Реферат: Итоги и публикации 2009 года сыктывкар 2010 удк 612+577

Учреждение Российской академии наук

Институт физиологии

Коми научный центр

Уральское отделение РАН


Оводов Ю.С., Шмаков Д.Н., Варламова Н.Г.


ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ:

ИТОГИ И ПУБЛИКАЦИИ

2009 ГОДА


Сыктывкар 2010

УДК 612+577


Оводов Ю.С., Шмаков Д.Н., Варламова Н.Г. Институт физиологии: итоги и публикации 2009 года. – Сыктывкар: Учреждение Российской академии наук Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, 2009. – 92 с.


Подведены основные итоги научной и научно-организационной деятельности Учреждения Российской академии наук Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН за 2009 год. Приведен список опубликованных работ сотрудников Института за 2009 год: монографий, отдельных изданий, статей в научных журналах и сборниках, патентов, авторефератов, тезисов докладов и информационно-справочных материалов.


Ответственный редактор - академик Оводов Ю.С.


© Оводов Ю.С., Шмаков Д.Н., Варламова Н.Г., 2010 г.


© Учреждение Российской академии наук

Институт физиологии Коми научного центра

Уральского отделения РАН, 2010 г.


Содержание

Введение…………………………………………………….…..

1. Важнейшие результаты законченных фундаментальных исследований……….............

2. Основные результаты прикладных исследований....................................................................

2.1. Важнейшие разработки, реализованные на практике в 2009 г….......................................................................................

2.2. Важнейшие законченные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, готовые к практическому применению…………...............................................................

3. Краткая аннотация результатов НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ............................................

3.1. Краткая аннотация результатов работ по основной тематике Института……...........................................................

3.1.1. «Механизм формирования функциональной электрической гетерогенности миокарда. №ГР 02.2.00 950623 (2009-2012 гг.)……………………...............................................

3.1.2.Тема: «Выделение, структурная характеристика и физиологическая активность пектин-белковых комплексов». №ГР 02.2.00 950624 (2009-2012 гг.)…….................................

3.1.3.Тема: «Физиолого-биохимические взаимосвязи в сезонных циклах у человека на Севере». № ГР 01.2.007 01808 (2007-2009 гг.)............................................................................

3.1.4.Тема: Физиолого-биохимические механизмы формирования репродуктивных процессов у жвачных животных». № ГР 01.2.007 01807 (2007-2009 гг.)…................

3.1.5.Тема: «Функциональное состояние ядерных клеток крови, перенесших холодовой анабиоз под защитой газообразного хладоограждающего вещества». №ГР 02.2.00 950625 (2009–2012 гг.)........ ...................................

3.1.6. Тема: «Иммунобиологические основы обнаружения возбудителя псевдотуберкулеза с использованием иммуноферментной моноклональной тест-системы». Номер ГР 01.2.00950824 (2009-2012 гг.)……......................................

3.2. Краткая аннотация результатов работ по программам Президиума РАН…………………………………....................

3.2.1. «Фундаментальные науки – медицине»………………

3.2.2. «Молекулярная и клеточная биология»……………....

3.3.Краткая аннотация результатов работ по программам тематических отделений РАН…………..................................

3.4. Краткая аннотация результатов работ по целевым программам поддержки междисциплинарных проектов……

3.5. Краткая аннотация результатов работ по целевым программам поддержки проектов, выполняемых в содружестве с СО РАН и ДВО РАН……………………….....

3.6. Краткая аннотация работ по целевым программам поддержки интеграционных проектов………........................

3.7. Краткая аннотация результатов работ, выполненных по программам различного уровня……......................................

3.8. Краткая аннотация результатов работ, выполненных по грантам РФФИ, РГНФ и других научных фондов……….....

3.8.1. Гранты РФФИ…………..................................................

3.8.2. Грант РГНФ……………….............................................

3.8.3. Грант Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ…………………….............................

4. Сведения об инновационной деятельности, о реализации разработок в практике……............

4.1. Сведения о работах, выполненных по договорам, заказам отечественных заказчиков…………..........................

4. 2. Сведения о работах, выполненных по договорам с зарубежными партнерами……................................................

4.3. Инновационные разработки, готовые к внедрению, которые представлены в виртуальном Выставочном центре РАН (http://www.expo.ras.ru)....................................................

5. Основные итоги научно-организационной деятельности Института……….................................

5.1. Сведения о тематике научных исследований……….........

5.2. Сведения о публикациях, издательской и научно-информационной деятельности…….......................................

