellen umgeben – Trophozyten, die über zytoplasmatische Brücken mit der Eizelle verbunden sind. Trophozyten und Eizellen entstehen aus demselben Nest sich vermehrender Oogonien. Das Schicksal von Oogonialzellen wird durch die Anzahl der Verbindungen (Zytoplasmabrücken) mit anderen Zellen bestimmt. Die Hauptfunktion von Trophozyten ist die Synthese von rRNA, die in die Eizelle gelangt. Trophozyten haben nichts mit der Eigelbsynthese zu tun. Der Hauptteil der Eigelbproteine ​​wird während der Ernährungsweise in Körperzellen synthetisiert und gelangt durch Pinozytose in die Eizelle.

u follikulär Die Art der Ernährung ist die häufigste und perfekteste und kommt bei einer Reihe von Wirbellosen und den meisten Akkordaten vor. Bei Säugetieren erreicht es eine besondere Entwicklung. Diese Art der Ernährung geht mit der Bildung einer oder mehrerer Follikelepithelschichten einher, die die Eizelle aus den somatischen Zellen der Keimdrüse umgeben. Die Eizelle wird zusammen mit dem Follikelepithel, das durch den Perioozytenraum von der Eizelle getrennt ist, als Follikel bezeichnet. Die follikuläre Ernährung kann mit Nutrimernat kombiniert werden (z. B. bei Insekten). Die universelle Funktion des Follikelepithels ist die Rolle einer selektiv durchlässigen Barriere für Proteine, die aus Blutgefäßen in den Periozytenraum gelangen. Dank dieser Funktion entsteht rund um den Oophit eine erhöhte Konzentration an Vitellogeninen, die durch Pinozytose von der Eizelle aufgenommen werden. Außerdem können Follikelzellen in den späteren Stadien der Oogenese Proteine ​​absondern, die zum Aufbau der Sekundärhülle der Eizelle dienen. Zusätzlich zu diesen Funktionen können Follikelzellen auch spezifische Funktionen erfüllen: Synthese von rRNA (Reptilien und Vögel), Synthese von Dotterproteinen (Kopffüßer), Synthese von Androgenen und Östrogenen, die unter der Kontrolle der gonadotropen Hormone der Hypophyse stehen ( Wirbeltiere).

Follikelzellen werden aus der Eierstockrinde gebildet und umgeben die Eizelle. Die resultierenden kugelförmigen Strukturen, die flache Follikelzellen enthalten, werden als bezeichnet Urfollikel. Als nächstes werden die Follikelzellen quadratisch und der Follikel wird aufgerufen primäre Einzelschicht. Einschichtige Follikel werden durch die Proliferation von Follikelzellen mehrschichtig. Dann beginnen die Follikelzellen, Flüssigkeit abzusondern und allmählich zu resorbieren. An ihrer Stelle entstehen Hohlräume ( Sekundärfollikel), schließlich zu einem einzigen verschmelzen. Als Ergebnis ein ausgereifter Tertiärfollikel oder Graafsche Blase. Dann platzt die Wand der Graaf-Bläschen, die Eizelle wird freigesetzt und verlässt den Eierstock in den Eileiter, der von einer Schicht Follikelzellen (Corona radiata) umgeben ist. Dieser Vorgang wird aufgerufen Ovulation. Nach dem Eisprung beginnt die Eizelle mit der Reifung.

Reifung Eine Eizelle ist ein Prozess, bei dem nacheinander zwei meiotische Abteilungen (Reifungsabteilungen) durchlaufen werden. Der Austritt aus der Diakinesephase und der Beginn der Reifungsteilungen selbst fallen zeitlich mit dem Erreichen der Geschlechtsreife des Weibchens zusammen und werden durch Sexualhormone bestimmt: Gonadotrope Hormone der Hypophyse wirken auf das Follikelepithel, das als Reaktion darauf Progesteron und dessen Hormone freisetzt Analoga. Hormone aus dem Follikelepithel gelangen in die Eizelle und stimulieren deren Reifung.

Von den beiden Reifungsabschnitten ist der erste reduktionistisch, wobei jede der resultierenden Zellen die Hälfte des Chromosomensatzes erwirbt. Da dem 1. Reifungsabschnitt die S-Phase vorausging, besteht jedes der divergierten Chromosomen aus zwei identischen Chromatiden. Diese Chromatiden verteilen sich im zweiten Reifungsabschnitt, der gleichförmig ist, auf Schwesterzellen.

Das Hauptmerkmal der Reifungsteilungen in Eizellen besteht darin, dass diese Teilungen stark ungleichmäßig sind. Vor der ersten Reifungsteilung wandert der Eizellkern an seine Oberfläche. Der Punkt auf der Oberfläche der Eizelle, dem der Zellkern am nächsten liegt, wird Tierpol genannt. Der entgegengesetzte Punkt ist der vegetative Pol. Durch die erste Reifungsteilung wird die Hälfte des Chromosomensatzes in eine sehr kleine Zelle, die erste Zelle, geschoben reduktionistisch oder Polkörper.

Die Eizelle wird nach der Freisetzung des ersten Reduktionskörpers bezeichnet Eizelle zweiter Ordnung. Der zweite Reifungsabschnitt erfolgt durch die Freisetzung des Reduktionskörpers II, der die gleiche Größe wie der I hat. Nach seiner Freisetzung verwandelt sich die Eizelle II. Ordnung in eine reife Eizelle.

Nur bei einigen Arten (einige Darmtiere, Seeigel) erreicht die Meiose ihr Ende ohne die Beteiligung eines Spermiums, das in die Eizelle eindringt. Bei den meisten Tieren stoppt die Meiose in einem bestimmten Stadium der Reifung. Entsteht Meiose-Block, und für sein weiteres Auftreten ist die Aktivierung des Eies erforderlich.

Es gibt drei Arten meiotischer Blockaden:

1. Die Meiose endet im Stadium der Diakinese der Prophase der 1. Division, d. h. Damit beide meiotischen Teilungen stattfinden können, ist die Beteiligung der Spermien notwendig. Diese Art der Meiose wird bei Schwämmen, einigen Vertretern der Platt-, Rund- und Ringelwürmer sowie bei Weichtieren beobachtet. Dazu gehören auch Hund, Fuchs und Pferd.

2. Die Meiose endet in der Metaphase des 1. Reifungsabschnitts. Ein solcher Block wird bei einigen Schwämmen, Nemerten, Ringelwürmern, Weichtieren und fast allen Insekten beobachtet.

3. Die Meiose endet in der Metaphase des 2. Reifungsabschnitts. Dazu gehören fast alle Akkorde. Bei Fledermäusen tritt die meiotische Blockade in der Anaphase der 2. Reifungsphase auf. In diesen Stadien findet der Eisprung der Eizelle statt.

Wie bereits erwähnt, hat das Ei tierische und vegetative Pole. Diese tierisch-vegetative Polarisierung orientiert nachfolgende morphogenetische Prozesse entscheidend: Mit seltenen Ausnahmen verlaufen die ersten beiden Spaltfurchen entlang zueinander senkrechter tierisch-vegetativer Meridiane und schneiden sich am tierischen und vegetativen Pol. Bei erwachsenen Tieren fällt die Vorder-Hinter-Achse des Körpers entweder mit der tierisch-vegetativen Achse des Eies zusammen (Wirbeltiere) oder steht senkrecht dazu (Arthropoden).

Die ersten morphologischen Manifestationen der Eizellpolarisierung beschränken sich auf die Zeit der Vitellogenese: Bei den meisten Eiern lagert sich das Eigelb hauptsächlich in der vegetativen Hemisphäre ab und der Zellkern wird in die tierische Hemisphäre verdrängt. Doch erst im zweiten Reifeabschnitt wird die Polarisierung stabil und irreversibel.

Die materiellen Träger der Eipolarität sind noch nicht vollständig identifiziert, offenbar sind sie jedoch in der Plasmamembran und nicht im Zytoplasma der Eizelle lokalisiert. Kürzlich wurden Hinweise auf das Vorhandensein elektrischer Felder erhalten, die von einem Pol des Eies zum anderen ausgerichtet sind. Solche Felder sind mit der ungleichmäßigen Verteilung der Ionenkanäle über die Membran verbunden. Es wird argumentiert, dass die Position der Pumpen und Ionenkanäle die Polarität des Eies eindeutig bestimmt.

Zusätzlich zur Plasmamembran kann die Eizelle von mehreren anderen Membranen umgeben sein. Folgende Schalen werden unterschieden:

ñ Primär(Dotterzellen), die Derivate der Eimembran sind. Sie kommen in den Eiern fast aller Tiere vor (außer Schwämmen und den meisten Nesseltieren), sind aber bei Wirbeltieren besonders gut entwickelt. Die primäre Membran von Säugetieren wird Zona pellucida genannt. Die Primärmembran wird von Glykoproteinen gebildet und gewährleistet die Speziesspezifität der Spermienadhäsion während der Befruchtung. Möglicherweise wird der äußere Teil dieser Membran durch Sekrete von Follikelzellen gebildet.

ñ Sekundär Membranen (Chorion) entstehen als Produkt der Sekretion von Follikelzellen. Am besten ausgedrückt in Insekten. Das Chorion hat ein oder mehrere Löcher (Mikropyle), durch die das Sperma in den Zellkern eindringt.

ñ Tertiär Die Membranen werden von den Drüsen des Eileiters abgesondert. Sie sind bei Chimärenfischen, Amphibien, Reptilien und Vögeln sehr stark entwickelt. Bei Vögeln werden die Tertiärmembranen durch das Eiweiß, zwei Schichten der Pergamentmembran der Unterschale und den Panzer repräsentiert.

Während das Ei den Eileiter passiert, dreht es sich. Interessant ist, dass die anterior-posteriore Achse des Embryos immer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Eies entlang des Eileiters verläuft und die Richtung vom Schwanz des Embryos zum Kopf mit der Rotationsrichtung des Eies übereinstimmt.

Charakteristische Merkmale der Spermatogenese. Spermiogenese.

Männliche Keimzellen entstehen wie weibliche aus primären Gonozyten. Während der Spermatogenese sind die unmittelbaren Nachkommen der Gonozyten die spermatogenen Stammzellen (bei Säugetieren werden sie „Stammzellen“ genannt). Typ-A-Spermatogonie). Sie kommen nicht nur in Embryonen vor, sondern auch bei geschlechtsreifen Männern. In den Hoden von Säugetieren befinden sie sich in der Parietalschicht der Samenkanälchen. Stammzellen teilen sich unregelmäßig. Einige von ihnen rücken näher an die Mitte des Tubulus heran, ihre Teilungen werden regelmäßiger (spermatogoniale Teilung) und nach jeder Teilung ändern sich Form und Größe der Zellen. Solche Zellen werden Spermatogonien genannt ( Typ-B-Spermatogonie).

Bei geschlechtsreifen Männern kommt es ständig zu Spermatogonialteilungen. Für jede Art wird die Anzahl der Spermatogonialteilungen bestimmt (4 beim Menschen).

Nach einer bestimmten Anzahl von Teilungen rückt die Spermatogonie noch näher an das Lumen des Tubulus heran und tritt in die Prophase der 1. Reifungsteilung ein. In diesem Stadium heißt es Spermatozyten erster Ordnung.

Durch die erste Reifungsteilung wird der Spermatozyten erster Ordnung in zwei identische geteilt Spermatozyten zweiter Ordnung, die durch zwei teilbar sind Spermatiden, als Ergebnis der zweiten Reifeteilung.

Als nächstes wird jede Spermatide in umgewandelt Sperma. Dieser komplexe zytologische Prozess, der nicht mit einer Zellteilung einhergeht, wird als bezeichnet Spermiogenese. Der Prozess der Spermiogenese dauert mehrere Tage (beim Menschen 23 Tage).

Sowohl Spermatogonien als auch Spermatozyten und Spermatiden aller untersuchten Tierarten sind durch zytoplasmatische Brücken miteinander verbunden und bilden Synzytien. Dies erklärt den hohen Grad an Synchronität zwischen den Teilungen von Spermatogonien und Spermatozyten. Über solche Brücken kann mRNA zwischen Spermatiden gelangen.

Somatische Zellen in den Wänden der Samenkanälchen – Sertoli-Zellen – sind wichtig für die Spermatogenese. Sertoli-Zellen versorgen Spermatogonialzellen mit Nährstoffen und Hormonen, fördern die Freisetzung von Spermien in das Lumen der Tubuli und phagozytieren defekte Spermien.

Sertoli-Zellen berühren sich auf der Ebene der Basalmembran nicht. Ihr Kontakt befindet sich oberhalb der Spermatogonienschicht. Bei Föten und Neugeborenen gibt es nur Gap Junctions zwischen Sertoli-Zellen. In der präpubertären Phase kommt es zur Bildung von Tight Junctions.

Wie bereits erwähnt, entsteht nach Reifeteilungen eine Spermatide, die genetisch, aber nicht zytologisch mit den Spermien identisch ist. Die wichtigsten Prozesse während der Spermiogenese:

- Der Spermatidenkern wird stark verdichtet, das Chromatin kondensiert und wird synthetisch inaktiv.

- Es kommt zu Bewegungen von Organellen: Der Golgi-Apparat bewegt sich zum apikalen Ende des Spermiums (vom Zellkern aus) und bildet ein Akrosom, das Enzyme enthält – Spermolysine; Die Zentriolen werden zum gegenüberliegenden Pol des Kerns verschoben.

- Aus dem distalen Zentriol beginnt ein Flagellum zu wachsen. Um die Basis des Flagellums herum befinden sich spiralförmige Mitochondrien. Allerdings fehlt den Spermien bei manchen Tierarten ein Flagellum (Spulwürmer, Krebstiere).

- Fast das gesamte Zytoplasma wird abgestoßen.

Düngung

Düngung – die durch Spermien ausgelöste Stimulation der Entwicklung der Eizelle bei gleichzeitiger Übertragung des Erbmaterials des Vaters auf die Eizelle.

Ferninteraktionen von Gameten.

Ferninteraktionen sind Interaktionen von Gameten während der Befruchtung, die stattfinden, bevor die Gameten in Kontakt kommen. Dazu gehören Chemotaxis, Stereotaxis und Rheotaxis.

Unter Rheotaxis versteht man die Fähigkeit der Spermien, sich gegen den Flüssigkeitsfluss im weiblichen Genitaltrakt zu bewegen. Stereotaxis ist die Fähigkeit, sich auf etwas Größeres zuzubewegen. als das Sperma selbst, das Objekt – die Eizelle.

Zu den Ferninteraktionen kann auch die Spermienkapazitationsreaktion gehören, die im weiblichen Genitaltrakt auftritt. (1. Albumin im weiblichen Genitaltrakt bindet Cholesterin aus der Spermienmembran, was zu einer Verringerung des Verhältnisses von Cholesterin zu Phospholipiden führt. Dies führt zu einer Destabilisierung der akrosomalen Vesikel. 2. Freisetzung der aktiven Zentren von Galactosyltransferasen, Enzymen, die erkennen N-Acetylglucosaminreste im Glykoproteinmolekül, die sich auf der Oberfläche der transparenten Membran der Eizelle befinden und tatsächlich den Spermienrezeptor darstellen.

Zusammenfassung der Dissertationin der Medizin zum Thema Interzelluläre Fernwechselwirkungen im ökologischen Aspekt: ​​Bioindikation und Massenspektrometrie (Isotopie) unter den Bedingungen des Hohen Nordens

RUSSISCHE AKADEMIE DER MEDIZINISCHEN WISSENSCHAFTEN SIBIRISCHE ABTEILUNG

FORSCHUNGSINSTITUT FÜR REGIONALE PATHOLOGIE UND PATHOMORPHOLOGIE

U "■) " 1 Als Manuskript

MIKHAILOVA Ljudmila Pawlowna

INTERZELLULÄRE ENTFERNUNG

WECHSELWIRKUNGEN IM ÖKOLOGISCHEN ASPEKT: BIOINDIKATION UND MASSENSPEKTROMETRIE (ISOTOPIE) IM HOHEN NORDEN

14.00.16 - Pathologische Physiologie

Dissertation für den Grad eines Doktors der medizinischen Wissenschaften

IN FORM EINES WISSENSCHAFTLICHEN BERICHTS

NOWOSIBIRSK 1997

Die Arbeit wurde am Forschungsinstitut für Allgemeine Pathologie und Humanökologie der Sibirischen Zweigstelle der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften durchgeführt

Wissenschaftlicher Berater:

Akademiker der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften,

Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor V.P. KAZNACHEV

Offizielle Gegner: Akademiker der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften,

Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor Yu.I. BORODIN, Akademiker der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften,

Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor S.I. KOLESNIKOV Korrespondierendes Mitglied der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften,

Doktor der medizinischen Wissenschaften, Professor L.A. TRUNOVA

Leitende Organisation:

Forschungsinstitut für Pharmakologie, Tomsker Wissenschaftszentrum der Sibirischen Zweigstelle der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften (Labor für pathologische Physiologie)

Die Dissertationsverteidigung findet am „//“ 1997 statt.

um /O _ Stunden bei der Sitzung des Dissertationsrates D 001.40.01 am Forschungsinstitut für regionale Pathologie und Pathomorphologie der sibirischen Zweigstelle der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften unter der Adresse: 630117, Nowosibirsk, st. Akademiker Timakov, 2; Tel. 8 (383-2) 32-31-56, Fax 8 (383-2) 32-43-39.

Die Dissertation befindet sich in der wissenschaftlichen und medizinischen Bibliothek des Forschungsinstituts für regionale Pathologie und Pathomorphologie der sibirischen Zweigstelle der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften

Wissenschaftlicher Sekretär

Dissertationsrat D 001.40.01

Doktor der Biowissenschaften ELLUSHNIKOVA

ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ARBEIT

Relevanz des Problems. Der aktuelle Entwicklungsstand des Hohen Nordens, der durch Bevölkerungsmigration in Regionen mit rauem Klima gekennzeichnet ist, spiegelt sich in der Dynamik demografischer Prozesse und dem Gesundheitszustand der Menschen wider. Die Bedeutung der Gesundheit als einer der limitierenden Faktoren der gesellschaftlichen Produktion wird in Gebieten mit neuer wirtschaftlicher Entwicklung, insbesondere im Hohen Norden, aufgrund des Mangels an Arbeitskräften deutlich.

Der Mensch in diesen Breitengraden ist von einer ganzen Reihe extremer Faktoren betroffen, darunter niedrige Temperaturen, Luftfeuchtigkeit, starke Winde, ungewöhnlicher Photoperiodismus, gravitative und heliogeomagnetische Phänomene sowie Besonderheiten der chemischen Zusammensetzung von Boden, Wasser und Luft (Danishevsky G.M., 1968). ; Kaznacheev V.P., 1973, 1980; Deryapa N.R., 1975; Panin L.E., 1978, 1986; Avtsyn A.P. et al., 1985; Borodin Yu.I., 1989). Zusätzlich zu diesen Faktoren müssen die Folgen der vom Menschen verursachten Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigt werden.

Die Aufgaben der Erhaltung und Entwicklung der menschlichen Gesundheit unter den spezifischen natürlichen und industriellen Bedingungen der nördlichen Gebiete Russlands sollten aus der Perspektive der modernen Agrarökologie betrachtet werden, wobei sowohl die Prozesse der biologischen als auch der sozialen Anpassung der neuankommenden und indigenen Bevölkerung berücksichtigt werden und das gesamte Spektrum der Interaktion zwischen Mensch und natürlicher Umwelt zu verstehen. Im Wesentlichen geht es um die Untersuchung von Menschen und menschlichen Populationen in dynamischer Interaktion mit verschiedenen natürlichen, anthropogenen ökologischen Komplexen und den Produkten ihrer Arbeit.

Probleme der menschlichen Gesundheit, die unter den ökologisch schwierigen Bedingungen des Hohen Nordens leben und arbeiten, erfordern zur Lösung die Untersuchung des Einflusses anthropoökologischer Einflüsse verschiedener Umweltfaktoren auf Biosysteme. Derzeit wird den Fragen der Förderung und Verarbeitung von Gasen aus dem Jamal-Feld große Aufmerksamkeit geschenkt, wobei die kombinierte Wirkung heliogeophysikalischer Faktoren, Wasser und Gas auf den Körper eines Schichtarbeiters besonders wichtig ist. Daher besteht das Problem der Untersuchung chronischer Exposition

Geringe Gaskonzentrationen in Kombination mit natürlichen Umweltfaktoren haben sehr schwerwiegende Auswirkungen auf den Körper.

Einer der Ansätze zur Lösung dieses Problems besteht darin, die toxischen Auswirkungen von Agrarumweltfaktoren auf die menschliche Gesundheit mithilfe von Bioindikationsmethoden mit der Auswahl von Protektoren, einschließlich Adaptogenen, Biostimulanzien, Antioxidantien usw., zu bestimmen. zur Vorbeugung und Behandlung. Vielversprechend ist auch die Verwendung der Massenspektrometriemethode zur Bestimmung der biologischen Fraktionierung stabiler Isotope von Kohlenstoff und Schwefel (Verhältnis UC/13C, IgS/IgS) in Umweltstudien als Marker für Umweltverschmutzung, was insbesondere im Hohen Norden wichtig ist in Tundragebieten in Öl- und Gasfeldern und zur Bestimmung der frühen Alterung des menschlichen Körpers, die durch schwierige klimatische und geografische Bedingungen verursacht wird.

Bei der Fragestellung des Umweltschutzes stellt sich oft die Frage, ob es auch bei den sogenannten abfallfreien Technologien unmöglich ist, die anthropogene Verschmutzung vollständig zu verhindern, denn Um diese Aufgaben zu erfüllen, sind extrem hohe Materialkosten erforderlich. Daher kann das Thema Naturschutz als Problem der wissenschaftlich fundierten Regulierung und Kontrolle von Emissionen sowie Schadstoffeinträgen in die Umwelt betrachtet werden. In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung und Begründung von Methoden zur Bioindikation anthropogener Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme und ihre Bestandteile relevant.

Unter Bioindikation versteht man die Erkennung biologisch bedeutsamer anthropogener Belastungen auf der Grundlage der Reaktion lebender Organismen und ihrer Gemeinschaften. Gegenwärtig ist eine große Anzahl von Arbeiten zur Bioindikation auf zellulärer, Gewebe-, Organismus-, Populations- und biozönotischer Ebene erschienen (Izrael Yu.A., Vereshchagina T.N., 1985; Krivolutsky D.A., 1988; Tikhomirov N.A., 1988; Koshelev B.V. , 1988).

Es wird deutlich, dass es für eine objektive Beurteilung des Ausmaßes der Umweltverschmutzung und ihrer Auswirkungen auf den Menschen notwendig ist, den Gehalt industrieller Giftstoffe in Komponenten wie Boden, Oberflächenwasser, Fauna und Flora zu untersuchen und den Einfluss zu analysieren von natürlich

ny heliogeophysikalische Faktoren. Der Vorteil von Bioindikatoren, insbesondere bei Säugetieren, besteht darin, dass sie ausreichend reflektierend sind. Der Zustand der natürlichen Umwelt und die Mechanismen der Stoffwechselprozesse in ihnen sind nah am Menschen.

In der modernen Biologie, Medizin und Virologie ist die Gewebekulturmethode weit verbreitet. Der Hauptvorteil dieser Methode ist die Möglichkeit der intravitalen Beobachtung von Zellen unter dem Mikroskop, da diese während des gesamten Experiments lebensfähig bleiben, sowie die Beurteilung der kombinierten Wirkung von Giftstoffen, die in Mengen unterhalb des MPC enthalten sind. All dies ermöglicht den Einsatz der Zellkulturmethode als Bioindikationsmethode.

Durch die Untersuchung anthropoökologischer Faktoren, die den Menschen im Hohen Norden beeinflussen, bestand das Ziel darin, die für den Menschen am stärksten toxischen Faktoren zu bestimmen. In diesem Zusammenhang wurden zunächst Fragen zur Untersuchung heliogeophysikalischer Faktoren aufgeworfen: das Erdmagnetfeld (EMF), das interplanetare Magnetfeld (IPMF), die Sonnenaktivität und ihr Einfluss auf den menschlichen Körper. Im Hohen Norden (65.-69. Breitengrad) – dem Schauplatz einer komplexen Reihe elektromagnetischer Phänomene, die eng mit der Sonnenaktivität zusammenhängen – gibt es große Unterschiede in den Eigenschaften von GMF-Störungen, die sich auf die Vitalfunktionen des Organismus auswirken (Danilov V.I. et al ., 1971; Danilov V.I., 1975; Koval-chuk A-V., 1974; Vladimirsky B.M., 1977; Kaznacheev V.P., 1985).

Eines der wichtigsten Umweltprobleme großer Industriezentren im Hohen Norden (Nadym, Dorf Jamburg) ist das Problem des Trinkwassers, das aufgrund der Umweltverschmutzung in der Regel nicht den Standards entspricht. Daher sind die Bestimmung des Ausmaßes der toxischen Wirkung von Trinkwasser auf die menschliche Gesundheit und die Entwicklung von Möglichkeiten zur Reduzierung der toxischen Wirkung von großer Bedeutung. Es liegt auch auf der Hand, dass für eine objektive Beurteilung der Auswirkungen der Umwelt und des Ausmaßes ihrer Verschmutzung auf den Menschen die Untersuchung der darin enthaltenen Industriegifte erforderlich ist. In unserer Forschung handelt es sich um Industriegas aus dem Jamal-Jamburg-Feld, das eine große Menge an Kohlenwasserstoffen und deren Verbrennungsprodukten enthält.

Zweck und Ziele der Studie. Ziel der Arbeit ist es, mithilfe von Bioindikation und Massenspektrometrie die Natur verschiedener anthropoökologischer Auswirkungen auf Biosysteme in hohen Breiten zu untersuchen und neue Kriterien zur Bewertung der Auswirkungen anthropoökologischer Faktoren auf den menschlichen Körper im Hohen Norden zu entwickeln.

Folgende wissenschaftliche und praktische Aufgaben werden gestellt:

1. Untersuchung der Anwendung des Phänomens entfernter interzellulärer Wechselwirkungen und der Zellkulturmethode als Bioindikationstests.

2. Untersuchung der Auswirkungen verschiedener natürlicher Faktoren (heliogeophysikalische, hypogeomagnetische Bedingungen, Wasser, Boden) und Umweltverschmutzung durch natürliche und industrielle Gase auf die Gesundheit der Bewohner dieser Ökoregionen unter Verwendung der Bioindikationsmethode bei verschiedenen Arten von Menschen und Tieren Zellkulturen.

3. Beurteilen Sie das biologische Alter von Personen anhand der Bestimmung stabiler Kohlenstoffisotope (massenspektrometrische Methode) aus Nagel- und Haarproben als Indikator für die frühe Alterung des Körpers.

4. Analysieren Sie die technogene Belastung von Ökosystemen anhand der Methode der biologischen Fraktionierung von Kohlenstoff- und Schwefelisotopen (13C/13C- und „S/^S“-Verhältnis) als Indikator für Umweltverschmutzung.

5. Wählen Sie mithilfe von Bioindikationsmethoden Protektoren aus – Adaptogene, Antioxidantien, Nahrungs- und Vitaminzusätze zur Vorbeugung und Behandlung von Schichtarbeitern im Hohen Norden.

Wissenschaftliche Neuheit. Zum ersten Mal wurde die Möglichkeit aufgezeigt, das Modell entfernter interzellulärer Wechselwirkungen und einer Zellmonoschicht für die Bioindikation in der Ökologie, Medizin und Pharmakologie zu nutzen.

Erstmals wurde der Einfluss anthropoökologischer Faktoren auf das Wachstum von Zellkulturen in vitro untersucht. Es hat sich gezeigt, dass die Zellkulturmethode ein ausreichender Test ist, um den Einfluss der toxischen Wirkungen extremer anthropoökologischer Faktoren (heliogeophysikalisch, Trinkwasser, Erdgas usw.) auf den menschlichen Körper abzuschätzen und deren Mechanismus zu erklären

biotrope Wirkungen auf die Zelle.

Gezeigt wird die Korrelation biologischer Prozesse auf zellulärer Ebene mit den Parametern der heliogeomagnetischen Umgebung – Zeit und Ort des Experiments, K-Index (lokaler Index), Ap-Index, Vorzeichen des interplanetaren Magnetfelds, Sonneneruptionsindex. Die heliogeomagnetische Situation am untersuchten Breitenpunkt beeinflusst die Lebensprozesse der zellulären Monoschicht.

Es hat sich gezeigt, dass die geomagnetische Umgebung einen ausgeprägten biotropen Effekt auf die Gewebekultur hat: Die Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht nimmt ab, der Rhythmus der Zellteilung wird gestört und das Phänomen entfernter interzellulärer Wechselwirkungen nimmt zu.

Bei der Bewertung der Auswirkungen anthropoökologischer Faktoren, die die Anpassungsprozesse von Schichtarbeitern und Bewohnern dieser Ökoregionen des Hohen Nordens beeinflussen, wurde erstmals eine Auswahl von Protektoren – Adaptogene, Antioxidantien, Lebensmittelzusatzstoffe und Vitaminkomplexe zur Vorbeugung und Behandlung – berücksichtigt. wurde rausgebracht.

Erstmals wurde der Grad der Umweltverschmutzung anhand der Kohlenstoffisotopenmarker PS/"C und Schwefel 328/^5 mit der massenspektroskopischen Methode bestimmt, die vor allem im Hohen Norden, in Tundragebieten sowie bei Öl und Gas wichtig ist Felder. Zum ersten Mal wurde die Bestimmung des biologischen Alters durch die Methode der biologischen Fraktionierung PS/13C-Isotope basierend auf Massenspektroskopie vorgeschlagen.

Theoretische und praktische Bedeutung. Die Entdeckung des Phänomens entfernter interzellulärer Wechselwirkungen in einem System aus zwei Gewebekulturen (TMC) und die Untersuchung des Verhaltens einer Zellkultur-Monoschicht in verschiedenen Experimenten ermöglicht es, das Phänomen von DMV und einer Zell-Monoschicht als Methode zu nutzen Bioindikation der Auswirkungen anthropoökologischer Faktoren auf den Menschen (auf das Biosystem) unter den extremen Bedingungen des Hohen Nordens.

Basierend auf den durchgeführten Studien wurde die Toxizität des Trinkwassers in Nadym und im Dorf festgestellt. Yamburg, wo von drei Proben (Wasseraufnahme aus dem Golf von Ob, durch einen Kohlefilter gereinigtes Wasser, Wasser aus einer Krankenhauswasserversorgung) besonders hervorstechen

Leitungswasser erwies sich als giftig, für die Zubereitung von Medikamenten und einfach zum Trinken ungeeignet.

Studien zur Wasserreinigung haben die hohe Effizienz der Verwendung von Zeolithfiltern gezeigt, da das Wasser nach der Reinigung nahezu destillierten Charakter hatte. Zur Verwendung dieser Filter wurden entsprechende Empfehlungen abgegeben, die in der medizinischen Abteilung von Nadym für Krankenhäuser, Erste-Hilfe-Stationen und Kindereinrichtungen übernommen und umgesetzt wurden.

Eine Untersuchung der Toxizität des produzierten Gases mittels Zellkultur zeigte, dass das Gas neben chronischen Vergiftungen vor allem im Notfall gefährlich ist. Die Auswahl der für den Einsatz im Notfall sowie zur Prävention bei Arbeiten an Brunnen während der Gasförderung notwendigen Schutzvorrichtungen ist gerechtfertigt.

Verschiedene Adaptogene, Antioxidantien, Lebensmittelzusatzstoffe und Biostimulanzien-Schutzmittel, die nachteilige anthropoökologische Auswirkungen auf den menschlichen Körper im Norden und für Arbeiter in „heißen“ Werkstätten der Metallurgie- und Gasindustrie korrigieren, wurden untersucht und für die praktische Gesundheitsfürsorge ausgewählt.

Als weiteres Modell der Bioindikation auf molekularer Ebene wurde eine Methode der biologischen Isotopenfraktionierung entwickelt und angewendet, um das biologische Alter einer Person zu bestimmen und stabile Isotope als Marker für Umweltverschmutzung zu verwenden.

Es hat sich gezeigt, dass bei jungen Menschen (Rekruten), die im Norden geboren oder in jungen Jahren mitgebracht wurden, und bei Arbeitnehmern im Alter von 28 bis 30 Jahren, die seit mehr als 5 Jahren im Hohen Norden gearbeitet haben, disadaptive Zustände auftreten können, die dazu führen Störung der Reparaturprozesse und Auftreten einer frühen Sklerose. Massenspektroskopische Untersuchungen bestimmen den Verlust des schweren Isotops 13C, d. h. Es kommt zu Verstößen gegen die biologische Fraktionierung, insbesondere bei einem Anstieg der Norderfahrung über 5 Jahre, und es kommt zu einer Diskrepanz zwischen Pass und biologischem Alter.

Basierend auf der durchgeführten Forschung wurde eine Methode entwickelt

persönliche Einschätzung des biologischen Alters einer Person und Empfehlungen zur Auswahl, Erhaltung der Arbeitsfähigkeit und Lösung der Frage der Arbeitskräftereserven für Gasarbeiter sowohl im Hohen Norden (Jamal) als auch in der mittleren Zone – Astrachan.

Bei der quantitativen Bewertung der technogenen Umweltverschmutzung auf der Grundlage der Bestimmung des Verhältnisses der stabilen Isotope von Schwefel „S/3^“ und Kohlenstoff 12C/13C in den Gasfeldern von Astrachan wird das Auftreten von ^ in Böden und Pflanzen sowie in tierischen Organen in einer Entfernung von 16 km von der Gaskondensatanlage entfernt, eine Abnahme des Isotops PS in tierischen Organen und eine Zunahme des 12C-Isotops. Ein Isotop, das auf eine Bodenverunreinigung hinweist, wurde bei 11 Pflanzenarten gefunden. Ein Isotop wurde in der Leber und den Nieren von Tieren gefunden, die sich in der Gaskondensatanlage befinden Anlagenemissionszone (16 km)

So hat sich gezeigt, dass es durch die anthropogene Tätigkeit des Menschen in Zonen mit größter Umweltbelastung zu einer Verschiebung der Isotopenzusammensetzung von Luft, Boden, Wasser und infolgedessen zu einer Veränderung der Isotopenzusammensetzung kommt B. in Lebensmitteln, und verschiedene umweltbedingte Krankheiten werden verstärkt.

Wissenschaftliche und praktische Entwicklungen wurden in praktischen Gesundheitseinrichtungen, bei Gasindustrieunternehmen der RAO Gazprom in Jamal (Nadym und Jamburg) und im Gas-Kondensat-Feld Astrachan umfassend getestet und umgesetzt; metallurgische Industrie in Magnitogorsk. Zwei methodische Empfehlungen wurden vom Akademischen Rat der Abteilung für Ökologie und Medizin der RAO Gazprom angenommen und genehmigt.

Genehmigung der Arbeit. Die Dissertationsmaterialien wurden auf dem IX. Internationalen Kongress für Medizinische Biologie, Virologie, Epidemiologie (Moskau, 1966) vorgestellt; IV. Internationales Symposium für zirkumpolare Medizin (Nowosibirsk, 1978); VIII. Symposium „Biologische Probleme des Nordens“ (Apatity, 1980); Sowjetisch-deutsches Symposium für Chronobiologie (Moskau, 1982); VII. Internationales Seminar über die Probleme der biologischen Wirkung elektromagnetischer Felder (Prag, 1984); Konferenz „Magnetobiologie und die Rolle von MMP in der Biodynamik“ (Moskau, 1985); Symposium „Humanbiometeorologie“ (Bratislava, 1988); Internationales Symposium WHO/UNEP „Cli-

und menschliche Gesundheit“ (Lenshprad, 1986); Konferenz „Nichtperiodische, schnell auftretende Phänomene in der Umwelt“ (Tomsk, 1990); Republikanische Konferenz „Medizintechnik – praktische Gesundheitsversorgung“ (Nowosibirsk, 1991); Internationale Ausstellung „EXPO- 92“ (Spanien, Sevilla, 1992); Internationale medizinische Konferenz „Probleme der Gesundheit und Ölfelder in den arktischen Regionen“ (Nadym, 1993); Internationale Konferenz „Probleme des Gesundheitsschutzes und soziale Aspekte der Entwicklung von Becken- und Ölfeldern in der arktischen Regionen“ (Nadym, 1995); Konferenz „Über die Schaffung eines einheitlichen regionalen Systems zur Überwachung der natürlichen Umwelt und der Gesundheit der Bevölkerung Sibiriens“ (Nowosibirsk, 1996); Symposium „Moderne Probleme von Stress und Pathologie bei Bewohnern des Autonomen Kreises Chanty-Mansijsk“ (Nowosibirsk, 1996); IX. Internationaler Kongress für zirkumpolare Gesundheit (Anchorage, USA, 1996).

Veröffentlichungen. Zum Thema der Dissertation wurden 59 Arbeiten veröffentlicht, davon 13 Artikel in zentralen Fachzeitschriften, 6 Arbeiten in ausländischen Publikationen. Es wurden 3 Monographien veröffentlicht: „Ultraschwache Strahlung in interzellulären Interaktionen“ (Novosibirsk: Nauka, 1981. -144); „Bioinformationsfunktion natürlicher elektromagnetischer Felder“ (Novosibirsk: Nauka, 1985. -182); „Das Relativitätsprinzip der Abstufungen lebender Materie und das Problem schwacher Wechselwirkungen“ (Nowosibirsk: Institut für Allgemeine Pathologie und Humanökologie der Sibirischen Zweigstelle der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften, 1993. - 94). Entdeckung Nr. 122 wurde registriert – „Entfernte interzelluläre Wechselwirkungen im System zweier Gewebekulturen“ (Offizielles Bulletin des Komitees für Erfindungen und Entdeckungen beim Ministerrat der UdSSR. -1973. - Nr. 19. - S. 3 . Entdeckung Nr. 122 im Staatsregister der UdSSR, 1974).

MATERIAL UND METHODEN DER FORSCHUNG

Untersuchung des Phänomens entfernter interzellulärer Interaktionen (DCI). In den Experimenten wurden sowohl primäre als auch kontinuierliche homologe Kulturen verwendet. Die Zellen wurden in Parker-Medium 199, ergänzt mit 10 %

Reis. 1. Schema zum Verschieben der Position montierter Kameras in einer rotierenden Trommel.

1 - Kulturwachstumszone in der kontaminierten Kammer; 2 - Kulturwachstumszone in der „Spiegelkammer“; 3 - Nährmedium

Rinderserum und Antibiotika. Die folgenden extremen Faktoren wurden bei der Arbeit verwendet: biologische Wirkstoffe – Coxsackie-Virus A-13 (Stamm 401 und 639), klassisches Vogelfiebervirus (CFV) und Adenovirus (Stamm 5); chemische Effekte – Quecksilberbichlorid (Sublimat) und physikalische Faktoren – ultraviolette Strahlung (Belichtung 40–45 s, Lampe BUV-30, Abstand 0,5 cm). Darüber hinaus wurde Colchicin verwendet, das keinen Zelltod, sondern eine Störung des Mitosezyklus verursacht.

Die als Untersuchungsgegenstand dienende Gewebekultur wurde in speziellen Kammern auf Quarz- oder Glassubstraten unterschiedlicher Dicke gezüchtet, die mit einem Bodenabschnitt von 0,2 bis 2,0 cm am Boden verlötet waren. Der Durchsatz der Platten lag im Bereich von 280- 320 nm betrug 70–90 %. Bei Brillen lag die maximale Transmission im sichtbaren Bereich ab 440 nm. Nachdem sich am Boden der Kammern eine Monoschicht gebildet hatte, wurden die Kammern mit dem eingebrachten Schadfaktor paarweise mit intakten Kammern (Monoschicht zu Monoschicht) montiert und auf einer rotierenden Trommel senkrecht zur Achse fixiert (Abb. 1). Die Trommel befand sich in einem abgedunkelten Thermostat (37 °C) und drehte sich zusammen mit den Kammern mit einer Geschwindigkeit von 25 U/min. Überwachung zur Erkennung spontaner

Die Degeneration von Zellkulturen begleitete ständig alle Experimente

Nach 2–4 Tagen wurden die Kammern entfernt und abgebaut, die Glassubstrate mit den darauf gewachsenen Zellen versiegelt und nach Fixierung und Färbung eine morphologische Untersuchung der Kultur durchgeführt. Der zytopathische Effekt (CPE) wurde durch das Verhältnis der Anzahl toter Zellen zur Anzahl aller Zellen und durch die Art der morphologischen Veränderungen berücksichtigt. Ein schwach positiver CPE wurde mit einem Verhältnis von 1:10, einem Durchschnitt von 1:15 und einem ausgeprägten Verhältnis von -1:20 bewertet.

Der Einfluss teliogeophysikalischer Faktoren auf die Vitalaktivität von Zellen in hohen Breiten. Die Studien wurden an der kontinuierlichen Zelllinie KN (menschliche embryonale Niere) in einer synchronen Version des Experiments durchgeführt: In Norilsk, Nadym und Nowosibirsk wurde gleichzeitig eine Zellkultur mit Kulturmedien und Serum derselben Serie gepflanzt . Die Kultivierung von KN-Zellen erfolgte nach Standardmethoden.

Täglich wurden morphologische Präparate hergestellt: Die auf einem Deckglas gewachsene Zellmonoschicht wurde mit Methylalkohol fixiert und mit Hämatoxylin-Eosin angefärbt. Es wurde eine histochemische Bestimmung der Aktivität der Markerenzyme Succinatdehydrogenase (SDH) und Laktatdehydrogenase (LDH) durchgeführt. Die Enzymaktivität wurde mit der Nachlass-Methode bestimmt, die auf der Reduktion von Nitroblau-Tetrazoliumsalzen zu farbigen Formazansalzen an den Stellen der Enzymlokalisation basiert. Die Aktivität wurde in Einheiten des durchschnittlichen zytochemischen Index (ACI) ausgedrückt.

Das Wachstum kontinuierlicher Zellkulturen wurde wie folgt untersucht. Die Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht wurde unter Verwendung einer Zellkonzentration von 80.000/ml für KN-Gewebe, Hep-2 und 100.000/ml für FEC-Gewebekultur untersucht. Nach 6, 12, 24, 48, 72, 96, 144, 168 Stunden wurden Gläser mit einer darauf gewachsenen Zellmonoschicht mit Methylalkohol fixiert und mit Hämatoxylin-Eosin und Feulgen angefärbt. Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung der folgenden Parameter verarbeitet: Br – die Anzahl der Zellen pro Flächeneinheit des Präparats, die die Wachstumsdichte der Monoschicht charakterisiert; MA – migotische Aktivität (in %) – Menge

Anzahl der Spaltkerne pro 100 Monoschichtkerne.

Basierend auf dem Zeitpunkt des Erscheinens auf dem Glas wurde ein Test für die „Kooperativität“ der Zellen (Anzahl der Zellkontakte) ermittelt. Zu diesem Zweck wurde die Zellsuspension in Penicillinfläschchen mit einer Konzentration von 50 und 100 Tausend/ml abgefüllt. Das Material war nach 24, 48, 72 Stunden fixiert. Die morphologische Analyse wurde gemäß den oben genannten Parametern durchgeführt.

Die Experimente wurden gleichzeitig in Nowosibirsk und Norilsk während der Polarnacht durchgeführt. Die Versuchsbedingungen waren streng standardisiert (alle Gerichte wurden mit Wasser aus Nowosibirsk zubereitet, das Versen-Nährmedium war aus der gleichen Serie, die kontinuierlichen Zelllinien wurden aus Nowosibirsk nach Norilsk gebracht). Insgesamt wurden drei Versuchsreihen mit jeweils 200 Fläschchen durchgeführt. Die erhaltenen Daten wurden statistisch nach der Methode von S.B. Stefanov (1973) verarbeitet.

Untersuchung von Lebensprozessen unter hypomagnetischen Bedingungen. Die Untersuchungen wurden in einer hypomagnetischen Kammer durchgeführt, die aus zwei hermetisch abgeschlossenen, ineinander verschachtelten ferromagnetischen Schirmen bestand. Der dynamische Abschirmkoeffizient im Frequenzband von 0,1 bis 40 Hz beträgt für die innere Abschirmung nicht weniger als 1000, für die äußere Abschirmung nicht weniger als 100. Bei direkter Messung des statischen Abschirmkoeffizienten mit einem Magnetometer (dessen Empfindlichkeit 50 beträgt). nT) wurde das Magnetfeld innerhalb der Kammer nicht erkannt.

Experimente wurden an Zellkulturen von KN, FEC (menschliche Embryo-Fibroblasten), M-15 (chinesische Hamster-Fibroblasten) und H (menschliche Amnionzellen) durchgeführt.

Die anfängliche Mutterzellkultur wurde in zwei Monoschichten ausgesät, von denen eine in einer hypomagnetischen Kammer platziert wurde („hypomagnetische“ Kultur), die andere im gleichen Thermostat außerhalb der Kammer belassen wurde (Kontrollkultur). Die experimentelle Monoschicht wurde für 10–12 Passagen in einer hypomagnetischen Kammer aufbewahrt. Alle 4–5 Tage wurde eine parallele Transplantation von Versuchs- und Kontrollgewebe durchgeführt.

Der Mitoseindex wurde in Kontroll- und Versuchszellkulturen berechnet. Außerdem wurden der Proliferationsindex und die Wachstumsdichte der Zellpopulation auf Glas bestimmt. Darüber hinaus wurde eine histochemische Untersuchung des Entstehungsprozesses durchgeführt.

Bildung und Akkumulation neutraler Lipide in Zellen, für die wir die Färbung der Zellmonoschicht mit Sudan (SH-G/) verwendeten -

Die morphologischen Merkmale der im abgeschirmten Raum wachsenden Zellen wurden bestimmt.

Bewertung der Erdgasexposition. Die Forschung verwendete Gas aus. Jamburgskoje-Feld. Das Experiment wurde an einer KN-Zellkultur durchgeführt, die nach Standardmethoden hergestellt wurde. Nach der Bildung einer Monoschicht (24 h) wurde das Luftmedium durch Gas ersetzt. Die Exposition gegenüber dem Gas wurde mit einer Dosis von 0,2 mg/ml begonnen, aber da diese Dosis während einer morphologischen Untersuchung der Arzneimittel kein CPE verursachte, wurde die Gasdosis auf 0,3–0,5 mg/ml erhöht. Die endgültige Arbeitsdosis des Gases betrug 0,5 mg/ml und verursachte eine Gewebedegeneration. Die Studien wurden über einen Zeitraum von 3 Tagen durchgeführt, wobei nach 24, 48 und 72 Stunden Proben zur morphologischen Untersuchung entnommen wurden.

Analyse von Wasser aus Quellen in Gasproduktionsgebieten. Als Forschungsmodell diente die KN-Zellkultur. Die Zellen wurden nach dem Standardverfahren in Penicillinflaschen kultiviert und auf einer Glasoberfläche wurde eine Monoschicht gebildet. In das die Monoschicht bedeckende Nährmedium wurde Testwasser in einer Konzentration von 10 % eingebracht, das Bestandteil des Rinderserums ist. Alle 24 Stunden wurden morphologische Präparate nach der Standardmethode hergestellt und anschließend mit Hämatoxylin-Eosin gefärbt.

Für die Studie wurde Wasser (3 Proben) aus dem Dorf entnommen. Yamburg, sterilisiert bei 120°C bei P - 1-2 atm. Dann wurde eine Flasche Trockenmolke mit dem Testwasser ohne Reinigung verdünnt, die andere mit Wasser nach der Reinigung und die dritte mit destilliertem Wasser. Diese Seren wurden in einer Menge von 10 % in das Kulturmedium mit Versuchs- und Kontrollzellen eingebracht.