5.3. Сведения о численности сотрудников, профессиональном росте научных кадров, о получении наград, научных премий, именных стипендий, данные о деятельности аспирантуры………...........................................

5.4. Информация о работе по совершенствованию деятельности Института и изменению его структуры……...

5.5. Характеристика международных научных связей и совместной научной деятельности с зарубежными организациями и учеными……...................................................

5.6. Информация о связях с отраслевой и вузовской наукой…

5.7. Деятельность Ученого совета……......................................

5.8. Деятельность диссертационного совета…….....................

5.9. Деятельность коммерческих структур при Институте, их взаимодействие с научными учреждениями УрО РАН……………............................................................................

5.10. Сведения о проведении и участии в работе конференций, совещаний, школ……………......................................................

5.11. Сведения о создании, правовой охране и реализации объектов интеллектуальной собственности……………..........

5.12. Сведения об экспедиционных работах …….....................

5.13. Характеристика оснащенности Института научным оборудованием………..................................................................

5.14. Библиотека Института........................................................

5.15. Работа административно-хозяйственного подразделения Института……………..................................................................

6. Библиографический указатель публикаций за 2009 год…............................................................................

ПриложениЕ 1…………………………………………….....

ПРИЛОЖЕНИЕ 2........................................................................

ПРИЛОЖЕНИЕ 3..........................................................................


Введение


Научные исследования в Учреждении Российской академии наук Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН проводились в соответствии с Программой фундаментальных исследований государственных академий наук на 2008-2012 годы (распоряжение Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. № 233-р), Основными направлениями фундаментальных исследований Программы фундаментальных научных исследований Российской академии наук на период 2007-2011 годы (распоряжение Президиума РАН №10103-30 от 22.01.2007 г.) и Основными научными направлениями научной деятельности ИФ Коми НЦ УрО РАН (утвержденными постановлением Президиума РАН № 436 от 24 июня 2008 г.): «Физиологические механизмы деятельности висцеральных систем, молекулярные и клеточные основы электрофизиологии и гемодинамики», «Механизмы адаптации человека и животных к условиям Севера, физиология и биохимия микроорганизмов, системы жизнеобеспечения и защиты человека, криофизиология крови», «Молекулярные основы иммунологии и физиологии; структура, физиологическая активность и нанобиотехнология природных макромолекул».

В 2009 г. сотрудники Института физиологии разрабатывали 29 тем, в том числе: шесть тем, финансируемых из федерального бюджета, три темы - по программам фундаментальных исследований Президиума РАН: «Фундаментальные науки - медицине» и «Молекулярная и клеточная биология», три темы - по Интеграционным проектам фундаментальных научных исследований, выполняемых в УрО РАН совместно с ДВО РАН, одну тему - по Интеграционным проектам фундаментальных научных исследований, выполняемых в УрО РАН совместно с СО РАН, одну тему по Программе интеграционных проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых совместно с сотрудниками институтов УрО РАН, пять тем – по грантам Российского фонда фундаментальных исследований, одну тему – по гранту Российского гуманитарного научного фонда, четыре темы - по грантам УрО РАН для молодых ученых. Выполнена работа по договору с отечественным заказчиком: ОАО «Монди бизнес пейпа Сыктывкарский ЛПК». Внебюджетное финансирование получено на проекты по контрактам ФЦП, по программе «Молекулярная и клеточная биология», по хоздоговору с ОАО «МБП Сыктывкарский ЛПК».

Проведена инициативная работа по договору о творческом сотрудничестве с ГНЦ РФ - Институтом медико-биологических проблем РАН (г.Москва). Завершился первый этап международного проекта «Марс-500», проводимый совместно с ГНЦ РФ - Институтом медико-биологических проблем РАН.


^ Структура Института физиологии Коми НЦ УрО РАН


Директор Института – Оводов Юрий Семенович, академик.

Зам. директора по научным вопросам – Шмаков Дмитрий Николаевич, д.б.н., профессор.

Зам. директора по общим вопросам – Савельев Генрих Михайлович.

Ученый секретарь – Пшунетлева Елена Альбертовна, к.х.н. (декр. отп).

И.о. ученого секретаря – Варламова Нина Геннадьевна, к.б.н., доцент.

Главный бухгалтер – Абрам Любовь Альбертовна, Горобчик Раиса Семеновна.

Главный специалист по кадрам – Барановская Валентина Геннадьевна.

Документовед – Проворова Нелли Францевна.

Начальник информационно-издательского отдела - Соколова Маргарита Владиславовна.