Bestimmung der Gesamtproteinmenge in der Zellkultur. Am Ende der Kultivierung wurden die Zellen mit Versen-Lösung entfernt, dreimal durch Zentrifugation in Hanks-Lösung gewaschen und dann durch dreimaliges Einfrieren und Auftauen zerstört. Es wurde eine Biuret-Reaktion durchgeführt (wir verwendeten einen für Zellkulturen modifizierten Standardreagenziensatz zur Bestimmung des Gesamtproteins) und auf einem Spektrophotometer bei 540 nm gegen eine leere menschliche Probe photometrisch gemessen.

50 Min. schneiden.

Untersuchung stabiler Isotope. Als Material wird menschliches Nagelgewebe verwendet. Ein 1 x 2 mm großer Nagelstreifen wurde mit einer Schere von Personen ohne sichtbare Pilzpathologie abgeschnitten, gefolgt von einem langwierigen Programm zum einfachen Waschen der Probe mit DTA, Alkohol, Ultraschall und Vakuumtrocknung. Eine native Probe mit einem Gewicht von 0,1 g wurde zur Oxidation in reinem Sauerstoff in einen Umlaufreaktor gegeben. Das entstehende Kohlendioxid wurde kryogen von Fremdverunreinigungen gereinigt und zur Analyse in ein Massenspektrometer eingespeist.

Die Isotopenzusammensetzung wurde mit einer allgemein anerkannten Methode unter Verwendung eines Finnigan MAT-DELTA-Massenspektrometers bestimmt. Der 13C-Gehalt wurde nach dem Laborstandard D-1 bestimmt, „C = ± 25, Bestimmungsgenauigkeit 0,01. Die Untersuchungen wurden in Nadym, dem Dorf Jamburg und auf der Insel Dikson durchgeführt.

Um das biologische Alter der im Hohen Norden arbeitenden Menschen zu bestimmen, haben wir drei Gruppen aus Nadym-Bewohnern und Nadymgazprom-Arbeitern gebildet.

Die erste Gruppe sind junge Wehrpflichtige im Alter von 18 Jahren (8 Personen). Die zweite Gruppe sind Gesundheitspersonal im Alter von 46 bis 60 Jahren (20 Personen). Die dritte Gruppe besteht aus Nadymgazprom-Mitarbeitern im Alter von 36 bis 45 Jahren (23 Personen). In die Gruppen wurden Personen aufgenommen, die keine offensichtlichen Anzeichen einer chronischen Pathologie aufwiesen. Jeder Person wurden die Fingernägel abgeschnitten, Pakete mit Nägeln verschlüsselt und eine Isotopenanalyse an Kohlenstoff im Blindverfahren durchgeführt.

Untersuchung der adaptogenen Wirkung pflanzlicher Präparate. Die Studien wurden an RH-Zellkulturen durchgeführt. Die Zellkultur wurde nach der allgemein anerkannten Methode in Matratzen gezüchtet. Nach der Bildung einer Monoschicht wurden die Zellen mit Versene-Lösung aus dem Glas entfernt und in 2-ml-Psnicillin-Fläschchen (80.000 Zellen/ml) gegeben. Nach 24 Stunden wurde das Kulturmedium abgelassen und für die Kontrollkultur durch frisches Medium und für die Versuchskultur durch Medium 199 plus Adaptogen ersetzt. Untersucht wurden Radiola-Extrakt, Leuzea-Extrakt, Schisandra-Tinktur und Ginseng-Tinktur.

Alle 24 Stunden wurden 5 Tage lang morphologische Präparate nach der allgemein anerkannten Methode hergestellt. Kriterium für die Wirkung des Adaptogens war ein Vergleich des morphologischen Bildes

Analyse einer Monoschicht mit einem Adaptogen und einer Monoschicht ohne Adaptogen und Berechnung der mitotischen Aktivität (MA).

FORSCHUNGSERGEBNISSE UND IHRE DISKUSSION

EINFLUSS HELIOGEOPHYSISCHER FAKTOREN

ÜBER DIE LEBENSAKTIVITÄT VON GEWEBEKULTURZELLEN (BIOINDIKATIONSMETHODE) IN HOHEN BREITUNGSBEDINGUNGEN

Im Zusammenhang mit der Entstehung immer neuer ungünstiger Umweltfaktoren kommt der Forschung zur Bewertung und Neutralisierung äußerer schädlicher Einflüsse eine große Bedeutung zu. Bekannte Forschungsmethoden basieren auf der Verwendung von Labortieren (von der Maus bis zum Primaten). Diese Methoden zeichnen sich durch eine hohe Arbeitsintensität, die Notwendigkeit des Einsatzes spezieller Ausrüstung, erhebliche hohe Kosten und lange Vorlaufzeiten aus. Darüber hinaus stellt sich die Frage nach der Ethik einer solchen Forschung, denn In Versuchen wird eine Vielzahl von Tieren Leid und Tod ausgesetzt.

Wir haben eine Methode (Modell) der Bioindikation unter Verwendung menschlicher und tierischer Zellkulturen gewählt. Der Hauptvorteil kultivierter Zellen ist die Möglichkeit der intravitalen Beobachtung von Zellen unter dem Mikroskop. Bei der Arbeit mit Zellkulturen ist es wichtig, dass gesunde Zellen im Experiment verwendet werden und diese während des gesamten Experiments lebensfähig bleiben. Sie können dies überprüfen, indem Sie die Zellkultur regelmäßig testen. Im Tierversuch kann beispielsweise der Zustand der Nieren erst am Ende des Versuchs und dann nur qualitativ beurteilt werden.

Der Zelllebenszyklus kann funktionell und morphologisch untersucht werden. Funktionskriterien müssen mit Morphologiekriterien korreliert werden, die auf dem Zustand der gesamten Zellanordnung basieren.

Die Wirkung entfernter interzellulärer Interaktionen im ökologischen Aspekt. In den letzten Jahrzehnten haben sich in unserem Land und im Ausland verschiedene wissenschaftliche Richtungen entwickelt, die mit einem gemeinsamen Ziel verbunden sind – Biophotochemie, mitogenetische Strahlung (Gurvich A.G., 1944; Gurvich A.A., 1968), Biochemilumineszenz, elektromagnetische interzelluläre Wechselwirkungen (Kommunikation), Biophotonen. Alle diese Richtungen sind ähnlich

In einem waren sie sich einig: Sie gehen davon aus, dass die in Zellen ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse für informationelle Wechselwirkungen zwischen Biosystemen auf verschiedenen Ebenen sorgen. Das Problem der Übertragung biologischer Informationen, deren Anreicherung und Speicherung in Zellen sowie in Geweben und Organen gewinnt derzeit an Bedeutung. Die Steuerung bekannter Stoffwechselvorgänge im Körper von Tieren und Menschen lässt sich nicht allein durch neurohormonelle und humorale (biochemische) sowie bekannte biophysikalische Faktoren (Änderungen verschiedener Potentiale, Gradienten etc.) erklären.

Gleichzeitig wurden bereits in den frühen Arbeiten einheimischer Wissenschaftler (A.G. Gurvich, E.S. Bauer, V.I. Vernadsky, A.L. Chizhevsky usw.) sinnvollerweise Fragen nach den thermodynamischen Eigenschaften von Lebensprozessen aufgeworfen und versucht, Informationsmechanismen gezielt zu untersuchen dem Leben innewohnende Phänomene. Die Tatsache der Existenz ultraschwacher elektromagnetischer Strahlung ist mittlerweile allgemein anerkannt und in allen untersuchten Pflanzen- und Tierzellen experimentell entdeckt (Zhuravlev A.N., 1965; Tarusov B.N., 1967; Konev S.V., Mamul V.M., 1977).

Wir untersuchen seit langem die Möglichkeit der Übertragung biologischer Informationen durch elektromagnetische Feldquanten (EMF). Die Prämisse der Experimente war, dass der Funktionszustand einer Zelle, die verschiedenen Umweltfaktoren ausgesetzt ist, in der während ihres Lebens entstehenden elektromagnetischen Strahlung kodiert ist. Es sollte überprüft werden, ob diese Strahlung eine Signalfunktion hat, ob sie in der Lage ist, in intakten Detektorzellen Prozesse auszulösen, die dem anfänglichen angeregten Zustand entsprechen.

Da die informativen Eigenschaften der Strahlung untersucht werden sollten, wurden Situationen ausgewählt, in denen die Zelle schädlichen Umweltfaktoren ausgesetzt ist. In diesem Fall könnte eine adäquate Reaktion der Detektorzellen eindeutig als Ausdruck einer informativen Wirkung interpretiert werden.

Als Einflussfaktoren auf die Zelle wurden DNA- und RNA-haltige Viren (Coxsackie A-13, Hühnervirus) verwendet.

Geflügelpest, BRU, Adenovirus Typ 5), toxische Dosen von Quecksilberdichlorid, tödliche Dosen ultravioletter Strahlung und ein Modell eines kontrollierten Mitosezyklus – Colchicin. Infolgedessen kam es in den Zellen zu Schäden, die zum Tod führten, wobei das Muster für jeden der aufgeführten Erreger spezifisch war. Wenn entsprechend geschädigte Zellen, die sich in speziellen Kammern mit Quarzfenstern befanden, durch optischen Kontakt mit denselben Zellen verbunden wurden, die keinem Einfluss ausgesetzt waren, entwickelten sich in letzteren auf natürliche Weise charakteristische Veränderungen, die das Bild von „Krankheit“ und Tod beschädigter Zellen wiederholten. d.h. . Es traten entfernte interzelluläre Wechselwirkungen auf, die durch extrem schwache elektromagnetische Strahlung verursacht wurden.

Infolgedessen wurde das DMV-Phänomen in allen primären und kontinuierlichen homologen Zellkulturen gefunden, die wir in verschiedenen ökologischen Regionen untersuchten – Zentralrussland, der Region Moskau und der Arktis. Es wurde eine große Menge an experimentellem Material gesammelt, das bestimmte Rückschlüsse auf das Vorhandensein entfernter interzellulärer elektromagnetischer Wechselwirkungen (elektromagnetische Bioinformation) in verschiedenen ökologischen Regionen der Erde ermöglicht. Dies erlaubte uns, die Universalität des untersuchten Phänomens anzunehmen, obwohl der morphologische Ausdruck der beobachteten Wechselwirkung, den wir „Spiegel“-CPE nannten, für jeden der ausgewählten extremen Agenten recht spezifisch ist.

Unsere Daten belegen, dass elektromagnetische interzelluläre Wechselwirkungen in der Ferne biologisch spezifisch sind und in der Regel nur in genetisch eng verwandten Zelllinien realisiert werden. Mit zunehmender Heterogenität der Linien nimmt der Interaktionseffekt ab und verschwindet.

Wenn der Interaktionseffekt selbst eine allgemeine Eigenschaft von Zellen verschiedener Arten von Gewebekulturen widerspiegelt, die verschiedenen zytopathischen Wirkstoffen ausgesetzt sind, dann ist der morphologische Ausdruck dieser Interaktion („Spiegel“-CPE) für jeden der ausgewählten extremen Wirkstoffe recht spezifisch. Die Spezifität der Ferninteraktion wird durch die Tatsache belegt, dass im Falle einer Verschiebung des Funktionszustands der Indikatorkultur, gekennzeichnet durch

Durch das Abtöten von Zellen und durch die Hemmung der Teilung und des Wachstums der Zellmonoschicht wiederholen sich dieselben Verschiebungen, die sich grundlegend vom Tod unterscheiden, in der „Spiegel“-Kultur (Modell eines kontrollierten Mitosezyklus). Die Wahrscheinlichkeit eines positiven „Spiegeleffekts“ lag bei 65–85 % (bei einem Konfidenzniveau von 95 %).

Die Regelmäßigkeit der Manifestation des „Spiegel“-CPE und seine Universalität werden durch eine statistische Bestimmung unter Verwendung des Pearson-Kriteriums der Wirksamkeit der Wirkung von drei Viren, Sublimat- und UV-Strahlung, bestätigt: Es stellte sich heraus, dass es dasselbe war. Die Wahrscheinlichkeit eines „Spiegeleffekts“ bei der Kontrolle des Mitosezyklus ist geringer als unter dem Einfluss tödlicher Extremstoffe (57 ± 5,3 %). Durch den Einsatz von Zeitraffer-Mikrofilmen konnte die charakteristische Abhängigkeit des UHF vom Entwicklungsstand des Ausgangsprozesses festgestellt werden. Folglich scheinen die beschriebenen interzellulären Interaktionen in Gewebekulturen auf einem Mechanismus zurückzuführen zu sein, der auf der Möglichkeit einer gezielten Steuerung des einen oder anderen Prozesses beruht. Wenn wir davon ausgehen, dass es in einer „Spiegel“-Zellkultur eine langfristige Kontrolle des Stoffwechsels gibt, dann sollten wir über eine große Vielfalt und Fülle an Signalen nachdenken. In diesem Fall sollte der sequentielle Eingang von Signalen in eine gesunde Zelle die entsprechende Aktivierung von Enzymsystemen in einer strengen Reihenfolge mit elektromagnetischer Strahlung einer bestimmten Frequenz und Polarisation bewirken, während er für die Detektorzelle die Bedeutung eines bestimmten Signals erhält.

Es kann davon ausgegangen werden, dass Strahlung für eine Induktorzelle eine obligatorische und notwendige Manifestation ihrer lebenswichtigen Aktivität darstellt, d.h. Wir sprechen von besonderen elektromagnetischen Feldern, die für die Zelle selbst ihr internes System zur Übertragung von Informationen sind, die für das Leben der Zelle selbst notwendig sind. Betrachtet man die ultraschwache Strahlung lebender Zellen aus informationstechnischer Sicht, kann davon ausgegangen werden, dass die Regulierung biologischer Prozesse eine der Funktionen der von lebenden Systemen emittierten elektromagnetischen Strahlung ist. Strahlung wird mit physikalischen Methoden erfasst, d.h. kann als elektromagnetisch identifiziert werden (mit einer bestimmten Frequenz, sehr

geringer Intensität) überall auf der Erde.

Bei der 15-jährigen Untersuchung des UHF wurde die Existenz einer saisonalen Abhängigkeit bei der Manifestation von „Spiegel“-CPE in verschiedenen Klimazonen des Landes entdeckt. Es zeigte sich, dass je nach Monat des Jahres im Durchschnitt in 20–80 % der Fälle ein „Spiegel“-CPE beobachtet wurde, gleichzeitig aber in den Monaten mit dem Maximum (80 %) Tage mit einem negativen Ergebnis verzeichnet wurden ) Manifestation von „Spiegel“-CPE.

Die Analyse des gesammelten Materials (über 12.000 Experimente) zeigt, dass die teilweise Nichtreproduzierbarkeit von Experimenten, die unter Standardbedingungen durchgeführt wurden, nur schwer durch technische oder methodische Fehler zu erklären ist. Dies steht in guter Übereinstimmung mit der Tatsache, dass die Reproduzierbarkeit von Experimenten für einige Gewebekulturen ein deutliches saisonales Muster aufweist. Im Winter wurden häufiger „negative“ Ergebnisse verzeichnet. Allerdings ergaben einige Experimente im Sommerzeitraum, in dem die Reproduzierbarkeit der Experimente höher ist, niedrige (oder keine) Ergebnisse. Diese Situation legt die Möglichkeit nahe, dass unkontrollierte heliogeophysikalische Faktoren das Ergebnis des Experiments beeinflussen.

In diesem Zusammenhang wurde ein Vergleich des Prozentsatzes der beobachteten „Spiegel“-CPE durchgeführt, die in Experimenten mit heliogeophysikalischen Indizes aufgezeichnet wurden. Die Ergebnisse der Analyse ermöglichten es, einen Zusammenhang zwischen der Manifestation des UHF-Phänomens und der Polarität des interplanetaren Magnetfelds (IMF) sowie der Störung des heliogeomagnetischen Felds (HMF) zu identifizieren. Negative IWF-Störungen einige Tage vor dem Experiment und das Fehlen magnetischer Störungen im GMF begleiteten die Manifestation eines „Spiegel“-CPE. Bei großen GMF-Störungen (der Ap-Index ist erhöht), großen Flares auf der Sonne (K-Index) und positiver IMF-Polarität war der UHF-Effekt schwächer oder fehlte vollständig.

Wir haben festgestellt, dass in den Jahren der aktiven Sonne (1969, 1980) die Manifestation des Phänomens äußerst instabil ist: Die saisonale Abhängigkeit der Manifestation des „Spiegel“-CPE änderte sich häufiger und in der ruhigen Jahreszeit gab es Tage mit 90-100 % Manifestation des „Spiegel“-CPE und Tage, an denen der UHF-Effekt völlig fehlte. Die entdeckte Abhängigkeit des UHF-Effekts von

Verschiedene geophysikalische Variationen legten nahe, dass sich die Manifestation dieses Phänomens mit den Breitengradbewegungen ändern sollte.

Es ist bekannt, dass der 67. Breitengrad eine Zone des Auftretens einer komplexen Reihe elektromagnetischer Phänomene ist, die eng mit der Sonnenaktivität zusammenhängen. Die elektromagnetische Situation und insbesondere die Struktur der Störungen im heliogeomaptischen Feld ändern sich erheblich. Um die Merkmale elektromagnetischer Wechselwirkungen und ihre Beziehung zu exogenen Feldern während Breitengradbewegungen zu identifizieren, führten wir synchrone Studien zur Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht und zum UHF-Phänomen an verschiedenen geografischen Standorten des Landes durch. Eine Besonderheit dieser Experimente bestand erstens darin, dass jeder geografische Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt seine eigene spezifische geophysikalische und meteorologische Situation hatte, die seinen lokalen Einfluss auf die Biosphäre bestimmte; Zweitens sind diese Umweltfaktoren neben lokalen Erscheinungsformen auch durch globale Auswirkungen gekennzeichnet, und daher sollten sich signifikante Veränderungen dieser Faktoren synchron im Leben des Systems widerspiegeln.

Synchrone Studien zum UHF-Phänomen wurden in Norilsk und Nowosibirsk zu verschiedenen Jahreszeiten von 1975 bis 1981 durchgeführt (insgesamt 500 Experimente). Die Analyse der erhaltenen Ergebnisse ermöglicht es uns, die Besonderheiten der Manifestation des „Spiegel“-CPE in den Breitengraden Norilsk und Nowosibirsk festzustellen.

In der ersten Versuchsreihe wurde festgestellt, dass die Zellen der Monoschicht gut auf dem Glas verteilt waren und der Prozess ihres Kontakts untereinander im Vergleich zu Nowosibirsk höher war. Dann, ab der 48. Stunde, verlief das Wachstum der Monoschicht in Norilsk kräftiger, die Zellen erreichten in der 72. Stunde ein Plateau, dann starb die Monoschicht in Norilsk nach 6 Tagen, aber in Nowosibirsk war sie länger als lebensfähig 9 Tage. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass sowohl in Norilsk als auch in Nowosibirsk der Höhepunkt der mitotischen Aktivität nach 24 Stunden auftrat, in Norilsk jedoch 2,5-mal höher (Abb. 2).

In der zweiten Serie wurden keine signifikanten Unterschiede im Wachstum der Zellmonoschicht an beiden mitotischen Punkten festgestellt

Reis. 2. Der Einfluss heliomagnetischer Bedingungen auf eine Monoschicht von Zellen in hohen Breiten pro Monat.

1 - Ar-Index; K-Index: 2 – in Nowosibirsk, 3 – in Norilsk; a, b - Monoschicht-Wachstumsdichte: 4 - in Nowosibirsk, 5 - in Norilsk; c, d - migotische Aktivität: 4 - in Nowosibirsk, 5 - in Norilsk.

Es stellte sich heraus, dass die Aktivität der Zellen in Norilsk im Vergleich zur Zellkultur in Nowosibirsk dreimal geringer war. Eine Besonderheit des Monoschichtwachstums in Norilsk ist das Vorhandensein von zwei Spitzen mitotischer Aktivität, die nach 24 und 60 Stunden auftreten (siehe Abb. 2).

In der dritten Versuchsreihe wurde festgestellt, dass die Monoschicht in Norilsk in jeder Hinsicht energetischer wuchs: Die Wachstumsdichte und die Anzahl der Kerne pro Flächeneinheit waren doppelt so hoch wie in

Nowosibirsk, der Höhepunkt der mitotischen Aktivität, der nach 48 Stunden auftritt, ist dreimal höher. Am Ende des 6. Tages erschienen viele pyknotische Zellen und die Monoschicht starb; in Nowosibirsk war sie zu diesem Zeitpunkt mehr als 9 Tage lang lebensfähig.

Bei der Durchführung von Studien zur „Kooperativität“ zur Bestimmung des Zeitpunkts des Auftretens einer Monoschicht auf Glas verwendeten wir unterschiedliche Konzentrationen: 5 x 103, 7 x 103,1 x 105 Zellen in 1 ml Medium. Es wurde festgestellt, dass sich in Norilsk nach 2 Tagen aus 5 x 103 Zellen/ml Medium ein Monolayer bildete, in Nowosibirsk jedoch im gleichen Zeitraum nur einzelne Kolonien aus derselben Suspension wuchsen. Diese Tatsache bestätigt einmal mehr unsere Daten, dass in Norilsk die Zellkultur kräftiger wuchs.

Die erhaltenen Ergebnisse werden mit Daten zum K-Index, zum Planetenindex (AP) und zu den Vorzeichen von Sektoren des interplanetaren Magnetfelds verglichen, die an den Observatorien von Norilsk und Nowosibirsk gewonnen wurden.

Während des ersten Experiments zum Anbau von Nutzpflanzen war die geophysikalische Situation in Norilsk durch eine hohe geomagnetische Aktivität des Permafrosts gekennzeichnet. Der Beginn des ersten Experiments fiel mit einem magnetischen Sturm sehr hoher Intensität mit plötzlichem Beginn und einer Störungsamplitude von bis zu 1500 nT zusammen, was einem K-Index von 8-9 Punkten entspricht (die Summe von K pro Tag beträgt 36 Punkte). ). Die aktive Periode des Magnetsturms dauerte drei Tage, aber auch danach blieb das Niveau der magnetischen Aktivität während des gesamten Experiments hoch. Gleichzeitig war in Nowosibirsk die Intensität des magnetischen Sturms geringer (die Amplitude der Störung betrug bis zu 330 nT, was einem K-Index von 7-8 Punkten entspricht (die Summe von K pro Tag beträgt 28 Punkte). Auch die Dauer der magnetisch intensiven Periode in Nowosibirsk war kürzer.

Daher war die magnetische Aktivität während des Experiments in Norilsk stärker ausgeprägt. Dies kann wahrscheinlich die Unterschiede im Monoschichtwachstum für alle von uns untersuchten Parameter erklären. Offenbar führte die Wachstumsintensität zu einem raschen Abbau der Monoschicht, die 2-3 Tage früher als in Nowosibirsk abstarb. Das Wachstum der Monoschicht in Nowosibirsk war langsamer und die mitotische Aktivität war zweimal geringer, aber kon-

Zelltaktung und Kern-Zell-Beziehungen kommen besser zum Ausdruck, so dass sich die Monoschicht als lebensfähiger erwies.

Bei der Analyse des zweiten Experiments wurden gemäß den oben genannten Parametern keine großen Unterschiede im Monoschichtwachstum festgestellt. Beide Monoschichten sind bis zu 9 Tage lebensfähig. Dies erklärt sich offenbar aus der Tatsache, dass die Schwankungen der EMF der Erde während des Experimentzeitraums gering waren: Ap = 8, lokale Indizes von Norilsk bzw. Nowosibirsk, K = 17, K = 15.

Beim dritten Experiment wurde erneut ein Anstieg der magnetischen Aktivität beobachtet: in Norilsk K = 36, in Nowosibirsk K = 20 und Ap = 28, d.h. Es herrschte eine angespannte heliomagnetische Situation. Die Ergebnisse des Experiments wiederholten in gewissem Maße die Dynamik der untersuchten Indikatoren des ersten Experiments.

Eine Analyse der Vorzeichentabellen der IWF-Sektoren ergab, dass der Zeitpunkt des ersten und dritten Experiments mit dem Vorzeichenwechsel (+) zu (-) zusammenfiel, was offenbar in gewissem Maße die Ähnlichkeit der Ergebnisse beider bestimmte Experimente. Beim zweiten Experiment änderte sich das Vorzeichen von (-) auf (+).

Die UHF-Studie in Nowosibirsk und Norilsk wurde ebenfalls gleichzeitig vom 20.01.86 bis 23.11.86 durchgeführt. Während der Expeditionen wurden 20 Experimente durchgeführt, jeweils 25 Experimente, einschließlich Kontrolle. Zum ersten Mal wurde am 2. Februar 1986 in Nowosibirsk in 40-50 % der Fälle ein „Spiegel“-CPE registriert. In Norilsk wurde die erste Manifestation des „Spiegeleffekts“ am 23. November 1986 in 3040 % der Fälle festgestellt.

Untersuchungen der nächsten Expedition, die im Dezember 1986 und Januar 1987 durchgeführt wurde, zeigten, dass der „Spiegel“-CPE zunächst an beiden Punkten fehlte und ab dem 24. Dezember in Nowosibirsk mit einer Tendenz zu einem stetigen Anstieg von bis zu auftrat 60-80 %. In Norilsk blieb der Effekt bei allen Experimenten bis Ende Februar 1987 aus.

Studien während des Polartages (Mai-Juli 1989) zeigten, dass in diesen Monaten je nach Tag des Experiments in 40–60 % der Fälle sowohl in Norilsk als auch in Nowosibirsk ein „Spiegel“-CPE beobachtet wurde. Gleichzeitig wurden Tage mit einem negativen Ergebnis notiert, an denen der Effekt nicht beobachtet wurde.

Das UHF-Phänomen in Norilsk während des Untersuchungszeitraums manifestierte sich während der Polarnacht, im Durchschnitt einen Monat später.

als in Nowosibirsk. Ab Ende Februar endete auf diesem Breitengrad die Polarnacht und die Sonne erschien kurzzeitig über dem Horizont. Möglicherweise hängt die Manifestation des UHF-Phänomens auf dem 69. Breitengrad mit dem Winkel der Sonne über dem Horizont zusammen. Zu Beginn des Polartages zeigte sich der „Spiegel“-CPE in 40–60 % der positiven Ergebnisse, genau wie in Nowosibirsk zu dieser Jahreszeit. Somit haben wir eine gewisse Korrelation des UHF-Phänomens mit den Parametern der heliogeomagnetischen Umgebung, dem Zeitpunkt und dem Ort des Experiments erhalten.

In früheren Studien (1966-1980) wurde eine Saisonalität bei der Manifestation entfernter interzellulärer Wechselwirkungen festgestellt, die darin bestand, dass der „Spiegel“-CPE innerhalb von 1,5 bis 2 Monaten (Dezember-Januar) verschwand (Studien in Nowosibirsk) und von März bis September jedes angegebenen Jahres manifestierte sich in 60-80 %.

Während des Versuchszeitraums, als eine Umgebung mit einem angespannten heliogeomagnetischen Feld beobachtet wurde (erhöhter Ap-Index, Änderung der Polarität des interplanetaren Magnetfelds), wurden signifikante Unterschiede in der Lebensaktivität von Monoschichtzellen festgestellt. In Norilsk verlief das Wachstum der Monoschicht kräftiger: Die Wachstumsdichte und die Anzahl der Kerne pro Flächeneinheit waren 2-mal höher als in Nowosibirsk, der Höhepunkt der migotischen Aktivität, der nach 48 Stunden auftrat, war 3-mal höher. Am Ende des 6. Tages erschienen viele pyknotische Zellen und die Monoschicht starb ab; in Nowosibirsk war es zu diesem Zeitpunkt bis zu 9 - 11 Tage lebensfähig.

Eine stärkere magnetische Aktivität während des Experimentzeitraums in Norilsk kann wahrscheinlich die Unterschiede im Monoschichtwachstum bei allen von uns untersuchten Parametern erklären. Offenbar führte die Wachstumsintensität zu einem raschen Abbau der Monoschicht, die 2–3 Tage früher als in Nowosibirsk abstarb. Das Wachstum der Monoschicht war in Nowosibirsk langsamer und die mitotische Aktivität war zweimal geringer, aber Zellkontakt und Kern-Zell-Beziehungen waren besser ausgeprägt, sodass die Monoschicht lebensfähiger war.

Unter Berücksichtigung der statistischen Zuverlässigkeit des erhaltenen Materials, der Einheitlichkeit der Methodik, der Synchronizität der Experimente und der gleichen Verfügbarkeit jedes Experiments kann davon ausgegangen werden, dass die Unterschiede in den Ergebnissen nicht von „internen“ Faktoren abhängen

der Versuchsbedingungen, sondern vom Einfluss äußerer Faktoren, da alle Forschungsbedingungen in den Städten Nowosibirsk und Norilsk identisch waren, die Faktoren der heliogeophysikalischen Situation jedoch unterschiedlich waren.

Durch die Untersuchung der Lebensfähigkeit einer Zellmonoschicht bei Breitengradbewegungen, insbesondere in hohen Breiten während der Polarnacht, waren wir erneut davon überzeugt, dass die Manifestation des UHF-Phänomens einer strengen Saisonalität unterliegt. Wir haben die Ausprägung des UHF über 11 Jahre analysiert und eine korrelative Abhängigkeit der Ausprägung des UHF von heliogeophysikalischen Faktoren festgestellt.

Die Analyse des Materials ergab, dass die wichtigsten heliogeophysikalischen Faktoren offenbar amplitudenspektrale Variationen elektromagnetischer Hintergrundfelder mit sehr niedrigen Frequenzen sind. Daher wurden Indikatoren, die diese Variationen widerspiegeln, als Vergleichsindizes ausgewählt: die Polarität des interplanetaren Feldes ("+ ", "- "), Planetenindex der geomagnetischen Störung (Ar) (Forschung gemeinsam mit einem Mitarbeiter des Krim-Observatoriums B.M. Vladimirsky durchgeführt).

Es ist bekannt, dass der Einfluss heliogeophysikalischer Faktoren in vielen Fällen von der Jahreszeit abhängt. Dabei wurde der Vergleich getrennt für Winter- und Sommermonate durchgeführt. Alle Berechnungen wurden auf einem ES-1020-Computer unter Verwendung der Epochenüberlagerungsmethode (Gnevyshev M.N., 1983) durchgeführt.

Wir verwendeten die Syangaia-Datenkataloge für 1965–1976 (USA) und S.M. Mansurov für 1965–1986 (UdSSR), die Informationen über das interplanetare Magnetfeld enthalten.

Mit der Methode der Überlagerung von Epochen wurden nach Angaben von S. M. Mansurov Verteilungskurven der Anzahl der Fälle erstellt, in denen sich die Erde in einem positiven und getrennt in einem negativen interplanetaren Magnetfeld befand.

Die Ap-Indexwerte wurden dem International Solar Geophysical Data Report (USA, 1965-1976) entnommen. Die Bedeutung dieses Indexes ist die über mehrere Magnetstationen gemittelte Amplitude der Schwingungen der horizontalen Komponente des Erdmagnetfeldes. Bei ruhigen Bedingungen beträgt Ap 2-5; Magnetischer Sturm entspricht Ap gleich 50.

Wir haben den Aktivitätsindex der Sonneneruptionen (S-) analysiert.

So ermöglichte ein retrospektiver Vergleich des UHF-Effekts und des Zellkulturwachstums mit heliogeophysikalischen Indizes die Identifizierung eines korrelativen Zusammenhangs zwischen dem UHF-Phänomen und der Polarität des Magnetfelds; Auch eine Störung des Erdmagnetfeldes einige Tage vor der Landung beeinflusste die Ausprägung des Effekts. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass bei hohen Werten des B-Index (große Sonneneruptionen) der DMV-Effekt schwächer war und die Zellmonoschicht schlechter wurde (seltener).

Untersuchung des Einflusses heliogeophysikalischer Faktoren im Norden von Tjumen mithilfe der Bioindikationsmethode auf Zellkulturen. Die Studien wurden nach der gleichen Methodik unter Berücksichtigung aller Versuchsbedingungen durchgeführt. Als Kriterien zur Beurteilung des Einflussgrades natürlicher heliogeophysikalischer Faktoren auf Zellkulturen in Nadym wurden 4 Parameter verwendet: Mitoseindex – die Anzahl pro 100 Monoschichtzellen, ausgedrückt als Prozentsatz; Zellkultur-Wachstumsdichte (gr) – die Anzahl der Monoschichtzellen pro Flächeneinheit des optischen Gitters. Die so gewonnenen Werte des Mitoseindex (MI) und der Wachstumsdichte (GD) der Zellkultur wurden mit den in Nowosibirsk gewonnenen Daten (Kontrollkultur) verglichen. Veränderungen der MI- und Br-Werte in Nadym im Vergleich zu Nowosibirsk in die eine oder andere Richtung dienten als Kriterium für die Beurteilung des Einflusses natürlicher Faktoren auf das Biosystem (in unseren Experimenten auf die Zellkultur der LN-Linie).

Bewertet wurden die Aktivität von Markerenzymen der aeroben (Succinatdehydrogenase, SDH) und anaeroben (Laktatdehydrogenase, LDH) Wege des Zellstoffwechsels sowie die Wachstumsrate der Zellkultur. Die Berechnung des letzten Parameters wurde in unserem Labor entwickelt, um die Zunahme der Wachstumsdichte einer Zellmonoschicht pro 1 Stunde Kultivierung während des untersuchten Tages zu bestimmen:

Wachstumsrate (GR) = Durchschnittswert von Br pro Tag/24 Stunden. Die Wachstumsrate einer Zellkultur ist ein zuverlässiges und genaues Merkmal für den Grad der Proliferationsaktivität von Monoschichtzellen.

Die in Nadym erhaltenen MI- und Br-Werte wurden mit verglichen

Tabelle 1. Durchschnittswerte des Mitoseindex in Nowosibirsk und Nadym (M ± w)

1. 3,29 ± 1,02* 1,84 ± 0,18

2. 2,06 ± 0,56 1,50 ± 0,23

3. 3,57 ± 0,88* 1,89 + 0,61

4. 2,66 ± 0,45 2,34 ± 0,79

Änderungen im Index des interplanetaren Magnetfelds Ap, bereitgestellt vom Westsibirischen Meteorologischen Zentrum für den Zeitraum der Arbeit in Nadym (vom 06.12.93 bis 22.12.93).

Als Ergebnis der Untersuchungen wurde festgestellt, dass das morphologische Bild der Zellmonoschicht in Nadym und Nowosibirsk wie folgt war: Die Zellen waren gut auf dem Glas ausgebreitet, hatten eine für diese Linie charakteristische geometrische Form, im Zytoplasma der Zelle Ein Kern der richtigen Größe mit Nukleolen war deutlich sichtbar und es wurde eine leichte Vakuolisierung des Zytoplasmas festgestellt. Es gab keine pathologischen Mitosen, die Mehrkernbildung und die Riesenkeimbildung überschritten in beiden Fällen nicht die als Norm für die E.N.-Linie festgelegten Werte (Mehrkernindex – MI = 3,3; Riesenkeimbildungsindex – GY = 5,5).

Weder in Nowosibirsk noch in Nadym wurden grobe morphologische Abweichungen im Muster der Monoschicht festgestellt, aber die Zellmonoschicht war in Nadym viel seltener als in Nowosibirsk und die Anzahl der Mitosen war darin verringert.

Die durchschnittliche Beobachtungsdauer der Zellkultur in Nadym und Nowosibirsk betrug 8 Tage. Die Durchschnittswerte des Mitoseindex der Zellkultur in Nadym und Nowosibirsk für 8 Tage wurden ermittelt (Tabelle 1).

Wie aus der Tabelle hervorgeht, unterschieden sich die Werte des Mitoseindex der Zellkulturen in Nadym und Nowosibirsk in zwei von vier Experimenten deutlich voneinander: Die mitotische Aktivität der Zellen in Nowosibirsk war höher als in Nadym.

Außerdem wurden die Durchschnittswerte der Zellwachstumsdichte ermittelt.

Tabelle 2. Durchschnittswerte der Zellkultur-Wachstumsdichte (Br) in Nowosibirsk und Nadym (M ± t)

Experimentnummer Nowosibirsk Nadym

1. 21,81 ± 2,23* 16,22 ± 0,59

2. 23,12 ±2,70* 18,33 ± 1,50

3. 23,51 ± 1,85* 18,16 + 2,68

4. 23,13 ± 1,27* 18,39 ± 1,43

präzise Kultur in Nadym und Nowosibirsk in 8 Tagen (Tabelle 2).

Die erhaltenen Daten zeigen, dass in allen vier Versuchsreihen die Wachstumsdichte der Zellkultur in Nowosibirsk die Wachstumsdichte der Kultur in Nadym überstieg.

Die Wachstumsdynamik von Zellkulturen in Nadym und Nowosibirsk wurde untersucht.

Die Wachstumsrate der Zellkultur in Nadym und Nowosibirsk wurde bestimmt. Die Wachstumsrate der Zellkultur in Nowosibirsk übertraf die Wachstumsrate der Zellen in Nadym um das 1,6- bis 2,5-fache, und die Tendenz, die Wachstumsrate vor Spitzen der migotischen Aktivität zu erhöhen und in der Zeit nach der Zellteilung zu verringern, blieb bestehen. Beim Vergleich der Veränderungen der Zellwachstumsrate und der Veränderungen des Ap-Index fiel Folgendes auf: Zwischen der 120. und 168. Stunde der Kultivierung kam es zu einem starken Anstieg des Wertes des Ap-Index, dessen Maximum bei der 144. Stunde auftrat der Beobachtung. In diesem Zeitraum war ein positiver Anstieg des Pflanzenwachstums in Nadym zu verzeichnen.

Dieses Phänomen lässt sich unserer Meinung nach dadurch erklären, dass die Zellkultur in Nadym helio-geophysikalischen Faktoren hoher Breiten ausgesetzt ist, die in Nowosibirsk fehlen. Diese Faktoren wirken sich dämpfend auf das Zellwachstum aus, was sich an einer Änderung des Ap-Index zeigt.

Signifikante Unterschiede wurden in der Aktivität von Markerenzymen der Zellkulturaktivität in Nadym und Nowosibirsk festgestellt (Tabelle 3).

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist. 3, SDH-Aktivität in Kulturzellen

Tabelle 3. Aktivität der Succinatdehydrogenase in der Kultur von EL, SCI (M ± w)

72 1,85 ± 0,04 1,91 ± 0,03

96 1,82 ± 0,13 1,99 ± 0,06

120 1,89 ±0,16 2,35 ± 0,07

144 2,15 ± 0,08 2,10 ± 0,03

168 2,30 ±0,07 2,00 ± 0,05

Nadym ist etwas höher als in Nowosibirsk, und die Aktivität dieses Enzyms veränderte sich in Nadym weniger gleichmäßig, mit einem klar definierten Peak in der 120. Stunde der Kultivierung und einem Rückgang in den darauffolgenden Beobachtungsstunden.

In Anbetracht der Tatsache, dass der Höhepunkt der Aktivität und die Tendenz zur Steigerung gut mit Indikatoren für körperliche Aktivität und einer Zunahme der Wachstumsdichte der Kultur im Zeitraum zwischen der 72. und 120. Beobachtungsstunde korrelieren, kann davon ausgegangen werden, dass lebenserhaltende Maßnahmen aktiviert werden Prozesse nutzt die Kultur in Nadym den größten Teil ihrer Reserven als Zellen in Nowosibirsk, was zu einem schnelleren Energieabbau im Phosphorylierungssystem und im Krebszyklus führt. Dies ist offenbar auch für den Unterschied im Wachstum und der mitotischen Aktivität der Kultur in Nadym und Nowosibirsk verantwortlich.

In einer Zellkultur in Nadym wurde ein starker Anstieg der Aktivität des Markerenzyms des anaeroben Stoffwechsels – LDH – festgestellt (Tabelle 4). Unserer Meinung nach lässt sich dies wie folgt erklären:

Erstens deutet die Aktivierung des energieärmeren anaeroben Stoffwechsels auf den Versuch hin, alle im Lebensprozess entstandenen Energiekosten zu kompensieren.

Zweitens weist dies auf die entstehende Spannung des enzymatischen Systems der Glykolyse hin und dient zusammen mit anderen Indikatoren als objektives Kriterium für Beschwerden und Beschwerden

Tabelle 4. Aktivität der Laktatdehydrogenase in der Kultur von KN, SCI (M±t)

Inkubationszeit, h Nowosibirsk Nadym

72 0,43 ± 0,01 1,06 ± 0,10

96 0,41 ± 0,04 1,02 ± 0,03

120 0,35 ± 0,05 1,76 ± 0,04

144 0,42 ± 0,08 1,19 ± 0,05

168 0,55 ± 0,04 2,00 ± 0,03

Ungleichgewicht im Zellstoffwechsel.

Unter Berücksichtigung der statischen Zuverlässigkeit des erhaltenen Materials, der Einheitlichkeit der Methodik, der Synchronizität der Experimente und der gleichen Verfügbarkeit jedes Experiments können wir davon ausgehen, dass die Unterschiede nicht von den „internen“ Bedingungen der Experimente abhängen, sondern auf den Einfluss externer Faktoren, da alle Forschungsbedingungen in Nowosibirsk, Nadym und Norilsk identisch waren, die Faktoren der heliogeophysikalischen Umgebung jedoch unterschiedlich waren.

Die Untersuchung der Lebensaktivität einer Zellmonoschicht an jedem spezifischen geografischen Punkt in Gegenwart synchroner heliobiologischer Reaktionen, die durch den Einfluss globaler kosmophysikalischer Prozesse auf die Biosphäre verursacht werden, weist Merkmale auf, die die Umweltspezifika des Untersuchungsgebiets widerspiegeln. Dies erklärt die stärksten Unterschiede in der Vitalaktivität von Zellkulturen, die in der Mittelzone (Nowosibirsk, Moskau, Simferopol) und in den Regionen des Hohen Nordens (Norilsk, Nadym) gezüchtet wurden. Bei der Analyse der für Nadym (Polarregion) und Norilsk (Polarregion) erhaltenen Daten sehen wir, dass im Experiment in Norilsk der Einfluss heliogeophysikalischer Faktoren stärker ausgeprägt ist und unter einer bestimmten heliogeomaptischen Situation zum frühen Zelltod führen kann Monoschicht. Gleichzeitig haben wir in Nadym festgestellt, dass heliogeophysikalische Faktoren auf diesem Breitengrad (64*) eine dämpfende Wirkung auf die Lebensfähigkeit von Zellmotoren haben.

Keine Schicht, aber die Monoschicht ist lebensfähig und stirbt nicht ab.

Die Analyse der erhaltenen Ergebnisse ermöglicht es uns, Rückschlüsse auf die Merkmale der Manifestation der Lebensfähigkeit einer Zellmonoschicht in verschiedenen Breitengraden und unter verschiedenen heliogeophysikalischen Bedingungen zu ziehen.

Somit wurde eine gewisse Korrelation biologischer Prozesse auf zellulärer Ebene mit den Parametern der heliogeomagnetischen Umgebung, der Zeit und dem Ort des Experiments unter Verwendung des K-Index (lokaler Index), Ap-Index und des Vorzeichens des Interplanetaren ermittelt Magnetfeld und der Sonneneruptionsindex. Nach unseren Daten könnte die heliogeomagaitische Umgebung am untersuchten Breitengradpunkt eine gewisse Rolle bei der Lebensaktivität der Zellmonoschicht spielen. Derzeit geben experimentelle Beobachtungen und theoretische Studien Anlass zu der Annahme, dass das Erdmagnetfeld für die biologischen Auswirkungen der Funktionsweise lebender Organismen verantwortlich ist.

Diese Fragen können weitgehend durch die Durchführung synchroner Experimente mit künstlichen Magnetfeldern beantwortet werden. Arbeiten zur Abschirmung biologischer Objekte sind interessant, weil sie einen direkten Versuch darstellen, sich vollständig vom Einfluss des Erdmagnetfelds zu befreien oder diesen zumindest stark zu reduzieren.

Somit erlauben uns die gesammelten Fakten, die Methode der Daubenkulturen und DMV als vielversprechende Methode zur Bioindikation verschiedener äußerer Einflüsse zu betrachten, insbesondere in Fällen, in denen die Natur der Betriebsfaktoren komplex und vielfältig ist. Zuverlässige Methoden der Bioindikation gewinnen im Zusammenhang mit der Entwicklung von Umweltstudien, die eine quantitative Bewertung biologischer Reaktionen auf der Ebene ganzer Biosysteme erfordern, die die Eigenschaften der Interaktivität aufweisen, große Bedeutung.

UNTERSUCHUNG DER LEBENSWICHTIGEN AKTIVITÄTSPROZESSE DER ZELLKULTUR UNTER GYROMAGNETISCHEN BEDINGUNGEN

Die biologischen Wirkungen von Magnetfeldern sind wenig erforscht und die Informationen über die möglichen Folgen der Anwesenheit verschiedener biologischer Objekte in solchen Feldern sind widersprüchlich.

Der Schutz vor externen EMFs kann auf zwei Arten erfolgen – aktiv und passiv. Aktiver Schutz besteht darin, dass ein empfindliches Gerät die Stärke des äußeren Feldes misst und den Strom in den Spulen steuert, die ein Magnetfeld erzeugen, das gleich groß und dem Strom entgegengesetzt gerichtet ist; Dadurch wird die Wirkung des externen Feldes kompensiert.

Aufgrund der Größe der Spulen funktioniert der aktive Schutz jedoch nur bei niedrigen Frequenzen gut. Daher wird neben aktiven Methoden zum Schutz vor Magnetfeldern auch eine passive Methode verwendet, die in der Abschirmung von externen Feldern besteht. Es gibt drei Arten von Schirmen: aus Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (Aluminium, Kupfer), supraleitend und ferromagnetisch (Vvedensky VL., Ozhogin V.I., 1982).

Die ferromagnetische Abschirmung ist die in der Technik am häufigsten vorkommende Art des magnetischen Schutzes. Seine Wirkung beruht darauf, dass der magnetische Fluss durch den Querschnitt des Schirms in Wänden mit hoher magnetischer Permeabilität konzentriert wird und dadurch das Feld im Innenraum schwächt.

In unseren Experimenten in einer „hypomagnetischen“ Kultur traten ab der 4. – 5. Passage (16. – 25. Tag des Experiments) Anzeichen einer unspezifischen Degeneration auf: Die Zellen entfalteten sich lange Zeit nicht auf dem Glas, begannen sich spät zu teilen , hatte einen dichteren, manchmal pyknotischen, faltigen Kern, der von einem schmalen Rand aus Zytoplasma umgeben war. In den nachfolgenden Passagen war die Monoschicht der gescreenten Kultur sehr spärlich und die Zellen erlangten einen neuronenähnlichen Prozess; die Kerne darin waren verdichtet. Es gab viele degenerierende Zellen mit lysierten oder pyknotisch geschrumpften Kernen. Mitotische Zellen sind kleiner und dichter als üblich, ähnlich wie Pyknosen. Bei 4–5 Ghe-Passagen in der Versuchskultur wurden mehrkernige und riesige polyploide Zellen sowie zahlreiche pathologische multipolare Mitosen, azentrische Fragmente und Brücken im Anaphasestadium angetroffen.

2 Tage nach dem Pflanzen begannen sich in der „hypomagnetischen“ Kultur gerade Zellkolonien zu bilden, während im Kontrollgewebe im gleichen Zeitraum und bei der gleichen Pflanzkonzentration bereits eine gleichmäßige, dichte Monoschicht wuchs.

// Durchgang

Reis. 3. Veränderungen der MA – mitotischen Aktivität (a) und der Br – Monoschicht-Wachstumsdichte (b) bei der Kultivierung von Zellen unter hypomagnetischen Bedingungen. 1 - Kontrolle; 2 - hypomagnetische Situation.