* * *

Научные подразделения:


- Лаборатория физиологии сердца (научный руководитель д.б.н., проф. Шмаков Дмитрий Николаевич, зав. лаб. к.б.н., доцент Азаров Ян Эрнестович), Сыктывкар.

- Отдел молекулярной иммунологии и биотехнологии (научный руководитель академик Оводов Юрий Семенович, зав. отд. к.б.н., доцент Попов Сергей Владимирович), Сыктывкар:

- лаборатория гликологии (зав. лаб. к.х.н., доцент Патова Ольга Андреевна, и.о.зав. лаб. к.х. н., доцент Головченко Виктория Владимировна);


- лаборатория биотехнологии (зав. лаб. к.б.н., доцент Гюнтер Елена Александровна (декр. отп.), и.о. зав. лаб. к.б.н., доцент Шубаков Анатолий Александрович);

- лаборатория молекулярной иммунологии и физиологии (зав. лаб. к.б.н., доцент Попов Сергей Владимирович).

- Отдел экологической и социальной физиологии человека (зав. отд. д.м.н., проф. Бойко Евгений Рафаилович), Сыктывкар:

- лаборатория метаболизма (зав. лаб. д.м.н., проф. Бойко Евгений Рафаилович);

- лаборатория социальной физиологии (зав. лаб. д.м.н., проф. Солонин Юрий Григорьевич);

- группа физиологии кардиореспираторной системы (рук. д.б.н., с.н.с. Евдокимов Виктор Георгиевич, к.б.н., доцент Варламова Нина Геннадьевна).

- Лаборатория физиологии жвачных животных (зав.лаб. д.б.н., с.н.с. Василенко Татьяна Федоровна), Сыктывкар.

- Лаборатория криофизиологии крови (научный руководитель д.м.н., проф. Сведенцов Евгений Павлович, зав. лаб. к.б.н., доцент Полежаева Татьяна Витальевна), г. Киров.

- Лаборатория физиологии микроорганизмов (зав. лаб. д.м.н., проф. Бывалов Андрей Анатольевич), г. Киров.


1. Важнейшие результаты законченных

фундаментальных исследований


1.1.Моделирование в состоянии покоя острой нормобарической гипоксии, соответствующей высоте 7000 м, показало, что для обморочной формы высотной гипоксии решающего значения не имеет гипогликемия, так как уровень глюкозы в венозной крови испытуемых сохраняется в пределах нормы (д.м.н.Бойко Е.Р., к.б.н. Потолицына Н.Н.) (6.12. – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) (рис.1). (ИФ Коми НЦ УрО РАН).




Рис. 1. Динамика уровня глюкозы в сыворотке венозной крови у молодых мужчин при нормобарической гипоксии (M ± m, n = 10) (д.м.н.Бойко Е.Р., к.б.н. Потолицына Н.Н.) (6.12. – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).


1.2. Изменение длительности реполяризации левого желудочка сердца при повышении гемодинамической нагрузки зависит от состояния автономной нервной системы. При фармакологической блокаде (атропином и др.) вегетативной нервной системы длительность реполяризации увеличивается и на фоне блокады при перегрузке левого желудочка происходит уменьшение длительности реполяризации. (к.б.н. Седова К.А., Гошка С.Л., к.б.н. Азаров Я.Э., д.б.н. Шмаков Д.Н.) (6.11. – Физиология нервной и висцеральной систем. Клиническая физиология) (рис. 2). (ИФ Коми НЦ УрО РАН).




Рис. 2. Репрезентативные электрограммы верхушки левого желудочка с отмеченными границами интервала активация-восстановление и средняя длительность корригированного по ритму интервала активация-восстановление (ARIc) на верхушке левого желудочка кроликов (n=6) при гемодинамической перегрузке на фоне автономной блокады (к.б.н. Седова К.А., Гошка С.Л. к.б.н. Азаров Я.Э., д.б.н. Шмаков Д.Н.).


1.3. Определение в сыворотке крови продуктивных животных разного возраста содержания общего белка, альбуминов, расчет количества глобулинов и альбумино-глобулинового коэффициента позволяют более точно определять оптимальные условия для формирования необходимых для оплодотворения эстральных циклов (д.б.н. Т.Ф. Василенко, к.б.н. Н.П. Монгалев, к.б.н. Н.И. Чувьюрова) (6.12. – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) (рис.3.1.-3.2.). (ИФ Коми НЦ УрО РАН).




Рис. 3.1. Содержание общего белка в крови животных в полноценные эстральные циклы перед оплодотворением и в неполноценные циклы. Примечание: * - p<0,001- достоверно ниже, чем у животных – аналогов в полноценные циклы.


Рис. 3.2. Содержание глобулинов в крови животных в полноценные эстральные циклы перед оплодотворением и в неполноценные циклы.

Примечание: ** - p<0,05 – достоверно ниже, чем у животных-аналогов в полноценные эстральные циклы (д.б.н. Василенко Т.Ф.).


1.4.Показано, что в условиях, близких к гастральным, из пищевых растений экстрагируются полисахаридные фракции, содержащие в своем составе пектины и белки (пектин-белковые комплексы). Пектин-белковые комплексы различных растений отличаются соотношением углеводной и белковой части.

степень метилэтерификации остатков галактуроновой кислоты (к.х.н. Оводова Р.Г., к.х.н. Головченко В.В., Витязев Ф.В., Михалева Н.Я., к.б.н. Попов С.В., акад. Оводов Ю.С.) (6.5. – Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов, 6.7. – Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза). (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

1.5. Показано, что пектин-белковые комплексы каллуса смолевки и ряски состоят в основном из слаборазветвленных пектиновых полисахаридов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, а пижмы - из слаборазветвленных (Mw >300 кДа) и сильноразветвленных (Mw 100-300 кДа) пектиновых полисахаридов и белка (к.б.н. Гюнтер Е.А., к.б.н. Попов С.В., акад. Оводов Ю.С.) (6.5. – Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов, 6.10. – биотехнология). (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

1.6. В рамках выполнения первого этапа (105-дневный наземный эксперимент) программы сателлитных исследований по проекту «МАРС-500» в группе наблюдения, сформированной в г.Сыктывкаре, выявлена низкая вариативность ежемесячных данных, сопоставимых с показателями группы основного эксперимента (г.Москва), что указывает на хорошее функциональное состояние участников обследования в течение достаточно большого интервала времени в использованной модели эксперимента (асп. Марков А.Л., д.м.н. Солонин Ю.Г., д.м.н. Бойко Е.Р.) (6.12. – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) ( ИФ Коми НЦ УрО РАН).

1.7. Содержание молекулярных продуктов свободно-радикального окисления в плазме крови жителей европейского Севера, повышенное по сравнению с жителями средних широт, в течение года варьирует в широких пределах и зависит от температуры окружающей среды и состояния антиоксидантной системы организма. У коренного населения Севера (коми-ижемцы), ведущего традиционный образ жизни (оленеводство), отмечен более высокий уровень молекулярных продуктов свободнорадикального окисления по сравнению с жителями европейского Севера, не занятыми в оленеводстве. У мужчин этой этно-социальной группы процессы свободнорадикального окисления активированы в большей степени, чем у женщин (к.б.н. Вахнина Н.А., д.м.н. Бойко Е.Р.) (6.12. – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

1.8. С использованием созданной панели гибридом показана возможность иммуноферментного выявления бактерий возбудителя псевдотуберкулеза Yersinia pseudotuberculosis первого серотипа, выращенных в температурных условиях, имитирующих окружающую среду и организм теплокровных (к.м.н.Елагин Г.Д., д.м.н. Бывалов А.А.) (6.7. – Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

1.9. Изучена возможность введения в криоанабиоз (-40°С) ядерных клеток крови человека под защитой газообразного хладоограждающего агента. Определена оптимальная концентрация криозащитного матричного раствора, с которым производилось смешивание лейкоконцентрата и далее насыщение полученной смеси газом (элегазом или аргоном) при комнатной температуре под двлением. Установлено, что применение газов по данной методике, когда их давление не превышает 0,25 атмосферы, не оказывает эффективного криовоздействия на ядерные клетки крови, тогда как матричный раствор, не насыщенный газом, сохраняет функциональную активность в среднем у 72% клеток (д.м.н. Сведенцов Е.П., к.б.н. Зайцева О.О., Худяков А.Н., к.б.н. Полежаева Т.В., к.б.н. Соломина О.Н., Лаптев Д.С.) (6.8. – Клеточная биология. Теоретические основы клеточных технологий) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).