Vom Beginn des Experiments bis zur 5.–6. Passage war der Mitoseindex der in der hypomagnetischen Kammer wachsenden Zellkultur signifikant, manchmal 1,5–2-mal höher als der der Kontrolle (Abb. 3). Diese Situation blieb bis zum 18. – 20. Tag der Passage bestehen, dann sank der Mitoseindex der experimentellen Monoschicht stark ab und blieb bis zum Ende des Experiments (bis zur vollständigen Degeneration der Kultur) niedriger als in der Kontroll-Monoschicht.

Beide Kulturen („hypomagnetische“ und Kontrollkulturen) wiesen einen synchronen Höhepunkt der mitotischen Aktivität auf, der nach 48 Stunden auftrat, und die Verschiebung des Höhepunkts auf 24 Stunden erfolgte gleichzeitig. Beide mitotischen Indexkurven korrelierten während des gesamten Experiments gut miteinander. Die durchgeführten Untersuchungen

Die Studien ergaben keinen Unterschied in der Ausrichtung der Metaphasenplatte zwischen Versuchs- und Kontrollpräparaten.

Die Wachstumsdichte auf Glas war bei der gleichen Pflanzkonzentration in der experimentellen Monoschicht immer niedriger als in der Kontrolle, und von Durchgang zu Durchgang erhöhte sich dieser Unterschied vom 1,5- bis 2,5-fachen auf das 8- bis 10-fache. Ab der 7. Passage nahm die Zellwachstumsdichte in der hypomagnetischen Kammer nicht mehr stündlich zu, und bei der 10. Passage starb die Versuchskultur ab, während die Kontroll-Monoschicht noch lebensfähig blieb.

Der Proliferationsindex (das Verhältnis der Anzahl gewachsener Zellen zur Anzahl ausgesäter Zellen) im „hypomagnetischen“ Gewebe sank allmählich von 3,25 auf 0 und blieb in der Kontrollkultur relativ stabil – 2,25–4,25.

Es gab eine merkliche Abnahme der Adhäsionsfähigkeit der „hypomagnetischen“ Zellmonoschicht sowie eine signifikante Verkürzung der Dauer der Kulturversenisierung (der Prozess der Trennung von Zellen vom Glas unter dem Einfluss der Versene-Lösung während der Transplantation) – auf 0,5 – 1 Minute.

Histochemische Studien zeigten im Vergleich zur Kontrolle eine erhöhte Anreicherung neutraler Lipide in Kulturzellen, die in einem abgeschirmten Raum wachsen. Dieser Unterschied zeigte sich deutlicher in der 5. bis 6. Passage, als die Indikatoren der „hypomagnetischen“ Kultur 7–9 Mal höher waren als die der Kontrollkultur.

Während der nächsten Passage (7) wurde ein Teil der Zellen der Versuchskultur in eine andere Matratze gelegt und auf GMF-Bedingungen zurückgeführt. Darüber hinaus stellte die Kultur nach 8 Tagen (2. Passage) ihr normales morphologisches Bild vollständig wieder her und unterschied sich nicht von der Kontrollmonoschicht. Die Zellen verloren ihre prozessive Form, wurden rundlich und begannen sich intensiv zu teilen, wobei sie neue Kolonien bildeten und sich hinsichtlich der Wachstumsdichte der Kontrolle näherten.

Wir verwendeten eine in UHF-Experimenten unter magnetischen Bedingungen gezüchtete Gewebekultur als Detektor für entfernte Wechselwirkungen. Es stellte sich heraus, dass die Effizienz von UHF mit einem solchen Versuchsaufbau deutlich zunimmt (der „Spiegel“-CPE manifestierte sich in 95 - 96 % der Kammerpaare), d. h. die Empfindlichkeit der „hypomagnetischen“ Kultur gegenüber einem bestimmten darin kodierten Signal ultraschwache Strahlung

der weiblichen Zellen erhöht.

Die von uns gewonnenen experimentellen Daten ermöglichen es uns daher, die magnetische Umgebung als einen Faktor mit ausgeprägter biologischer Aktivität für Gewebekulturzellen zu betrachten.

Ein signifikanter Anstieg der migotischen Aktivität weist darauf hin, dass ein umfassendes und langfristiges Screening der Kultur zu Veränderungen der lebenswichtigen Aktivität der Zellmonoschicht führt. Ein Anstieg der Anzahl pathologischer Mitosen in der experimentellen „hypomagnetischen“ Kultur weist auf Veränderungen verschiedener Mitosemechanismen hin, insbesondere auf eine Verletzung des Nukleoproteinstoffwechsels der Zelle. In der hypomagnetischen Kammer nahm die Stärke der Zellanhaftung an das Glas ab, der Proliferationsindex sank allmählich auf Null, d. h. lebenswichtige Prozesse der Zelle wurden mit der Entwicklung einer Kulturdegeneration und dem Tod der Zellmonoschicht gehemmt.

Die reversible Natur der sich entwickelnden Degeneration (wenn die Kultur in die Bedingungen eines natürlichen elektromagnetischen Feldes überführt wird) bestätigt die Tatsache, dass es die Abschirmung war, die ihre Entwicklung verursachte.

Die Analyse der in den Jahren 1983 bis 1984 gewonnenen Daten zeigt, dass ein Abfall der Erdmagnetfeldstärke die lebenswichtige Aktivität verschiedener Zelltypen beeinflusst. Wir präsentieren Daten zu drei Arten von Zellkulturen. Die Zellkultur von FEF (menschlicher Fibroblast) erwies sich als am empfindlichsten gegenüber der hypomagnetischen Umgebung. Sie degenerierte um 3

4. Durchgang. Weniger empfindlich war die transplantierte Kultur von PN (transplantierte menschliche Niere), die nur bei der 10. Passage und bis zur 5. Passage degenerierte, was zu einem „Anstieg“ des Wachstums um 2 führte

12 Mal. Die HEp-2-Zellkultur (Kehlkopfkrebs) erwies sich als resistenter. Sie wuchs um etwa 1,5 aktiver als die Kontrollgruppe

3 Mal bis zum 7. Durchgang, und danach hielt es einem Abfall der äußeren Magnetfeldstärke bis zum 10.-12. Durchgang stand.

Unter hypomagnetischen Bedingungen wurde nach unseren Daten eine Störung des Zellteilungsrhythmus in der Kultur beobachtet. Die erhaltenen Ergebnisse weisen auf eine hohe Empfindlichkeit intrazellulärer biologischer Prozesse (Mitosen) gegenüber Veränderungen hin

Abnahme der magnetischen Feldstärke.

Nachdem wir eine Reihe von Experimenten zur Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht, der Manifestation des DMV-Effekts und der Untersuchung des Zellzyklus unter magnetischen Bedingungen durchgeführt hatten, kamen wir zu dem Schluss, dass das Biosystem in einer hypomagnetischen Umgebung nicht lange existieren kann ( Vakuum).

Durch die Abschirmung verändert sich die Biochemie der Zelle, was zu einer erhöhten Bildung und Anreicherung intrazellulärer neutraler Substanzen führt, die Empfindlichkeit der Zelle gegenüber der Einwirkung extremer Substanzen und extrem schwacher Strahlung erhöht und den Rhythmus der Zellteilung stört. Folglich ist die elektromagnetische Umgebung ein lebenswichtiges Organisationselement (stabiles Ungleichgewicht) für ein Biosystem, eine notwendige Umgebung für deren Leben. (

GRAD. ANTHROPOÖKOLOGISCHE AUSWIRKUNGEN

ERDGAS DES JAMAL-FELDES DURCH DIE METHODE DER BIOINDIKATION AUF ZELLKULTUREN

Die biotoxische Wirkung von Gas aus dem Jamal-Feld aus Gasproduktionsstätten im Dorf wurde untersucht. Yamburg nutzt die Bioindikationsmethode für Zellkulturen.

Die Forschung gliederte sich in mehrere Phasen:

Bestimmung der Gasdosis, die die Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht beeinflusst, d. h. Bestimmung der Gastoxizität bei kurzfristiger Exposition (akute Vergiftung);

Beurteilung der langfristigen Gasexposition auf einer Zellmonoschicht (chronische Vergiftung);

Erstellung von Modellen einer Notfallsituation mittels menschlicher Zellkultur (akute Vergiftung) mit Auswahl von Protektoren für den Rettungsdienst.

Bei der Untersuchung der Wirkung von Gas auf die Zellkultur bei einer Dosis von 0,5 mg/ml (akute Vergiftung) wurde das folgende morphologische Bild beobachtet: Die Zellmonoschicht ist spärlich, Zellen mit vakuolisiertem Zytoplasma und verändertem Chromatin. Es gab Zellen mit Veränderungen im Zellkern, bei denen das Chromatin in Klumpen konzentriert war und ein heller Rand um die Kernmembran herum deutlich sichtbar war. Es wurde eine kleine Anzahl pyknotischer Zellen beobachtet. Die Monoschicht war lebensfähig.

Bei der Modellierung einer chronischen Vergiftung wurde die Zellmonoschicht 10 Tage lang unter Einwirkung von Gas in einer Dosis von 0,7 mg/ml kultiviert. Nach 4 Tagen wurde das Medium gewechselt und erneut Gas zugegeben. Ziel dieser Studie war es, die Möglichkeit einer chronischen Vergiftung durch dieses Gas festzustellen. Bei einer morphologischen Untersuchung der Zellkultur wurde folgendes Bild beobachtet: Am ersten Tag der Kultivierung war die Kernmembran in den Kernen deutlich sichtbar, das Chromatin (Kernsubstanz) war jedoch zu einer pyknotischen Masse komprimiert, um die sich ein Rand bildete der Clearingzeit wurde vermerkt, d.h. Die wesentlichen Änderungen wurden im Kernel aufgezeichnet.

Am 5.-6. Tag traten Anzeichen einer Degeneration auf, und am 10. Tag starb die Monoschicht, es wurde eine chronische Vergiftung mit kleinen Gasdosen beobachtet, die zum Absterben der Zellmonoschicht führte. Die Kontrollkultur, bei der das Nährmedium ohne Gaszugabe gewechselt wurde, blieb lebensfähig.

Während der Langzeitkultivierung der Zellen (10 Tage) wurde im Vergleich zur Kontrollkultur eine signifikante Abnahme der Gesamtproteinmenge in der Kultur mit Gas festgestellt. Die Veränderung der Proteinakkumulation in der Versuchskultur im Vergleich zur Kontrolle weist auf eine Abnahme der proliferativen Aktivität der Zellen hin, insbesondere wenn der Giftstoff längere Zeit mit den Zellen in Kontakt war.

So enthält das Gas aus dem Yamburg-Feld große Mengen an Kohlenwasserstoffen und ist aufgrund seiner „Flüchtigkeit“ leicht giftig, führt aber bei längerer Exposition zu chronischen Vergiftungen, wobei vor allem der Zellkern betroffen ist. Wenn man bedenkt, dass das Gas aus dieser Lagerstätte die Eigenschaft hat, besonders im Sommer schnell in die Luft zu verdampfen, können wir daraus schließen, dass eine Vergiftung von Arbeitern nur im Notfall auftreten kann, wie wir in den Zellen gezeigt haben, in denen das Gas die Luft ersetzt und verursacht hat langsame chronische Vergiftung.

Bei der Erstellung eines Modells einer Notfallsituation (akute Vergiftung) nahmen wir eine Dosis von 0,7 mg/ml ein und erwarteten eine akute Vergiftung einer Zellmonoschicht.

Das Ziel dieser Studie ist die Auswahl des erforderlichen Profils

zur Beseitigung akuter Vergiftungen eingesetzt. Wir verwendeten Middronat und verschiedene Vitaminpräparate B1, B6, B12 als Schutzmittel, Ascorbinsäure als Antioxidans sowie Glukose, die wir bei der Untersuchung von Gas aus dem Astrachan-Feld ausgewählt hatten. Gas und Schutzmittel wurden auf drei Arten in eine 24-Stunden-Zellkultur eingebracht:

1. Zugabe eines Schutzmittels zum Nährmedium mit Zellkultur 2 Stunden vor der Gaseinleitung (Schutzmittel – 2 Stunden – Gas);

2. Gleichzeitige Einleitung von Gas und Protektor;

3. Zugabe des Protektors zum Nährmedium mit der Zellkultur 2 Stunden nach Einwirkung des Gases (Gas – 2 Stunden – Protektor).

Als der Protektor 2 Stunden vor dem Einleiten des Gases hinzugefügt wurde, beobachteten wir nach 24–48 Stunden eine seltene Monoschicht mit einzelnen pyknotischen Zellen; das Zytoplasma war leicht vakuolisiert. Nach 72 Stunden war die Monoschicht spärlich, aber lebensfähig; Es wurden einzelne Mitosen beobachtet.

Bei gleichzeitiger Einführung des Schutzmittels und des Gases wurde das folgende Bild beobachtet: eine spärliche Zellmonoschicht, Zellen mit vakuolisiertem Zytoplasma und verändertem Chromatin im Zellkern. Es gab Zellen, in denen das Chromatin im Zellkern zu Klumpen konzentriert war und um die Kernmembran herum ein klarer Rand zu beobachten war. Es wurde eine große Anzahl pyknotisierter Zellen festgestellt, die Monoschicht war jedoch teilweise lebensfähig.

Als der Protektor 2 Stunden nach der Gasverabreichung eingeführt wurde, wurde nach 24–48 Stunden eine seltene Monoschicht von Zellen beobachtet. Nach 72 Stunden nahm die Zahl der toten Zellen sowie der Zellen mit langen Zygoplasmafortsätzen und pyknotisierten Kernen zu. Die Monoschicht war nicht lebensfähig (abgestorben).

So haben die Ergebnisse von Studien zur Untersuchung der Auswirkungen von Gas im Notfall gezeigt, dass einer vergifteten Person Middronat, Ascorbinsäure als Antioxidans und der gesamte oben angegebene Vitaminkomplex verabreicht werden müssen. Zur Vorbeugung wird empfohlen, bei der Ankunft jeder neuen Gruppe von Schichtarbeitern Mildronat in Kapseln (1 Kapsel für 10 Tage) und einen Vitaminkomplex einzunehmen

Dabei kann die Bioindikationsmethode an Zellkulturen angewendet werden

Änderung der Umweltstudien zur Bestimmung der toxischen Wirkung anthropoökologischer Faktoren wie Erdgas auf das Biosystem.

FORSCHUNG VON WASSER AUS LOKALEN QUELLEN AN STANDORTEN

GASPRODUKTION IN JAMBURG DURCH BIOINDIKATIONSMETHODE

ÜBER TIERISCHE UND MENSCHLICHE ZELLKULTUREN

Eines der größten Umweltprobleme großer Industriezentren ist das Trinkwasser, das aufgrund der Umweltverschmutzung in der Regel nicht den Standards entspricht. Daher erschien es uns wichtig, den Grad der toxischen Wirkung von Leitungswasser auf die menschliche Gesundheit zu bestimmen und Möglichkeiten zu entwickeln, diese Wirkungen zu reduzieren.

Es wurde der Grad der toxischen Wirkung von Wasser aus der Wasserleitung der Ob-Bucht und dem Wasserversorgungssystem des Dorfes auf die Zellkultur bestimmt. Yamburg-Wasser, gereinigt durch Kohlefilter im TsNIPR-Labor. Die Zusammensetzung der Filter zur Wasserreinigung wurde ausgewählt.

Die Ergebnisse einer Untersuchung von Wasser aus der Wasserleitung der Ob-Bucht: Nach 24 Stunden bestand die Zellmonoschicht aus einzelnen Kolonien, die zu einer seltenen Monoschicht verschmolzen. Nach 72 Stunden wurden einzelne Mitosen beobachtet; es wurden keine pathologischen Mitosen festgestellt. Die Zellen verteilen sich gut. In der 120. Stunde war die Monoschicht relativ dick, der Kern und die Nukleolen waren deutlich sichtbar, aber das Zytoplasma war vakuolisiert. Es wurden riesige und pyknotisierte (tote) Zellen beobachtet, die Monoschicht blieb jedoch teilweise lebensfähig.

Die Ergebnisse einer Untersuchung von Wasser aus der Wasserversorgung des Krankenhauses: In der 48. Stunde war die Zellmonoschicht spärlich, das Zytoplasma war vakuolisiert, die Kernmembran war gut konturiert, die Nukleolen im Zellkern waren nicht unterscheidbar. Nach 72 Stunden wurde eine starke Vakuolisierung des Zytoplasmas und eine Fettdegeneration der Zellen festgestellt. Nach 96–120 Stunden starb die Monoschicht.

Ergebnisse einer Studie mit durch Ozonierung und Adsorption gereinigtem Wasser im TsNIPR-Labor: Die Monoschicht war lebensfähig, die Zellen bildeten nach 48 Stunden eine Monoschicht. Das Zytoplasma war weniger vakuolisiert und klumpig

es gab keine Pids. Die Zahl der Mitosen war reduziert, es wurden Riesen- und Pyknotzellen beobachtet. Die Monoschicht war lebensfähiger als im ersten Fall.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Leitungswasser in Krankenhäusern giftig ist und sich negativ auf die Lebensfähigkeit der Zellen auswirkt. Wasser aus der Ob-Bucht-Wasserleitung ist weniger giftig, verringert aber auch die Lebensfähigkeit der Zellen. Im TsNIPR-Labor gereinigtes Wasser stoppt nicht die lebenswichtige Aktivität der Zellen. Allerdings sind alle drei Proben nicht umweltfreundlich und für die Lebenserhaltung eines biologischen Systems geeignet. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, neben Kohlefiltern auch Zeolithfilter zu verwenden.

Bei der Bestimmung des Gesamtproteins in einer Zellkultur wurden folgende Ergebnisse erhalten (T ist ein Wert, der umgekehrt proportional zur Proteinmenge in % ist).

Kontrollkultur (destilliertes Wasser) – 92,4 ± 0,20. Versuchskultur: Leitungswasser 97,5 ± 0,95, Wasser aus einer Wasserentnahmestelle 96,2 ± 0,35, durch TsNIPR gereinigtes Wasser 93,8 ± 0,53.

Somit kam es bei der Zugabe der untersuchten Wasserproben im Vergleich zur Kontrolle zu einer signifikanten Verringerung der Gesamtproteinmenge in den Kulturen. Die Veränderung der Proteinakkumulation in der Versuchskultur im Vergleich zur Kontrolle weist auf eine Abnahme der proliferativen Aktivität der Zellen hin, d. h. über eine Abnahme der Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht. Die gewonnenen Daten bestätigen die Ergebnisse der intravitalen morphologischen Beobachtung der Monoschicht in einem Langzeitexperiment.

Der Einsatz von Zeolithfiltern zur Reinigung von Trinkwasser unter Schichtbedingungen nach der Bioindikationsmethode. Wir haben eine Methode zur Reinigung von Leitungswasser mithilfe von Zeolithfiltern vorgeschlagen. In Wasser, das durch einen Zeolithfilter gereinigt wird, ist der Gehalt an Erdölprodukten praktisch Null, das Wasser bildet keine Sedimente und ist transparent. Dieser Filter absorbiert Schwermetalle, Eisen, Krankheitserreger und Benzopyren aus dem Wasser.

Beim Vergleich der Präparate nach 24, 48, 72, 96, 120 und 144 Stunden zeigen sich nahezu keine Unterschiede im morphologischen Bild zwischen der Monoschicht mit gereinigtem, ungereinigtem und destilliertem Wasser

beobachtet. Die Zellen waren gut ausgebreitet, ihr Kern hatte eine ovale Form und im Kern waren Nukleolen sichtbar. Mitosen und Vakuolisierung des Zytoplasmas wurden nicht beobachtet. Von der 24. bis zur 72. Stunde nahm die Wachstumsdichte zu (die Anzahl der Zellen pro Flächeneinheit), nach 96–120 Stunden blieb die Wachstumsdichte unverändert.

Es wurde kein signifikanter Unterschied in der Gesamtproteinmenge zwischen Zellkulturen, die mit gereinigtem Wasser und destilliertem Wasser kultiviert wurden, festgestellt.

Somit wurde Wasser nach der Reinigung mit Zeolithen ungiftig oder minimal toxisch. Zellen, die in einem Medium mit gereinigtem Wasser kultiviert wurden, blieben lange Zeit lebensfähig. Die gleichen Ergebnisse wurden in einer Studie mit Leitungswasser in Nadym erzielt.

Stabile Isotope als Marker zur Bestimmung des biologischen Alters eines Menschen (Bioindikationsmethode)

Die systematische Untersuchung des biologischen Stoffkreislaufs und seiner Rolle bei der Entwicklung der Biosphäre begann schon vor langer Zeit (Vernadsky V.I., 1926; Galimov E.M., 1980). Die Methode der stabilen Isotope hat sich als einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung biologischer Kreisläufe in lebender Materie erwiesen. Es liefert die notwendigen Informationen über die Verteilung von Elementen im Körper, die in den Bereichen Ökologie, Medizin usw. breite Anwendung gefunden haben.

Die Fraktionierung ist ein sehr empfindlicher Indikator für Veränderungen in der chemischen Umgebung, der Anzahl und Stärke der Bindungen im Molekül, seinem chemischen Potenzial und der Temperatur, bei der die Reaktion stattfindet.

Die biologische Fraktionierung stabiler Isotope liegt darin begründet, dass es in lebenden Organismen auch zu einer Anreicherung des Kohlenstoffisotops (C) im Verhältnis zum Gehalt dieses Isotops im Kohlendioxid der eingeatmeten Luft kommt. Sein Auftreten ist mit dem sogenannten verbunden normaler kinetischer Isotopeneffekt, bei dem die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen unter Beteiligung leichterer Atome zunimmt. Bei enzymatischen biochemischen Reaktionen können auch thermodynamische Isotopeneffekte auftreten, die mit der Anreicherung schwerer Isotope mit zunehmender Energie der Chemikalie verbunden sind

ische Verbindung.

Unter Isotopenzusammensetzung versteht man die relative Häufigkeit von Isotopen eines bestimmten Elements, üblicherweise ausgedrückt als Verhältnis des weniger verbreiteten Isotops zum häufigsten (D/N) 12C/13C, „B/3^, 160/180 usw.“.

Basierend auf dem Phänomen der biologischen Fraktionierung stabiler Kohlenstoff- und Schwefelisotope haben wir eine Methode vorgeschlagen, um durch massenspektrometrische Bestimmung des Verhältnisses von Kohlenstoff- und Schwefelisotopen eine quantitative Charakteristik des Grades der Umweltverschmutzung und ihrer Auswirkungen auf den menschlichen Körper zu erhalten im menschlichen Körper. Dies ermöglichte die Beurteilung des ökologischen Zustands der Umwelt und der menschlichen Gesundheit unter normalen und pathologischen Bedingungen (Arteriosklerose, Bluthochdruck, Katarakte usw.). Es wird vorgeschlagen, den Grad der biologischen Fraktionierung stabiler Isotope als biologischen Marker für den Grad der Umweltverschmutzung und als Kriterium zur Bestimmung des biologischen Alters (frühes Altern) eines Schichtarbeiters zu betrachten.

Als Folge menschlicher technischer Aktivitäten in Bereichen mit der größten Umweltbelastung kommt es zu einer Verschiebung der Isotopenzusammensetzung von Luft, Boden, Wasser und als Folge davon zu einer Änderung der Isotopenzusammensetzung in Lebensmitteln (Galimov E.M.). Frühere Ergebnisse zeigten (Kaznacheev V.P., Rzhavin A.F.), dass pathologische Prozesse (Atherosklerose, Katarakte, SLE, SSD) tatsächlich durch die Ansammlung eines leichten Isotops gekennzeichnet sind, was auf eine Abweichung vom Gleichgewicht hinweist, das dem normalen Biosystem innewohnt.

Es stellt sich die Frage: „Ist der beobachtete Effekt der Isotopentransmutation eine Folge der Prozesse der natürlichen Alterung menschlicher Gewebe oder das Ergebnis eines zunehmenden relativen Mangels an 13C-Kohlenstofffraktionen?“

Es wurde angenommen, dass sich die langfristige Wirkung schädigender Faktoren durch physikalisch-chemische Mechanismen der Störung adaptiv-retulatorischer Funktionen auf der Ebene des Körpers in der biologischen Fraktionierung stabiler Kohlenstoffisotope sowohl während der natürlichen Alterung des Körpers als auch während der Wirkung widerspiegeln wird von schädlichen Faktoren - heliogeophysikalisch, Erdgas und dergleichen langfristig

Einfluss niedriger Temperaturen usw.

Die Ergebnisse unserer Forschung zeigten, dass Menschen, die sowohl im Hohen Norden (Nadym, Jamburg) als auch in der Mittelzone (Magnitogorsk, Astrachan) leben und in Gasfeldern und Schwermetallurgieunternehmen arbeiten, unter dem Einfluss hoher Gasverschmutzung und Veränderungen der Temperaturbedingungen stehen Im Vergleich zur Norm (Standard) kam es zu einer systematischen Abnahme des 13C-Isotops.

Offensichtlich ist der beobachtete Effekt der Isotopenfraktionierung unter normalen Bedingungen der menschlichen Existenz eine Folge der Alterung menschlicher Gewebe, und unter schwierigen Umweltbedingungen kann ein zunehmender relativer Mangel an schweren Kohlenstofffraktionen unserer Meinung nach ein Indikator für biologische Prozesse sein Zeit und die Manifestation einer frühen Alterung des Organismus.

Normalerweise nimmt mit zunehmendem Alter eines Menschen die atherosklerotische Schädigung des Körpers zu, während bei der massenspektrometrischen Bestimmung eine leichte allmähliche Abnahme des Gehalts des 13 C-Isotops in Nagelproben festgestellt wird. Um die Altersverteilung der biologischen Fraktionierung zu erhalten, wurden Messungen an 20 Nagelproben von Personen im Alter von 5 bis 70 Jahren durchgeführt. Im Bereich der 13C-Werte von -20,1 bis 23,5 %o wurde eine glatte Kurve der Kin Abhängigkeit vom Alter erhalten, die anschließend als Kontrolle verwendet wurde (Abb. 4). Somit kann die Fraktionierungskurve von Kohlenstoff-13C-Isotopen, die durch spegaroskopische Massenuntersuchung aus menschlichen Nagelproben erhalten wurde, ein integraler Indikator für die Energieintensität aller Stoffwechselprozesse sein (ausgedrückt in Reaktionsgeschwindigkeit, beteiligten Massen, chemischem Potenzial usw.). im menschlichen Körper.

In der ersten Gruppe von 8 untersuchten wiesen 3 bereits eine, wenn auch unbedeutende, Abweichung im Verhältnis der stabilen Isotope auf (-22,4 %o und -23,2 %o), d. h. Bereits im Jugendalter ist es notwendig, Isotopenstudien durchzuführen und Risikogruppen zu identifizieren, die unter ärztlicher Aufsicht stehen sollten. Dies erklärt offenbar die große Zahl von Teenagern im Alter von 16 bis 18 Jahren mit jugendlicher Hypertonie in Nadym.

1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970

Reis. 4. Daten zum biologischen Alter der Arbeiter und Angestellten von Yamburggazdobycha im Jahr 1996.

Für Nadymgazprom-Mitarbeiter, die sich in schwierigen klimatischen und körperlichen Bedingungen befinden, entspricht das biologische Alter nicht dem Passalter, es ist höher. Auch hier sollten 10 Personen als Risikogruppe identifiziert werden. Die gleichen Daten wurden von medizinischem Personal der medizinischen Abteilung Nadym erhalten (-23,4 %o, -24,0 %o) (siehe Abb. 4).

Es sollte auch beachtet werden, dass die Arbeiter von Nadymgazprom ein etwas höheres biologisches Alter haben als medizinische Arbeiter, die nicht direkt schwere körperliche Arbeit unter extremen Kältebedingungen verrichten. Etwa 19 Arbeitnehmer müssen zur weiteren Untersuchung als Risikogruppe identifiziert werden.

In den Dixon-Novosibirsk-Experimenten wurden massenspektroskopische Untersuchungen (biologisches Alterskriterium) durchgeführt. Material gesammelt von 70 Personen. Es wurden zwei Gruppen von Arbeitnehmern nach Alter und Erfahrung ausgewählt: jeweils 25 Personen (1 bis 5 Jahre und 5 bis 10 Jahre Erfahrung) und eine Gruppe der dort lebenden Bevölkerung

Nowosibirsk, als Kontrolle genommen. Das Forschungsmaterial bestand aus Gewebeproben von null Personen im Alter von 36 bis 40 Jahren, die seit mindestens 5 und 10 Jahren auf Dikson Island lebten.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass bei Menschen im Hohen Norden im Vergleich zur Norm (Nowosibirsk) eine systematische Abnahme des 13C-Isotops zu verzeichnen war, was besonders deutlich bei Menschen zu beobachten war, die 10 Jahre im Norden lebten. In dem ihnen entnommenen Material stieg der Fraktionierungsgrad auf -27,45 %o mit einer Norm von -23,55 %o (d. h. -3,9 %o).

In Jamburg wurde bei der Untersuchung von Schichtarbeitern Material (Nägel) zur Bestimmung des biologischen Alters von 16 Personen entnommen, die in zwei Altersgruppen eingeteilt wurden: 1. waren Personen im Alter von 28–34 Jahren, 2. – im Alter von 35–47 Jahren, und 1 Mann im Alter von 57 Jahren. In der Altersgruppe (28–34 Jahre) mit einer Berufserfahrung von bis zu 5 Jahren wurde eine Verletzung des Verhältnisses der stabilen Isotope iC/13C nur bei einer Person mit Botkin-Krankheit festgestellt. In der Gruppe im Alter von 34 bis 47 Jahren wurde bei 6 Personen eine Verletzung des Verhältnisses mit einer Abnahme des 13C-Isotops festgestellt, davon 5 Personen einen Blutdruckanstieg, d.h. hypertone Erkrankung. Dies sind alles Arbeiter, die mindestens 8 Jahre und bis zu 19 Jahre in Gas- und Ölfeldern im Hohen Norden gearbeitet haben. Bei 4 von 5 Menschen mit Bluthochdruck wurden eine frühe Sklerose und eine vorzeitige Alterung des Körpers festgestellt.

In der Studiengruppe ist bei gleichem Passalter der Wert des CS-Isotops im angegebenen Verhältnis unterschiedlich; Sein Verlust wurde bei 4 Personen festgestellt, die als gefährdet eingestuft wurden. Unserer Meinung nach sind hier die Prozesse der frühen Sklerose und dann der Verletzung des biologischen Alters im Spiel. Diese Arbeitnehmer sollten vorbeugende Maßnahmen in Form von Protektoren (Antioxidantien, Antitoxika), Vitaminen, Balsamen usw. erhalten, die die Anpassungsprozesse des Körpers fördern.

Verwendung der Methode der Massenspektroskopie der biologischen Isotopenfraktionierung als Marker für die Kontamination der Umgebung. Basierend auf dem Phänomen der biologischen Fraktionierung stabiler Kohlenstoff- und Schwefelisotope haben wir eine Methode vorgeschlagen, um eine quantitative Charakteristik des Grads der Umweltverschmutzung zu erhalten. Es wurden Untersuchungen durchgeführt

Forschung zur Identifizierung des Isotops 345 als Marker für Umweltverschmutzung in Industrieemissionen bestimmter Industrien (Gasfelder von Astrachan, metallurgische Industrie von Magnitogorsk, Nadym).

Schwefel kommt in allen lebenden Organismen hauptsächlich in Form des stabilen Isotops 32B vor, und das in den Zellen und Geweben des Körpers vorkommende Isotop macht weniger als 1 % des gesamten Schwefels aus. Sein Gesamtgehalt im Gewebe von Tieren und Pflanzen variiert stark – von Zehntelprozent bis 9 % bezogen auf das Trockengewicht.

Die Studien wurden im Gasfeld Astrachan durchgeführt, das durch den Gehalt einer großen Menge des u8-Isotops im Gas gekennzeichnet ist, was die Grundlage für seine Verwendung als Marker bildete. Der Isotopengehalt im Leber- und Nierengewebe weißer Ratten wurde sowohl normal (Naturschutzgebiet Astrachan) als auch in der schwefelhaltigen Atmosphäre einer Gasaufbereitungsanlage sowie in Astrachan untersucht.

Die durchgeführten Studien zeigen, dass bei Ratten, die der Atmosphäre der Pflanze ausgesetzt waren, das in Leber und Nieren enthaltene Schwefelisotop aufgrund der technogenen Komponente schwerer wurde (B = 6,5 %), verglichen mit der Norm (B = 5,5 %). In den Leberproben von Tieren in den Gruppen des Naturschutzgebiets Astrachan und der Stadt wurde keine Isotopenverschiebung festgestellt.

Bei der Untersuchung des Bodens im Gebiet des Naturschutzgebiets Astrachan und Astrachan wurden Isotopenergebnisse erhalten, die die Einflusszone der Pflanzenemissionen in einer Entfernung von 16 km in Richtung Astrachan deutlich zeigten. Es wurde ein entsprechendes Protokoll erstellt, das besagt, dass die Gaskondensatanlage nichts mit der Umweltverschmutzung in Astrachan zu tun hat, denn ist 60 km davon entfernt, verschmutzt jedoch die Umwelt mehrerer Dörfer (laut Windrose), die in der angegebenen 16-Kilometer-Zone liegen.

Studien zur Bestimmung des Gehalts der oben genannten Schwefelisotope in Pflanzen von 17 Arten, die in einer Entfernung von 6 km von der Pflanze durchgeführt wurden, zeigten das Vorhandensein des 34B-Isotops in 11 Arten, was auf eine Bodenverunreinigung hinweist.

Das Vorhandensein dieses Isotops wurde auch in der Leber und den Nieren eines Erdhörnchens nachgewiesen, das sich in der 16 Kilometer langen Freisetzungszone befand.

Bei der Untersuchung von Böden und Pflanzen mit dem Kohlenstoffmarker 12C/13C in Jamburg stellten wir einen Anstieg des leichten Isotops „C“ in Pflanzen (organischer Substanz) im Vergleich zu Pflanzen aus Nowosibirsk fest. In den Böden wurde die Probe in Wälder aufgeteilt und Boden. Im Boden ist das leichte Kohlenstoffisotop „Es gibt mehr C (35,5 %) als im Sand (25,8 %), im Boden von Nowosibirsk waren es 22 %.“

Somit ermöglichen die entwickelten Kriterien zur Bestimmung des biologischen Alters auf Basis der biologischen Fraktionierung stabiler Kohlenstoffisotope die Auseinandersetzung mit Fragen der Beurteilung der menschlichen Gesundheit und gleichzeitig mit Fragen der Beschäftigung, der Erhaltung von Arbeitskräftereserven sowie der Durchführung präventiver, therapeutischer und organisatorischer Maßnahmen Maßnahmen. Die Methode liefert ein integrales Merkmal der Anpassungsfähigkeit des menschlichen Körpers unter widrigen Umwelteinflüssen und ermöglicht es, nosologische Formen adaptiver Stresskrankheiten (Bluthochdruck, Sklerose usw.) zu unterscheiden und dementsprechend eine Korrekturtherapie durch Auswahl von Protektoren – Adaptogene, Antioxidantien – zu verschreiben .

Angesichts der modernen sozialen und hygienischen Situation, die sich im Land entwickelt hat, und der Unfähigkeit unserer Medizin, große Bevölkerungsgruppen mit einer umfassenden medizinischen Untersuchung abzudecken, insbesondere in abgelegenen Gebieten mit schlecht entwickelter Infrastruktur, ist es wichtig, eine solche zu entwickeln Methoden zur Diagnose früher pathologischer Anomalien im menschlichen Körper, mit deren Hilfe sie schnell und effektiv durchgeführt werden können und die es ermöglichen würden, rechtzeitig und wirtschaftlicher eine korrigierende Wirkung auf die Bevölkerung dieser Gebiete auszuüben.

Unter schwierigen Umweltbedingungen kann ein zunehmender relativer Mangel an schweren Kohlenstofffraktionen die Ursache für Veränderungen der biologischen Zeit und das Auftreten einer frühen Alterung des Organismus sein.

Die Methode der biologischen (metabolischen) Fraktionierung stabiler Kohlenstoff- und Schwefelisotope hat sich als einzigartiges Instrument zur Untersuchung lebender Organismen erwiesen, da sie Biologen und Ökologen die notwendigen Informationen liefert und bei der Differenzierung anthropogener Belastungen hilft.

AUSWAHL VON SCHÜTZEN, ADAPTOGENEN, ANTIOXIDANTIEN

VORBEUGENDE VERSORGUNG ORGANISIEREN

UND ERLEICHTERUNG DER ANPASSUNG VON Schichtarbeitern UND BEWOHNERN DES HOHEN NORDENS

Das Problem der Anpassung muss immer unter Berücksichtigung der sozialen Komponente betrachtet werden. Aber soziale Anpassung ist immer historisch spezifisch. In Bezug auf eine Person müssen wir über ein adaptives und adaptives System sprechen, d.h. nicht nur Anpassung, sondern auch Veränderung der Parameter der Umgebung und der Art ihrer Auswirkungen. Was uns anspricht, ist genau der adaptiv-adaptive Mechanismus der Gesundheit – nicht nur Existenz, nicht nur Arbeit und Leben, sondern aktive Arbeit, die Umwelteinflüssen widersteht.

Es ist bekannt, dass die Bedingungen im Norden andere Produkte erfordern als in heißen Ländern. Es besteht kein Zweifel daran, dass eine abwechslungsreiche Ernährung, d.h. Eine Vielzahl chemischer Verbindungen spielt in den modernen Lebensbedingungen des Menschen eine wichtige Rolle. Diese Vielfalt wird durch die gesamte Palette an Fleisch-, Fisch-, Gemüse-, Obst-, Gewürz- und Gewürzsorten bestimmt. Sie bringen nicht nur eine begrenzte Menge an Vitaminen in den Körper, sondern auch eine große Anzahl unterschiedlichster biologisch aktiver Substanzen (BAS).

Antioxidantien sind biologisch aktive Substanzen, die sich durch vielfältige Wirkungen auf die Funktion und Struktur verschiedener Körpersysteme auszeichnen. Zu den natürlichen Antioxidantien oder Biooxidantien zählen Stoffe pflanzlichen und tierischen Ursprungs, die die Entwicklung von Oxidationsprozessen durch freie Radikale hemmen.

Adaptogene werden vor allem als Stärkungsmittel zur Steigerung der geistigen und körperlichen Leistungsfähigkeit eingesetzt. In den Regionen des Hohen Nordens handelt es sich um Stoffe, die die Anpassungseigenschaften des Körpers regulieren.

Wie Sie wissen, handelt es sich bei Vitaminen um niedermolekulare organische Substanzen, die für die Gewährleistung biochemischer und physiologischer Prozesse im Körper unbedingt erforderlich sind. Bei unzureichender Vitaminversorgung des Körpers entwickeln sich spezifische pathologische Zustände - Pho- und Avitaminose, die durch eine Störung in einem bestimmten Ausmaß gekennzeichnet sind.

Beeinträchtigungen aller Arten des Stoffwechsels und Störungen verschiedener Körperfunktionen. Ein Vitaminmangel kann viele Ursachen haben. Die Hauptursachen sind ein unzureichender Vitamingehalt in der Nahrung und ein erhöhter Bedarf des Körpers an Vitaminen, die zur Erhaltung der Gesundheit beitragen.

Für Schichtarbeiter ist das alles sehr akut, denn... Diese Gruppe muss den Anpassungsprozess schneller und möglichst ohne maladaptive Syndrome durchlaufen und sich dann nach Schichtende erneut an ihrem Hauptwohnort anpassen.

Das Ziel dieser Studie ist die Auswahl von Adaptogenen, Antioxidantien, Vitaminen usw., die einerseits die Lebensfähigkeit und Widerstandsfähigkeit von Zellkulturen gegenüber den Auswirkungen heliogeophysikalischer Faktoren erhöhen, andererseits war es notwendig, solche auszuwählen Die verwendeten Substanzen (Antioxidantien, Biostimulanzien) würden die Rolle von Beschützern übernehmen, die den menschlichen Körper vor den toxischen Wirkungen des geförderten Erdgases schützen. Um diese Probleme zu lösen, wurde eine Zellmonoschicht verwendet.

Im Modell einer Zellmonoschicht ist dies möglich, obwohl sich Zellen, Organismen und Populationen in der Natur normalerweise an einen Komplex natürlicher Umweltbedingungen anpassen, deren Auswirkungen auf den Organismus miteinander verbunden sind und es schwierig ist, die führende Bedeutung zu isolieren eines Faktors aus dem Gesamtkomplex.

Bei der Auswahl von Adaptogenen, die die Zellmonoschicht vor den Auswirkungen heliogeophysikalischer Faktoren schützen, haben wir uns für Substanzen pflanzlichen Ursprungs entschieden. Die Forschung wurde in Nadym mit allgemein anerkannten Methoden durchgeführt. Mit jedem Adalgogen wurden sechs Versuchsreihen in Zellkultur durchgeführt (Tabelle 5).

Unsere Studien haben ergeben, dass der MA einer Zellmonoschicht, die in Gegenwart von Adaptogenen kultiviert wurde, höher ist als der der Kontrolle. Die Kontrollmonoschicht war Umweltbedingungen ausgesetzt, und dieser Einfluss wurde durch nichts außer den internen Reserven des Zellpools kompensiert; MA nahm unter solchen Bedingungen ab. Bei Verwendung von Adaptogen-Protektoren nahm die Zellproliferation deutlich zu,

Tabelle 5. Änderungen der mitotischen Aktivität (MA) einer Zellkultur in Abhängigkeit vom verwendeten Adaptogen, %o (M±t)

Adaptogen MA nach 24 Stunden MA nach 48 Stunden

Radiola-Extrakt 1,07 ± 0,20 2,10 ± 0,39

Leuzea-Extrakt 1,22 ± 0,26 2,40 ± 0,46

Schisandra-Tinktur 1,34 ± 0,29 2,60 ± 0,47

Ginseng-Tinktur 1,53 ± 0,31 3,00 ± 0,38

Kontrolle 1,02 ± 0,15 2,00 ± 0,32

Darüber hinaus haben die bioaktiven Substanzen des Ginsengs die größte modulierende Wirkung. Es wurden keine abnormalen Mitosen gefunden.

Bei der Untersuchung der Schutzeigenschaften von Medikamenten wurden alle zuvor auf ihre eigene mögliche Toxizität in Bezug auf die Zellmonoschicht getestet.

Als Protektoren untersuchten wir 12 Medikamente des Instituts für organische Synthese der Republik Lettland, die uns zum Testen als Biostimulanzien zum Schutz vor den Auswirkungen verschiedener extremer Umweltfaktoren und toxischer Substanzen, darunter Erdgas und seine Verbrennungsprodukte, angeboten wurden.

Bei der Prüfung auf Toxizität wurde festgestellt, dass einige der Medikamente bereits in minimalen Konzentrationen stark toxische Eigenschaften haben, was eine Verwendung in weiteren Experimenten nicht zuließ.

In drei Versuchsreihen wurden Untersuchungen zu den Schutzeigenschaften von Arzneimitteln unter Einwirkung von Erdgas auf eine Zellmonoschicht durchgeführt:

Der Schutzstoff wurde in einer berechneten ungiftigen Konzentration der Kulturumgebung 4 Stunden vor der Gaseinleitung zugesetzt;

Der Schutz und das Gas wurden gleichzeitig eingeführt;

Der Protektor wurde 4 Stunden nach der Einwirkung des Gases verabreicht.

Parallel dazu wurden Kontrollexperimente durchgeführt, d.h.

kultivierte die Zellkultur unter Zugabe von Gas ohne Pro-

Heckgora. Die Toxizität des Lösungsmittels wurde auch dann überprüft, wenn sich das Schutzmittel nicht in Wasser löste.

Bei der Verwendung von Arzneimitteln mit ausgeprägten Schutzeigenschaften in Fällen, in denen der Schutz gleichzeitig oder 4 Stunden vor der Gasexposition verabreicht wurde, war die zytopathische Wirkung des Gases unbedeutend (der Zelltod betrug 10–15 % der Gesamtzahl der Zellen in der Monoschicht). Bei der Verwendung von Protektoren nahmen 4 Stunden nach der Gasexposition die Schutzeigenschaften der Arzneimittel ab und innerhalb von 24 bis 48 Stunden starben 70 bis 80 % der Gesamtzahl der Zellen. Nach 72 Stunden starb die Zellmonoschicht und hinterließ einzelne kleine Zellkolonien. Bei gleichzeitiger Einführung des Protektors starben in den ersten 48 Stunden 40 % der Zellen ab, nach 72 Stunden war die Monoschicht jedoch nahezu wiederhergestellt.

Die zweite Arzneimittelgruppe unterschied sich in ihren Schutzeigenschaften von den oben beschriebenen darin, dass bei gleichzeitiger Verabreichung mit Gas und 4 Stunden vor der Gasexposition der Anteil abgestorbener Zellen nach 24 bis 48 Stunden 35–40 % und die Monoschicht teilweise betrug Nach 72 Stunden wiederhergestellt. Der Schutz wurde 4 Stunden nach der Einwirkung des Gases eingeführt, der Zelltod machte bis zu 90 % der Gesamtzahl der Zellen in der Monoschicht aus und die Monoschicht starb vollständig ab.

Schwach schützende Medikamente schützten die Zellmonoschicht nicht. Als Ergebnis der Forschung wurde eine Gruppe von Medikamenten identifiziert – Mildronat, Leocadin, Foridon, die als Protektoren bei chronischen und akuten Erdgasvergiftungen sowie zu präventiven Zwecken empfohlen werden können.

Darunter ist das Medikament Mildronat, das Eingang in die praktische Medizin gefunden hat. Mildronat ist ein Analogon von Ubuga-Robetain, einer Vorstufe von Carnitin. Das Medikament steigert die Leistungsfähigkeit, reduziert körperliche und geistige Stresssymptome, reguliert das zelluläre Immunsystem, ist ein Aspirin, reduziert die Methämoglobinmenge im Blut und ist ein antiallergisches Mittel.

Es wurde an einer detaillierten Studie darüber gearbeitet, wie es als Schutz gegen Gasvergiftungen aus dem Jamal-Feld wirkt. Alle Studien zur Schutzaktivität wurden mit der Bioindikationsmethode an Zellkulturen unter Einführung spezieller Methoden durchgeführt

Die gewählte toxische Gasdosis beträgt jedoch 0,7 mg/ml, was zu einer nahezu vollständigen Degeneration der Zellmonoschicht aller Kulturlinien führt. Mildronat wurde auf akute und chronische Toxizität getestet und experimentell eine Konzentration des Arzneimittels ausgewählt, die die Zellen vor Gasschäden schützte oder den Grad der Zellschädigung deutlich reduzierte.

Die erhaltenen Ergebnisse führten zu dem Schluss, dass Mildronat in allen Konzentrationen für die Zellmonoschicht ungiftig ist, die sich morphologisch nicht von der Kontrolle unterschied. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass es eine stimulierende Wirkung auf die Zellmonoschicht hat und deren proliferative Aktivität erhöht.

Mildronat hatte in Konzentrationen von 2 bis 0,5 mg/l sowie in einer Konzentration von 0,2 mg/l eine ausgeprägte Schutzwirkung auf die Zellmonoschicht, wenn es gleichzeitig mit Gas oder 4 Stunden vor der Gasexposition in das Kulturmedium eingebracht wurde Als Middronat 4 Stunden nach der Einwirkung des Gases auf die Zellmonoschicht verabreicht wurde, wurde festgestellt, dass die Zellmonoschicht in den ersten 24 und 48 Stunden abstirbt und nur noch kleine Bereiche lebender Zellen übrig bleiben. 72 Stunden nach der Exposition war die Zellmonoschicht jedoch wiederhergestellt , aber nicht in voller Lautstärke.