^ 2. Основные результаты прикладных исследований

2.1. Важнейшие разработки, реализованные

на практике в 2009 году

2.1.1. Разработана и запатентована компьютерная программа “Модуль расчета рациона” для самостоятельного определения пользователем количества съеденной пищи с использованием базы данных «Весовые изображения порций продуктов и блюд» (свидетельство ГР № 2009620084 от 17.02.2009 г.). Программа предназначена для индивидуального подсчета пищевой иэнергетической ценности рационов питания на любом персональном компьютере под управлением Windows 98/XP. Предусмотрен контроль динамики полученных показателей, осуществляется экспресс-оценка адекватности расчетов нормам физиологической потребности организма в основных пищевых макронутриентах и энергии, принятыми Минздравом РФ (2008г.) Свидетельство ГР № 2008612921 от 25.05.09 (д.м.н. Бойко Е.Р., Есева Т.В., Евдокимов А.В.) (6.12 – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) ( ИФ Коми НЦ УрО РАН.)

2.1.2. Программа «Модуль расчета рациона» заняла первое место в открытом конкурсе Администрации Ямало-Ненецкого автономного округа на лучшую инновационную идею в сфере здравоохранения. (http://www.dniyanao.ru) (д.м.н. Бойко Е.Р., Есева Т.В., Евдокимов А.В.). Программа используется в Кировском областном Центре медицинской профилактики. (6.12 – Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

2.1.3. Биологически активная добавка «Витабаланс-Мультивит», разработка компонентного состава выполнена Бойко Е.Р., Потолицыной Н.Н., Есевой Т.В., Зеленовым В.А. (акт внедрения от Университетской инновационной компании «Литораль» (С.Петербург). Разработка нашла практическое применение в ООО “Севергазпром”.

2.1.4. Предложена методика диагностики электрической нестабильности сердца и развития опасных для жизни аритмий (Гошка С.Л., Седова К.А., Азаров Я.Э.,Шмаков Д.Н.). Разработка внедрена в Кардиологическом диспансере и в Кировской государственной медицинской академии Росздрава (акт о внедрении от 13.04.2009).

2.1.5. Метод расчета величины информационной энтропии сердца, предложенный к.б.н. Нужным В.П. внедрен: в ГУ РК «Коми республиканская больница» (акт о внедрении от 10.12.2009), ГУ РК «Кардиологический диспансер» (акт о внедрении от 03.12.2009), ООО Медицинский центр «Радовит» (акт о внедрении от 08.12.2009.


^ 2.2. Важнейшие законченные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы,

готовые к практическому применению

В 2009 году сотрудниками ИФ Коми НЦ УрО РАН предложено восемь разработок для практической реализации:

2.2.1. Разработан способ получения из растительного сырья пектин-белковых комплексов. (к.х.н. Головченко В.В., к.х.н. Оводова Р.Г., Витязев Ф.В., Михалева Н.Я., акад. Оводов Ю.С.) (6.5. – Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

2.2.2. Разработан способ получения гибридом, продуцирующих моноклональные антитела (МКАт) к небелковым эпитопам Y.pseudotuberculosis, с помощью которого получены, отклонированы и охарактеризованы 7 гибридом, предназначенных для изучения механизмов иммуногенеза и патогенеза иерсиниозов, а также создания иммунодиагностических тест-систем (к.м.н. Елагин Г.Д., д.м.н. Бывалов А.А.) (6.7. – Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

2.2.3. Для консервирования лейкоцитов при умеренно-низкой температуре разработан новый криопротекторный раствор, содержащий пектиновые полисахариды и позволяющий сохранять высокий процент физиологически активных лейкоцитарных клеток в течение одних суток. Данный раствор может быть применен в учреждениях биологического и медицинского профиля для сохранности биообъектов в условиях электроморозильника на -40°С (д.м.н. Сведенцов Е.П., акад. Оводов Ю.С., к.б.н. Полежаева Т.В., к.х.н. Головченко В.В., к.х.н. Оводова Р.Г., Лаптев Д.С., к.б.н. Соломина О.Н., к.б.н. Зайцева О.О., Худяков А.Н., Утемов С.В., Шерстнев Ф.С. Витязев Ф.В., Михалева Н.Я.) (6.8. – Клеточная биология. Теоретические основы клеточных технологий) (ИФ Коми НЦ УрО РАН).

2.2.4. Способ определения функционального состояния яичников у самок сельскохозяйственных животных. Патент 2348377 РФ, МПК А61D 99/00 (2006/01) / Монгалев Н.П., Василенко Т.Ф. (Россия) - на заявку № 2007142124/13(046118); Заявлено 14.11.2007; Опубл. 10.03.2009, Бюл. №7. - 4 с., Табл. 2.