Die erhaltenen Daten zeigten, dass Mildronat in allen getesteten Konzentrationen (von 0,01 bis 0,1 mg/l) ungiftig ist und eine ausgeprägte stimulierende Wirkung auf die Zellmonoschicht hat, daher kann es nicht nur als Schutz, sondern auch als verwendet werden Aufputschmittel nach schädlichen Umwelteinflüssen.

Wir haben verschiedene Vitamine untersucht: Ascorbinsäure (Antioxidans), B-Vitamine (1, B, 12), Vitamin E (Tocopherol) usw., die zusammen mit 10 % Glucose in das Nährmedium der L-41 eingebracht wurden und KN-Zelllinien. Alle diese Vitaminzusätze erhöhten die Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht (die Dichte der Monoschicht nahm zu, die Anzahl der Mitosen nahm zu usw.).

Neben Vitaminen werden in jüngster Zeit auch verschiedene Lebensmittelzusatzstoffe eingesetzt, um Anpassungsprozesse anzuregen. Für die Zwecke unserer Studie haben wir das Medikament ausgewählt

Ratten Eikonol-1, Eikonol-2 (Extrakte aus Kabeljau und Seekrabben) und das Präparat „Marina“ aus Algen, das viel Jod enthält. Gemäß den Empfehlungen der Hersteller können diese Medikamente den Zustand der antioxidativen Abwehr des Körpers normalisieren, das Ungleichgewicht im Gehalt an Mikroelementen im Körper beseitigen, die Darmflora normalisieren und die Ausscheidung von Schwermetallsalzen und Radionukliden beschleunigen der Körper.

Bei der Bestimmung der Toxizität der Lebensmittelzusatzstoffe Eikonol-1, Eikonol-2 und des Arzneimittels „Marina“ wurde festgestellt, dass Eikonol-1 und Eikonol-2 bei einer Konzentration von 0,5 mg/l ungiftig sind und bei Bei einer Konzentration von 2 mg/l sind sie toxisch: eine Verdünnung der zellulären Monoschicht, die Zellen verteilen sich schlecht auf dem Glas, das Zytoplasma ist vakuolisiert. Die resultierende wässrige Lösung des Arzneimittels „Marina“ ist ungiftig.

Weitere Studien wurden mit ungiftigen Arzneimittelkonzentrationen durchgeführt. Nach dem gleichen Schema wurden Untersuchungen zum Vorliegen einer Schutzwirkung durchgeführt.

Eikonol-1, Eikonol-2: 24 und 48 Stunden nach der Einwirkung des Gases und des Schutzmittels wurde eine schwache psychopathische Wirkung beobachtet (Verdünnung der Monoschicht im Vergleich zur Kontrolle, Auftreten von Zellen mit atypischer Form, starke Vakuolisierung des Zytoplasmas). , die Anzahl der pyknotischen Zellen erreichte 25–30 %). Nach 72 Stunden Kultivierung war die Zellmonoschicht wiederhergestellt; nach 96 Stunden übertraf die Wachstumsdichte der experimentellen Monoschicht die der Kontrolle, d. h. Wir können sagen, dass Eikonol-1 und Eikonol-2 eine zellwachstumsstimulierende Wirkung haben.

Medikament „Marina“: 24 und 48 Stunden nach der Einwirkung des Gases und des Schutzmittels wurde ein Muster der zytopathischen Wirkung beobachtet, die Anzahl der pyknotisierten Zellen erreichte 35–40 %, die Wiederherstellung der Zellmonoschicht erfolgte nach 96 Stunden; Es wurde keine aktive stimulierende Wirkung auf die Zellmonoschicht festgestellt.

So haben die Lebensmittelzusatzstoffe Eikonol-1 und Eikonol-2 eine schwache Schutzwirkung bei Einwirkung von Erdgas auf eine Zellmonoschicht und eine ausgeprägte stimulierende Wirkung auf das Wachstum der Zellkultur der L-41-Linie.

Der Lebensmittelzusatz „Marina“ hat praktisch keine Wirkung

tekgorny Eigenschaften im Vergleich zu Erdgas und hat eine schwache stimulierende Wirkung auf das Wachstum der Zellkultur.

Die gewonnenen Daten zur Auswahl von Antioxidantien, Adaptogenen, Vitaminen, Lebensmittelzusatzstoffen und Middronat als Protektoren ermöglichten es, sie zur Vorbeugung von Dysadaptation von Schichtarbeitern im Hohen Norden (in Yamburg, Nadym) und im Astrachan-Gasfeld zu empfehlen. Das Medikament Middronat, die Vitamine Ascorbinsäure und Tocopherol (B-E) wurden in der Gaskondensatanlage in Astrachan sowohl zu präventiven als auch zu therapeutischen Zwecken in Notsituationen sowie bei der Behandlung chronischer Erkrankungen des bronchopulmonalen Systems und Zwölffingerdarmgeschwüren erfolgreich eingesetzt , Hüttenwerk Magnitogorsk und Nadym.

1. Morphofunktionelle Indikatoren einer Zellkultur (als Modell eines Biosystems) können als verlässliche Kriterien für die Bioindikation verschiedener Umwelt- und technogener Auswirkungen dienen: extreme heliogeophysikalische Faktoren, technogene Verschmutzung von Wasser, Luft und Boden. Gezeigt wird die Korrelation von Veränderungen biologischer Prozesse auf zellulärer Ebene mit den Parametern der heliogeomagnetischen Umgebung – Zeit und Ort des Experiments, K-Index, Ap-Index, Vorzeichen des interplanetaren Magnetfelds und Sonneneruptionsindex.

2. Bei hoher heliogeomagnetischer Aktivität in hohen Breiten ist das Wachstum der Zellmonoschicht intensiver, der Tod erfolgt jedoch schneller, was mit einer Überlastung der Anpassungsmechanismen unter den Bedingungen des Hohen Nordens und einer schnellen Erschöpfung des Regenerationspotentials verbunden ist.

3. Die Zellkulturmethode ist die aussagekräftigste Methode zum Testen des Phänomens entfernter interzellulärer Wechselwirkungen, die die grundlegende Eigenschaft von Biosystemen (Zellen) widerspiegelt – die Fähigkeit, Informationen durch elektromagnetische Strahlung zu übertragen.

4. Die hypogeomagnetische Umgebung ist ein Faktor, der eine ausgeprägte biologische Wirkung auf Zellen hat

Gewebekultur. Es wurde gezeigt, dass die Lebensfähigkeit der Zellmonoschicht abnimmt, der Rhythmus der Zellteilung gestört ist und die Effizienz des Phänomens entfernter interzellulärer Wechselwirkungen in einer hypogeomagnetischen Umgebung zunimmt. Die Empfindlichkeit der „hypomagnetischen“ Kultur gegenüber einem spezifischen Signal, das in der ultraschwachen Strahlung der betroffenen Zellen kodiert ist, ist höher als bei der Kontrolle.

5. In Zonen mit größter Umweltbelastung kommt es zu einer Verschiebung der Isotopenzusammensetzung von Luft, Wasser und Boden und in der Folge zu Veränderungen der Isotopenzusammensetzung von Nahrungsmitteln und umweltbedingten Krankheiten. Basierend auf dem Phänomen der biologischen Fraktionierung stabiler Kohlenstoff- und Schwefelisotope wird eine universelle Methode zur Bewertung des ökologischen Zustands einer Region vorgeschlagen, die es ermöglicht, ein quantitatives Merkmal des Grads der Umweltverschmutzung zu erhalten.

6. Es wurde festgestellt, dass die Methode der biologischen Fraktionierung von Kohlenstoffisotopen (12C/13C) ein zuverlässiges Kriterium zur Bestimmung des biologischen Alters einer Person ist. In den Regionen des Hohen Nordens wurden unter Wehrpflichtigen und Schichtarbeitern Gruppen von Menschen mit Störungen in der biologischen Fraktionierung stabiler Isotope (Verlust des schweren Isotops 13C) identifiziert. Auf der Grundlage der durchgeführten Untersuchungen wurden Empfehlungen für die Auswahl und Erhaltung der Arbeitsfähigkeit von Arbeitnehmern sowohl im Hohen Norden als auch in Zentralrussland entwickelt.

7. Basierend auf den durchgeführten Studien wurde die Toxizität von Trinkwasser in Gasproduktionsgebieten festgestellt. Leitungswasser ist besonders giftig und für den menschlichen Verzehr ungeeignet. Die Möglichkeit seiner Reinigung mithilfe von Zeolithfiltern wurde aufgezeigt.

8. Die Bioindikation auf einer Zellmonoschicht ermöglichte die Identifizierung der Toxizität des in Jamal produzierten Gases. Es wurde festgestellt, dass neben chronischen Vergiftungen auch Gasvergiftungen in Notsituationen besonders gefährlich sind. Für diejenigen, die bei der Gasförderung an Brunnen arbeiten, wurden Präventionsmethoden entwickelt.

9. Mithilfe der Bioindikationsmethode wurden verschiedene Adaptoten, Antioxidantien, Lebensmittelzusatzstoffe und Biostimulanzien untersucht und für die praktische Gesundheitsversorgung empfohlen.

Torus-Protektoren, die ungünstige anthropoökologische Auswirkungen auf den menschlichen Körper im Norden sowie in der Metallurgie- und Gasindustrie korrigieren

10. Die gesammelten experimentellen Daten ermöglichen es uns, die Methode der Zellkulturen und das Phänomen entfernter interzellulärer Wechselwirkungen als vielversprechenden Test für die Bioindikation verschiedener extremer Faktoren zu betrachten, insbesondere in Fällen, in denen die Natur der wirkenden Faktoren komplex und vielfältig ist oder nicht klar genug.

1. Wirkung von Heparin auf bösartige Tumorzellen in Gewebekultur // Bulletin. exp. biol. - 1967. -№3.- S. 85 - 88 (Co-Autor G.G. Chasovskikh und andere).

2. Die Bedeutung ultraschwacher Lichtflüsse für den Mechanismus der zytopathischen Wirkung von Viren // IX. Internationaler Kongress für Mikrobiologie. - M., 1967. - S. 509.

3. Der Einfluss einer mit dem Kokeaki-A-13-Virus infizierten Gewebekultur auf eine „spiegelbildlich“ intakte Kultur (Nachricht 1) // Thermosensitive Halbleiterwiderstände in Biologie und Medizin. - Nowosibirsk, 1967. - S. 197 - 201 (Co-Autor Ignatovich N.V.).

4. Der Einfluss einer mit dem klassischen Geflügelfiebervirus (CLFV) infizierten Gewebekultur auf eine „spiegelbildlich“ intakte Kultur (Nachricht 2) // Thermosensitive Halbleiterwiderstände in Biologie und Medizin. - Nowosibirsk, 1967. - S. 202 - 205.

5. Die Informationsrolle ultraschwacher Lichtflüsse in biologischen Systemen (ultraschwache Lichtflüsse im CPD-Mechanismus des K-A 13-Virus – Nachricht 1) // Fragen der Biophysik. - Nowosibirsk, 1967. - S. 20 - 24 (Co-Autor Kaznacheev V.P. und DR-) -

6. Die informative Rolle ultraschwacher Lichtflüsse in biologischen Systemen (ultraschwache Lichtflüsse im CPD-Mechanismus des klassischen Geflügelpestvirus – BRU – Nachricht I) // Fragen der Biophysik. - Nowosibirsk, 1967. - S. 25 -

27 (gemeinsam verfasst von Kaznacheev V.P., Shurin S.P.).

7. Die Informationsrolle ultraschwacher Lichtflüsse in biologischen Systemen (ultraschwache Lichtflüsse im Mechanismus des Sublimat-Datenzentrums – Botschaft III) // Fragen der Biophysik.

Nowosibirsk, 1967. - S. 28-29 (Mitautoren Kaznacheev V.P., Shurin S.P. et al.).

8. Über interzelluläre Ferninteraktionen in einem System aus zwei durch optischen Kontakt verbundenen Gewebekulturen // Ultraschwache Lumineszenz in der Biologie. - Moskau, 1969. - S. 28.

9. Über interzelluläre Ferninteraktionen in einem System aus zwei durch optischen Kontakt verbundenen Gewebekulturen // Ultraschwache Lumineszenz in der Biologie. - Moskau, 1972. - S. 224 - 227 (Co-Autor V.P. Kaznacheev und andere).

10. Interzelluläre Ferninteraktion in einem System aus zwei Gewebekulturen U Chemie. -1973. - Nr. 2. - S. 37 - 39.

I. Informationswechselwirkungen in biologischen Systemen durch elektromagnetische Strahlung im optischen Bereich. Fortschritte der biologischen und medizinischen Kybernetik. - M., 1974. - S. 314 - 338 (Co-Autor Kaznacheev V.P.).

12. Interzelluläre Ferninteraktion in einem System aus zwei Gewebekulturen // Psychoeneigetische Systeme. -1976. - Bd. 1. - S. 141 -142.

13. Zur Rolle ultraschwacher Lichtflüsse im Biosystem // Bioenergetik und biologische Spektrophotometrie. - M., 1977.

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14. Entfernte interzelluläre Wechselwirkungen und Merkmale des Zellmonoschichtwachstums in hohen Breiten // Materialien des IV. Internationalen Symposiums für zirkumpolare Medizin. - Nowosibirsk, 1978. - S. 120 - 122.

15. Interzelluläre Ferninteraktionen durch UV-Strahlung // Photobiologie tierischer Zellen. - Leningrad, 1979. - S. 221 - 223 (Mitautor V.K. Sudarev und andere).

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17. Effizienz der Manifestation entfernter interzellulärer Wechselwirkungen in Abhängigkeit von der Anzahl der Zellen in der Monoschicht und dem extremen Wirkstoff // Abt. bei VNIITI. - 28. Mai 1979,

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37. Theoretische methodische Basis der kosmischen Anthropoökologie. Der Einfluss eines stabilen Magnetfelds auf das sympathoadrenokortikale System

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38. Veränderungen in der Lebensfähigkeit der Monoschicht menschlicher Nierenzellen unter dem Einfluss heliogeophysikalischer Faktoren während Breitenbewegungen // Proceedings of the International Symposium. WMO WHO/UNEP „Klima und menschliche Gesundheit“. - Leningrad, 1988.

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40. Methode der Zellkulturen und entfernten interzellulären Wechselwirkungen als Test zur Bioindikation äußerer Einflüsse // Symposium für Biometeorologie. - Bratislava, 1988. - S. 33 (Co-Autor. Kaznacheev V.P., Kharina N.I.).

41. Entfernte Informationsprozesse in Biosystemen // Nichtperiodische, schnell fließende Phänomene in der Umwelt: 2. All-Union Interdisziplinäres wissenschaftliches und technisches Schulseminar. - Tomsk, 1990. - S. 80 - 86.

42. Möglichkeit der Auswahl von Protektoren mithilfe der Bioindikationsmethode bei Exposition gegenüber Erdgas aus dem Gaskondensatfeld Astrachan // Gasindustrie. - 1990.

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43. Bioindikationsmethode bei Erdgasstudien des Astrachan-Gaskondensatfeldes // Gasindustrie. -1990. - N 3. - S. 32 - 34 (gemeinsam verfasst von Feldman P.L., Merenkova A.G.).

44. Mildronat als Schutz gegen Erdgasvergiftungen von AGKM // Gasindustrie. - N 4. - S. 27 - 28 (gemeinsam verfasst von Felvdman P.L., Merenkova A.G.).

45. Auswahl von Schutzvorrichtungen bei Einwirkung von Erdgas // Gasindustrie. - 1991. - N 12. - S. 31 (Co-Autor Kutsin P.V.).

46. ​​​​Der Einfluss eines geschwächten Erdmagnetfeldes auf die Widerstandsfähigkeit einer Zellkultur gegenüber Giften (Sublimat) // Materialien des Rep. wissenschaftlich-praktisch conf. „Medizinische Magnetologie – praktische Gesundheitsversorgung.“ - Nowosibirsk, 1991. - S. 38a (Co-Autor. Ignatovich N.V., Feldman PL.).

47. Das Relativitätsprinzip der Abstufungen lebender Materie und

Problem schwacher Wechselwirkungen. - Nowosibirsk, 1993. -■ 96 S. (Co-Autor Cherednichenko Yu.N.).

48. Methode zur Bioikdifizierung des Einflusses heliogeophysikalischer Faktoren auf die Lebensfähigkeit des Biosystems unter den Bedingungen des Hohen Nordens // International Medical Conf. „Gesundheitsprobleme und Ölfelder in arktischen Regionen.“ - Nadym, 1993. - S. 25 - 27 (Mitautoren Merenkova A.G., Feldman PL.).

49. Verhalten der HeP-2-Zellkultur während der Kollision des Kometen Shoemaker-Levy mit Jupiter // Vesta. MIKA ihnen. N AKozyreva. - 1994. - Ausgabe. 1. - S. 39 - 40 (Co-Autor Shkurah PA.).

50. Bestimmung des biologischen Alters anhand des Verhältnisses stabiler Kohlenstoffisotope beim Menschen unter verschiedenen Umweltbedingungen des Hohen Nordens // 2. Int. wissenschaftlich-praktisch conf. „Gesundheitliche Probleme und soziale Aspekte der Erschließung von Gas- und Ölfeldern in den arktischen Regionen.“ - Nadym, 1995. - S. 56 (Co-Autor Rzhavin A.F. et al.).

51. Untersuchung des Einflusses von Nadym-Leitungswasser auf die Lebensfähigkeit und den Stoffwechsel menschlicher Zellkulturen mithilfe der Bioindikationsmethode // 2. Int. wissenschaftlich-praktisch conf. „Gesundheitliche Probleme und soziale Aspekte der Erschließung von Gas- und Ölfeldern in den arktischen Regionen.“ - Nadym, 1995. - S.48 (Co-Autoren Ignatovich N.V., Gaponova E.S.).

52. Bewertung des Grades der biologischen Fraktionierung von Isotopen als quantitativer Marker für die Auswirkungen der Umwelt auf den menschlichen Körper und als Indikator für pathologische Störungen // Bulletin. Geschwister. Abteilung der Russischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften. -1996. - N1. - S. 55 - 59 (Co-Autoren Rzhavin A.F., Ignatovich N.V.).

53. Untersuchung von Umweltfaktoren, die die Ökologie des untersuchten Gebiets beeinflussen, mithilfe von Bioindikationsmethoden // Wissenschaftlich-praktisch. conf. „Über die Schaffung eines einheitlichen regionalen Systems zur Überwachung der natürlichen Umwelt und der Gesundheit der Bevölkerung Sibiriens.“ - Nowosibirsk, 1996. - S. 82 - 83 (Mitautoren Ignatovich N.V., Gaponova E.S.).

54. Bewertung des Grades der biologischen Fraktionierung von Isotopen als quantitativer Marker für die Auswirkungen der Umwelt auf den menschlichen Körper und als Indikator für pathologische Störungen

Ideen // Wissenschaftlich und praktisch. conf. „Über die Schaffung eines einheitlichen regionalen Überwachungssystems für die natürliche Umwelt und die Gesundheit der Bevölkerung Sibiriens.“ - Nowosibirsk, 1996. - S. 116 - 117 (Co-Autor Yu.M. Fridman et al.).

55. Untersuchung des Einflusses von Leitungswasser in Chanty-Mansijsk auf die Lebensfähigkeit und den Stoffwechsel menschlicher Zellkulturen mithilfe der Bioindikationsmethode // Moderne Stress- und Pathologieprobleme bei Bewohnern des Autonomen Kreises Chanty-Mansijsk. - Nowosibirsk, 1996. - S. 99 (Co-Autoren Ignatovich N.V., Gaponova E.S.).

56. Bewertung des Einflussgrades umweltökologischer Faktoren auf den Menschen anhand eines biologischen Fraktionierungsmarkers stabiler Kohlenstoff- und Sulfusisotope // 10. Internationaler Kongress für zirkumpolare Gesundheit. - Anchorage, Alaska, USA. - 9. - 24. Mai 1996. - S. 12 - 13 (Co-Autoren Fridman Yu.M., Ignatovich H.B. et al.).

57. Bioindikation auf Zellkulturen menschlicher und tierischer Organe in der ökologischen Forschung // 10. Internationaler Kongress für zirkumpolare Gesundheit. - Anchorage, Alaska, USA. - 9. - 24. Mai 1996.-P. 5-7.

58. Der Einsatz von Antioxidantien und Antihypoxantien im Komplex der Therapie und Prävention von Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüren // Methode, empf. - Nowosibirsk, 1996. - S. 1 - 3 (Mitautoren Kulikov V.Yu., Safronov ID.).

59. Der Einsatz von Antioxidantien in der komplexen Therapie und Prävention von Atemwegserkrankungen im Hohen Norden // Methode, empf. - Nowosibirsk, 1996. - 15 S. (Mitautoren Kulikov V.Yu., Safronov I.D.).

Bewerber!/ //, ... st. Ich L.P. Mikhailova

Erwähnenswert sind die in diesem Stadium beobachteten Unterschiede zwischen Regeneration und Embryonalentwicklung. Zur Umsetzung der Regeneration ist eine Innervation notwendig. Ohne sie kann es zu einer Zelldedifferenzierung kommen, eine anschließende Entwicklung bleibt jedoch aus. Während der embryonalen Morphogenese der Extremität (während der Zelldifferenzierung) sind die Nerven noch nicht gebildet.

Zusätzlich zur Innervation ist im frühen Stadium der Regeneration die Wirkung von Metalloproteinase-Enzymen erforderlich. Sie zerstören Matrixbestandteile, wodurch sich Zellen teilen (dissoziieren) und aktiv vermehren können. Zellen, die miteinander in Kontakt stehen, können sich nicht weiter regenerieren und auf die Wirkung von Wachstumsfaktoren reagieren. Somit werden während der Regeneration alle Varianten interzellulärer Interaktionen beobachtet: durch die Freisetzung parakriner Faktoren, die von einer Zelle zur anderen diffundieren, durch Interaktion durch die Matrix und durch direkten Kontakt von Zelloberflächen.

Während der Dedifferenzierungsphase werden homöotische Gene in Stumpfzellen exprimiertHoxD8 UndHoxDlO, und mit dem Beginn der Differenzierung - GeneHoxD9 UndHoxD13. Wie in Abschnitt 8.3.4 gezeigt wurde, werden dieselben Gene bei der embryonalen Morphogenese der Extremität aktiv transkribiert.

Es ist wichtig zu beachten, dass während der Regeneration die Zelldifferenzierung verloren geht, ihre Entschlossenheit jedoch erhalten bleibt. Bereits im Stadium des undifferenzierten Blastems werden die Grundzüge der sich regenerierenden Extremität festgelegt. Dies erfordert keine Aktivierung von Genen, die die Spezifikation der Gliedmaßen ermöglichen (Tbx-5 für vorne undTbx-4 für hinten). Je nach Lage des Blastems wird die Gliedmaße geformt. Seine Entwicklung erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der Embryogenese: zuerst die proximalen Abschnitte und dann die distalen.

Der proximal-distale Gradient, der bestimmt, welche Teile der wachsenden Knospe zu einer Schulter, welche zu einem Unterarm und welche zu einer Hand werden, wird durch den Proteingradienten festgelegt Produkt 1. Es ist auf der Oberfläche von Blastemzellen lokalisiert und seine Konzentration ist an der Basis der Extremität höher. Dieses Protein spielt die Rolle eines Rezeptors und das Signalmolekül (Ligand) dafür ist ein Protein Gaul. Es wird von Schwann-Zellen synthetisiert, die den regenerierenden Nerv umgeben. Ohne dieses Protein, das durch Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung die Aktivierung der für die Entwicklung notwendigen Genkaskade auslöst, findet keine Regeneration statt. Dies erklärt das Phänomen der mangelnden Wiederherstellung der Gliedmaßen, wenn ein Nerv durchtrennt wird und wenn nicht genügend Nervenfasern in das Blastem hineinwachsen. Interessanterweise entsteht ein zusätzliches Glied, wenn der Nerv eines Molchgliedmaßes unter die Haut der Gliedmaßenbasis zurückgezogen wird. Wird es bis zum Schwanzansatz geführt, wird die Bildung eines zusätzlichen Schwanzes angeregt. Durch die Reduktion des Nervs in den lateralen Bereich entstehen keine zusätzlichen Strukturen. All dies führte zur Entstehung des Konzepts Regenerationsfelder.

Embryonale Induktion- Interaktion zwischen Teilen des sich entwickelnden Organismus bei vielzelligen Wirbellosen und allen Akkordaten.

Spielen eine wichtige Rolle bei der Embryogenese Kontakt Und entfernt Interaktionen.

Kontaktinteraktionen– Der Kontakt von mindestens 2 Blastomeren ist eine Voraussetzung für die normale Entwicklung des Embryos. Sie bestimmen das weitere Schicksal der Blastomeren, bestimmen die Bewegungsrichtung der Zellschichten, die Migration, die Unterdrückung der Teilung usw. (Der Nachbar bestimmt das Schicksal der Blastomeren in der Nähe).

Ferninteraktionen: in den Prozessen der embryonalen Induktion. Das Zusammenspiel von Teilen des Embryos, bei dem ein Abschnitt das Schicksal eines anderen bestimmt und ihn zur Teilung veranlasst. Das Phänomen der embryonalen Induktion – Gregor Spemanns Experimente an Amphibien (1924).

G. Spemann und sein Mitarbeiter H. Mangold entdeckten einen „Organisator“ in Amphibienembryonen. Ein Kontrollexperiment wurde 1921 von Hilda Mangold durchgeführt. Sie entfernte ein Stück Gewebe aus der dorsalen Lippe der Gastrula Blastopore eines Kammmolches mit einem schwach pigmentierten Embryo und transplantierte es in den ventralen Bereich einer anderen Gastrula einer verwandten Art, des Molchs, dessen Embryo durch gekennzeichnet ist reichliche Pigmentierung. Dieser natürliche Unterschied in der Pigmentierung ermöglichte die Unterscheidung von Spender- und Empfängergewebe im chimären Embryo. Während der normalen Entwicklung bilden Zellen der Rückenlippe die Chorda dorsalis und die mesodermalen Somiten (Myotome). Nach der Transplantation entwickelte die Empfängergastrula aus dem Transplantatgewebe eine zweite Chorda und Myotome. Darüber entstand aus dem Ektoderm des Empfängers ein neues zusätzliches Neuralrohr. Dies führte in der Folge zur Bildung eines axialen Organkomplexes einer zweiten Kaulquappe am selben Embryo.

(Erfahrung aus Arbeitsbuch Nr. 3)

!!! Interzelluläre Interaktionen sind für die Entwicklung äußerst wichtig und einer der Mechanismen, die die Integration der Entwicklung eines Individuums gewährleisten. Dieser Mechanismus funktioniert während der gesamten Ontogenese, ist jedoch in den frühen Stadien der Embryogenese, nämlich während der Fragmentierungsphase, von besonderer Bedeutung.

Somit ist der Embryo bereits im 2-Zellen-Stadium keine Ansammlung einzelner Zellen, sondern ein einzelner Organismus. Dies lässt sich anhand der Ergebnisse mehrerer Experimente zeigen. Der deutsche Embryologe Wilhelm Roux zerstörte mit einer heißen Nadel eine der Zellen des Froschembryos im Stadium von 2 Blastomeren. Im Laufe der weiteren Entwicklung bildete sich aus dem verbliebenen intakten Blastomer nur die Hälfte des Embryos – eine Hemineurula mit vollständigem Struktursatz auf der rechten oder linken Seite. Allerdings sind die Zellen der meisten Chordaten im Spaltungsstadium bekanntermaßen totipotent. Und tatsächlich: Wiederholt man das beschriebene Experiment und trennt sofort das abgetötete Blastomer vom intakten, dann entsteht aus letzterem ein absolut vollständiger Organismus. Im Experiment von V. Ru wurde eine abnormale Entwicklung des Embryos aufgrund des Kontakts von Blastomeren beobachtet. Ein intaktes Blastomer „definierte“ sich aufgrund interzellulärer Einflüsse nur als Teil des Gesamtorganismus und entwickelte sich entsprechend den erhaltenen Informationen. Als sich dieses Blastomer trennte, wurden keine Signale von der toten Zelle empfangen und es entstand ein vollwertiges Individuum. Somit entwickelt sich jedes von ihnen bereits ab dem Stadium von 2 Blastomeren als Teil eines einzigen Organismus entsprechend den von seiner Umgebung empfangenen Signalen.

Wenn ab dem Stadium der Gastrulation in einem Experiment einem Amphibienembryo die dorsale Lippe einer Blastopore entnommen und in einen anderen Amphibienembryo transplantiert wird, allerdings nicht auf der dorsalen, sondern auf der ventralen (ventralen) Seite, dann entwickelt sich das 2. Neuralrohr (auf der ventralen Seite). Schlussfolgerung: Die dorsale Lippe der Gastrula Blastopore bei einer Amphibie induziert normalerweise die Initiierung des Neuralrohrs (normalerweise auf der dorsalen/dorsalen Seite).

Zur Durchführung der Embryonalinduktion ist Folgendes erforderlich:

· Vorhandensein eines Induktors;

· das Vorhandensein einer induzierbaren Struktur, die auf die Wirkung des Induktors reagiert;

· Vorliegen eines Kompetenzzustandes (Fähigkeit, diesen Reiz wahrzunehmen).

Arten der Embryonalinduktion:

· primär: zuerst entdeckt, wenn das Neuralrohr gelegt wird;

· sekundär: manifestiert sich in einem späteren Stadium als die Gastrulation, wenn alle Strukturen des Embryos gebildet werden.;

· anschließend: beim Legen des Augapfels, der Nieren; jede neue Struktur spielt konsequent die Rolle eines Induktors;

· gegenseitig: beim Legen von Gliedmaßen.

Integrität der Ontogenese. Embryonale Regulierung. Bestimmung von Teilen des sich entwickelnden Embryos; Abwasserentwicklung. Konzepte der Morphogenese (physiologische Gradienten, Positionsinformationen, morphogenetische Felder).

Die Integrität des Organismus – seine innere Einheit, relative Autonomie, die Irreduzibilität seiner Eigenschaften auf die Eigenschaften seiner einzelnen Teile, die Unterordnung der Teile unter das Ganze – manifestiert sich in allen Stadien der Ontogenese. Auf diese Weise, Die Ontogenese ist eine geordnete Einheit sukzessive wechselnder Integritätszustände. Organische Zweckmäßigkeit manifestiert sich in der Integrität der individuellen Entwicklung.

Integrität der Ontogenese basiert auf der Wirkung systemischer regulatorischer Faktoren: zytogenetisch, morphogenetisch, morphophysiologisch, hormonell und bei den meisten Tieren auch neurohumoral. Diese nach dem Rückkopplungsprinzip wirkenden Faktoren koordinieren den Entwicklungsverlauf und die Lebenstätigkeit des Organismus als aktives Ganzes in enger Verbindung mit den Umweltbedingungen.

Embryonale Regulierung – das Phänomen der Wiederherstellung des normalen Entwicklungsverlaufs des Embryos nach seiner natürlichen oder künstlichen Störung.

Bestimmung (Prädestination)– die Wahl eines bestimmten Entwicklungspfades, der Erwerb der Fähigkeit der Zellen, sich in eine bestimmte Richtung zu entwickeln und gleichzeitig die Einschränkung ihrer zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten. Zu Beginn der Embryogenese entstehen Blastomeren totipotent(kann einen ganzen Organismus hervorbringen) und ihre Entwicklung hängt von externen Induktoren und benachbarten Zellen ab. In späteren Stadien werden Zellen deterministischer (ihre Entwicklung ist vorbestimmt) und sie entwickeln sich nach dem beabsichtigten Plan.

Der Entwicklungsprozess ist kanalisiert; Es ist resistent gegen äußeren Druck, der dazu führen könnte, dass es von seinem normalen Weg abweicht. Wenn das phänotypische Entwicklungsprodukt adaptiv ist, können wir davon ausgehen, dass die Selektion kanalisierte Genotypen begünstigte, also Genotypen, die zur Entwicklung desselben Merkmals in verschiedenen Umgebungen führen. Auf diese Weise, Abwasserentwicklung stellt eine konservative Kraft in der Evolution dar. Die kanalisierte ontogenetische Entwicklung ist resistent gegen radikale Veränderungen. Genmutationen oder Rekombinationen, die die normale Entwicklung grundlegend verändern, werden eliminiert. Nur diejenigen genetisch bedingten Veränderungen in der Ontogenese, die relativ kleine Verschiebungen im Entwicklungsprozess bedeuten, können erhalten bleiben.

Morphogenese ist der Prozess der Entstehung neuer Strukturen und der Veränderung ihrer Form während der individuellen Entwicklung von Organismen. Morphogenese bezieht sich wie Wachstum und Zelldifferenzierung auf azyklisch Prozesse, d.h. kehrt nicht in den vorherigen Zustand zurück und ist größtenteils irreversibel.

Derzeit werden mehrere Ansätze zum Problem der Regulierung und Kontrolle der Morphogenese entwickelt:

Konzept physiologischer Gradienten - Die Intensität lebenswichtiger Prozesse ist in verschiedenen Körperteilen nicht gleich: Sie nimmt auf natürliche Weise entlang jeder Achse des Körpers oder seiner Organe ab (C. Child). Der Hauptindikator für die Intensität lebenswichtiger Prozesse ist laut Child das Niveau des Stoffwechsels, das anhand der Intensität von Redoxprozessen untersucht wird. Quantitative Unterschiede im Stoffwechselniveau oder Gradienten haben nach Ansicht des Autors die Bedeutung einfachster Systeme, die die Integration jener Organismen bestimmen, die in der Evolution noch keine Integrationsmechanismen höherer Ordnung entwickelt haben oder sich in einem primitiven Zustand befinden, B. das Nervensystem, die Sekretion der inneren Drüsen usw. C. Child entdeckte auch, dass das obere Ende des Gradienten dominant ist. Durch die Isolierung bestimmter Faktoren unterdrückte er die Entwicklung derselben Strukturen aus anderen Zellen des Embryos. Neben den bestätigenden gibt es Phänomene, die nicht in ein vereinfachtes Schema passen, weshalb Childes Konzept nicht als universelle Erklärung der räumlichen Organisation der Entwicklung angesehen werden kann.

Moderner ist Positionsinformationskonzept, wonach die Zelle sozusagen ihre Lage im Koordinatensystem des Organrudiments einschätzt und sich dann entsprechend dieser Lage differenziert. Nach Angaben des modernen englischen Biologen L. Wolpert wird die Position der Zelle durch die Konzentration bestimmter Substanzen bestimmt, die sich entlang der Achse des Embryos entlang eines bestimmten Gradienten befinden. Die Reaktion der Zelle auf ihren Standort hängt vom Genom und der gesamten bisherigen Entwicklungsgeschichte ab. Anderen Forschern zufolge sind Positionsinformationen eine Funktion der Polarkoordinaten der Zelle. Es gibt auch die Meinung, dass Gradienten anhaltende Spuren periodischer Prozesse sind, die sich entlang des sich entwickelnden Rudiments ausbreiten. Das Konzept der Positionsinformation ermöglicht es uns, einige Muster der ontogenetischen Entwicklung formal zu interpretieren, ist jedoch sehr weit von der allgemeinen Integritätstheorie entfernt.

Konzept morphogenetischer Felder Basierend auf der Annahme von Fern- oder Kontaktinteraktionen zwischen den Zellen des Embryos betrachtet man die embryonale Morphogenese als einen selbstorganisierenden und selbstkontrollierten Prozess. Die bisherige Form des Rudiments bestimmt die charakteristischen Merkmale seiner späteren Form. Darüber hinaus können Form und Struktur des Rudiments einen umgekehrten Einfluss auf die biochemischen Prozesse in seinen Zellen haben. Dieses Konzept wurde in den 20-30er Jahren am konsequentesten weiterentwickelt. der einheimische Biologe A. G. Gurvich, der zum ersten Mal in der Weltliteratur mathematische Modelle der Morphogenese vorschlug. Beispielsweise modellierte er den Übergang des embryonalen Gehirns vom Stadium einer Blase zum Stadium der drei Blasen.

Das Modell basierte auf der Hypothese abstoßender Wechselwirkungen zwischen gegenüberliegenden Wänden des Primordiums. In Abb. In Abb. 8.17 werden diese Wechselwirkungen durch drei Vektoren (A, A1, A2) dargestellt. Gurvich war auch der Erste, der auf die wichtige Rolle supramolekularer Nichtgleichgewichtsstrukturen hinwies, deren Natur und Funktionsweise durch die an sie angelegten Feldvektoren bestimmt werden. In den letzten Jahren hat K. Waddington ein allgemeineres Konzept eines morphogenetischen Vektorfeldes entwickelt, das nicht nur die Morphogenese, sondern auch alle Veränderungen in sich entwickelnden Systemen umfasst.

Einfluss von Umweltfaktoren auf die Ontogenese. Kritische Perioden in der menschlichen Ontogenese. Teratogenese und Karzinogenese. Das Konzept der Anomalien und Entwicklungsfehler. Die Bedeutung von Verletzungen privater und integrativer Mechanismen der Ontogenese bei der Entstehung angeborener Fehlbildungen.

Zu den Umweltfaktoren gehören:

· biologisch;

· abiologisch.

Unter biologischen Faktoren versteht man das Zusammenspiel lebender Organismen. Abiologische Faktoren sind Faktoren unbelebter Natur (Klima usw.).

Faktoren können sein:

· dauerhaft;

· vorübergehend.

Allerdings können sie bereits bei kurzfristiger Einwirkung einen sehr erheblichen Einfluss auf die Entwicklung des Körpers haben.

Ontogenese ist eine sequentielle Entwicklung, bei der zuvor gebildete Strukturen die Entwicklung nachfolgender Strukturen bestimmen, und diese Tendenz manifestiert sich in Einheit mit den Umweltbedingungen. Bei gleichem Genotyp entwickeln sich unterschiedliche phänotypische Merkmale. Es ist jedoch ganz offensichtlich, dass es im Phänotyp kein einziges Merkmal geben kann, das nicht durch den Genotyp bestimmt ist. Daraus folgt, dass es die widersprüchliche Einheit innerer und äußerer Faktoren ist, die die Entwicklung des Organismus bestimmt.

Kritische Phasen der menschlichen Embryogenese– Der Embryo reagiert am empfindlichsten auf die Einwirkung von Umweltfaktoren, weil die Bedingungen seiner Existenz ändern sich (neue Genblöcke werden einbezogen):

· Implantation (6-7 Tage nach der Befruchtung);

· Plazentation (14-15 Tage nach der Befruchtung);

· Geburt (38-40 Wochen nach der Befruchtung).

Die Einwirkung ungünstiger Umweltfaktoren während dieser Entwicklungsphasen führt zu Fehlbildungen dieser Systeme.

Teratogenese- ist das Auftreten von Entwicklungsstörungen unter dem Einfluss von Umweltfaktoren (teratogene Faktoren). Zu den teratogenen Faktoren zählen Medikamente, Medikamente und viele andere Substanzen.

Karzinogenese ist der Prozess der Entstehung einer bösartigen Zelle.

Entwicklungsfehler(Synonym für Entwicklungsanomalien) ist ein Sammelbegriff für Abweichungen vom normalen Körperaufbau aufgrund von Störungen in der intrauterinen oder postnatalen (seltener) Entwicklung.

Die wichtigsten Entwicklungsfehler sind angeborene Defekte, die sich in der pränatalen Phase bilden. Unter „angeborenen Defekten“ sind anhaltende morphologische Veränderungen zu verstehen, die über die Variation in der Struktur eines normalen Organismus hinausgehen.

Diese Änderungen führen zu Störungen der entsprechenden Funktionen. Unter Entwicklungsanomalien werden nur solche Defekte verstanden, bei denen anatomische Veränderungen nicht zu erheblichen Funktionsstörungen führen, beispielsweise Verformungen der Ohrmuscheln, die das Gesicht des Patienten nicht entstellen und die Wahrnehmung von Geräuschen nicht wesentlich beeinträchtigen. Schwere Entwicklungsstörungen, bei denen das Erscheinungsbild eines Kindes entstellt ist, werden oft als Deformitäten bezeichnet.

1) endogene (interne) Faktoren:

a) Veränderungen erblicher Strukturen (Mutationen);

b) „Überreifung“ der Keimzellen; c) endokrine Erkrankungen;

d) Einfluss des Alters der Eltern;

2) exogene (externe) Faktoren:

a) physikalisch – Strahlung, mechanische Einwirkungen;

b) Chemikalien – Medikamente, Chemikalien, die in der Industrie und im Alltag verwendet werden, Hypoxie, Unterernährung, Stoffwechselstörungen;

c) biologisch – Viruserkrankungen, Protozoeninvasion, Isoimmunisierung.

Mechanismen.

Die Bildung von Defekten erfolgt hauptsächlich während der embryonalen Morphogenese (3.-10. Schwangerschaftswoche) als Folge einer Störung der Prozesse der Fortpflanzung, Migration, Differenzierung und des Zelltods. Diese Prozesse finden auf intrazellulärer, extrazellulärer, Gewebe-, Intergewebe-, Organ- und Interorganebene statt. Eine beeinträchtigte Zellreproduktion erklärt Hypoplasie und Aplasie von Organen. Heterotopien liegen einer Störung ihrer Migration zugrunde. Eine verzögerte Zelldifferenzierung führt zur Unreife oder zum Fortbestehen embryonaler Strukturen, und ihr völliger Stillstand führt zur Aplasie eines Organs oder eines Teils davon. Eine Verletzung des physiologischen Zelltods sowie eine Störung der Adhäsionsmechanismen („Verklebung“ und Verschmelzung embryonaler Strukturen) liegen vielen Dysraphismen (z. B. Spina bifida) zugrunde.

Angeborene Anomalien und Entwicklungsstörungen. Definition, Klassifizierung, Entstehungsmechanismen: Gametopathien, Blastopathien, Embryopathien, Fetopathien, Mechanismen und Ursachen ihres Auftretens. Beispiele.

Angeborene Fehlbildung ist jede anhaltende anatomische Abweichung in der Entwicklung eines Organs oder Körperteils, die als Folge der Exposition gegenüber teratogenen Faktoren oder genetischen Mutationen auftritt (weitere Einzelheiten finden Sie in der vorherigen Frage).

Einstufung.

Es gibt mehrere Gruppen von Mängeln. Abhängig vom Zeitpunkt der Einwirkung schädlicher Faktoren und dem betroffenen Objekt werden folgende Formen von Entwicklungsstörungen unterschieden:

· Gametopathien- Dies ist eine Pathologie der Gameten. Hierzu zählen etwaige Schäden an Eizelle und Sperma während der Ovo- und Spermatogenese vor der Befruchtung. Der Begriff „Gametopathie“ umfasst alle Arten von Schäden an der männlichen und weiblichen Keimzelle: Genmutationen und das Auftreten von Erbkrankheiten und erblichen Fehlbildungen, Chromosomenaberrationen mit dem Auftreten häufiger nicht vererbter Chromosomenerkrankungen, genomische Mutationen – Veränderungen in der Anzahl der Chromosomen des Gameten, was normalerweise zu einem spontanen Abort oder einer Chromosomenerkrankung führt. Darüber hinaus muss berücksichtigt werden, dass eine schwere Schädigung nicht nur des Zellkerns, sondern auch des Zytoplasmas der Gameten mit der Entwicklung von Sterilität und Unfruchtbarkeit oder spontanen Aborten und Fehlgeburten zur Ursache ihres Todes wird. Daraus folgt, dass Gametopathien zu den Faktoren der intrauterinen Mortalität gehören, die noch nicht genau erfasst werden können;

· Blastopathie- Pathologie der Blastozyste, die während der Einnistung und Fragmentierung in den ersten 15 Tagen vom Zeitpunkt der Befruchtung bis zur Freisetzung des Embryos und Trophoblasten auftritt. Die Ursache der Blastopathie sind meist Chromosomenaberrationen in Kombination mit Umwelteinflüssen (endokrine Erkrankungen der Mutter, Hypoxie usw.). Die Pathogenese hängt von der Art der Blastozystenläsion ab. Beispielsweise ist die Pathogenese von Zwillingsdeformitäten mit dem Auftreten von zwei oder mehr unabhängig voneinander wachsenden Zentren während der Quetschung verbunden. Es wird angenommen, dass, wenn diese Zentren voneinander getrennt werden, zwei unabhängig voneinander wachsende eineiige Zwillinge entstehen, deren normale Entwicklung nicht als Blastopathien eingestuft werden sollte. Wenn die Wachstumszentren nahe beieinander liegen und eine gemeinsame Zwischenzone für zwei Zwillinge vorhanden ist, entwickeln sich zwei siamesische Zwillinge. In beiden Fällen ist die Entwicklung symmetrischer und asymmetrischer Zwillinge möglich;

· Embryopathie- Pathologie der Embryonalperiode vom 16. Tag der Schwangerschaft bis einschließlich 75. Tag, in der die Hauptorganogenese und die Bildung von Amnion und Chorion endet. Zu den Hauptarten der Embryonen gehören angeborene Fehlbildungen (Aplasie, Hyperplasie usw.);

· Fetopathien - die allgemeine Bezeichnung für fetale Erkrankungen, die ab Beginn des 4. Mondmonats (11. Woche) der intrauterinen Entwicklung auftreten, sich durch Entwicklungsanomalien oder angeborene Krankheiten äußern, oft in fetaler Asphyxie enden und eine Frühgeburt verursachen (virale Fetopathien – verursacht durch eine Virusinfektion). im Körper der Mutter; tuberkulöse Fetopathien – verursacht durch eine Infektion des Fötus mit Mycobacterium tuberculosis usw.);

Das Konzept der Homöostase. Allgemeine Muster der Homöostase in lebenden Systemen. Genetische, zelluläre und systemische Grundlagen homöostatischer Reaktionen des Körpers. Die Rolle des endokrinen Systems und des Nervensystems bei der Gewährleistung der Homöostase adaptiver Reaktionen.

Homöostase- die Fähigkeit des Körpers, eine relative Konstanz der inneren Umgebung (Blut, Lymphe, Interzellularflüssigkeit) aufrechtzuerhalten.

Eigenschaften:

· Systeminstabilität: testet, wie es sich am besten anpassen kann;

· Streben nach Gleichgewicht: Die gesamte innere, strukturelle und funktionale Organisation von Systemen trägt zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts bei;

· Unvorhersehbarkeit: Die resultierende Wirkung einer bestimmten Aktion kann oft von der erwarteten abweichen.

Ebenen:

· Zellulare Ebene: Die Etablierung der Homöostase in der Zellumgebung wird durch Membransysteme sichergestellt, die mit bioenergetischen Prozessen und der Regulierung des Stofftransports in die Zelle und aus der Zelle verbunden sind;

· Genetische Ebene: Das Ablesen genetischer Informationen muss fehlerfrei erfolgen, dies gewährleistet eine normale Homöostase (Genkontrolle von dreizehn Blutgerinnungsfaktoren, Genkontrolle der Histokompatibilität von Geweben und Organen, die die Möglichkeit einer Transplantation ermöglicht);

· Systemebene: gewährleistet durch das Zusammenspiel der wichtigsten Regulierungssysteme: Nerven-, Hormon- und Immunsystem.

Rolle des endokrinen Systems: Hormone beeinflussen Stoffwechselprozesse, die für die Homöostase sorgen. Um die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die funktionelle Aktivität der Drüse mit der Konzentration des Hormons im zirkulierenden Blut in Einklang zu bringen.

Rolle des Nervensystems: schneller Reaktionseintritt, Regulierung des endokrinen Systems, das wiederum die Homöostase beeinflusst.