2.2.5. Способ определения функционального состояния яичников у самок сельскохозяйственных животных в период половогосозревания. Патент 2349287 РФ / МПК А61D 99/00 (2006/01). / Монгалев Н.П., Василенко Т.Ф. (Россия) - № 2007142141/13(046135); Заявлено 14.11.2007; Опубл. 20.03.2009, Бюл. № 8. – 3 с., Табл. 1.

2.2.6. Завершен первый этап работ для ОАО «МБП Сыктывкарский ЛПК» по выполнению работ на тему: «Разработка системы мероприятий по повышению показателей здоровья, снижению заболеваемости и профилактики социально значимых заболеваний у лиц, работающих в шумных условиях на предприятиях заказчика ОАО «МБП Сыктывкарский ЛПК» на 2007-2010 годы». (рук.работ дмн Бойко Е.Р.). Идет внедрение результатов в практическую деятельность предприятия и согласование работ второго этапа.


^ 3. Краткая аннотация результатов

научно-исследовательских работ

3.1. Краткая аннотация результатов работ

по основной тематике института


3.1.1. Тема: «Механизм формирования функциональной электрической гетерогенности миокарда. №ГР 02.2.00 950623 (2009-2012 гг.) Научный руководитель д.б.н. Шмаков Д.Н.

Выполненные этапы за 2009 год:

1.Исследование механизмов формирования электрофизиологических неоднородностей желудочков сердца при изменении гемодинамической нагрузки.

2. Изучение роли внеклеточной концентрации калия в активности синусно-предсердного узла.

^ Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта:

Для выявления роли автономной нервной системы в формировании электрических неоднородностей в миокарде при повышении гемодинамической нагрузки исследовали электрофизиологические эффекты перегрузки сердца на фоне блокады β-адрено- и М-холинорецепторов с помощью пропранолола (0.3 мг/кг в/в) и атропина (0.5 мг/кг в/в). При введении препаратов, блокирующих влияние автономной нервной системы, амплитуда зубца Т эпикарда левого желудочка уменьшается. Острый стеноз аорты в этих условиях вызывает увеличение амплитуды зубца Т и подъем ST сегмента, длительность реполяризации на эпикарде свободной стенки левого желудочка и верхушки сердца уменьшается на первой минуте аортального стеноза без значимых изменений после десяти минут перегрузки. Совместное применение атропина и пропранолола снижает систолическое давление, сократительные и лузитропные свойства левого желудочка. Увеличение гемодинамической нагрузки сердца при автономной блокаде приводит к повышению конечно-диастолического давления и скорости нарастания давления (dP/dt max) в левом желудочке (к.б.н. К.А.Седова, м.н.с. С.Л.Гошка).

Определены параметры реполяризации желудочков сердца собаки при двухчасовой электростимуляции миокарда верхушки правого желудочка. Показаны фазные изменения длительности интервалов активация-восстановление: в миокарде правого и левого желудочков первоначальное укорочение реполяризации сменяется удлинением к концу периода стимуляции. В области верхушек обоих желудочков изменения более выражены по сравнению с остальной частью желудочков (к.б.н. А.С.Цветкова, к.м.н. А.О.Овечкин, к.б.н. Н.А.Киблер).

В левом желудочке кролика наиболее длительная реполяризация наблюдается в области основания при нормотермии, тогда как при гипотермии наиболее длительная реполяризация отмечается в области верхушки левого желудочка. При стимуляции основания и верхушки левого желудочка при нормо- и гипотермии изоволюмические индексы в левом желудочке различаются незначительно. Однако по отношению к суправентрикулярному ритму при нормотермии данные показатели сократимости и расслабления миокарда левого желудочка снижаются при стимуляции основания левого желудочка. В правом желудочке при нормо- и гипотермии изоволюмические показатели снижаются при эктопическом возбуждении левого желудочка и стимуляции верхушки правого желудочка. При нормотермии у кролика сократительная функция нарушается в большей степени при стимуляции верхушки правого желудочка по сравнению со стимуляцией его основания (к.б.н. Н.А.Киблер, к.б.н. В.В.Крандычева, к.б.н. А.С.Цветкова).

С помощью регистрации трансмембранных потенциалов клеток синусно-предсердной области кролика установлено, чтоснижение наружной концентрации калия от 3.0 до 1.3 мМ вызывает снижение амплитуды потенциалов действия, максимального диастолического потенциала (Еmax) и частоты генерации. Полное удаление ионов калия из омывающего препарат раствора вызывает дальнейшую деполяризацию клетки и шум Еmax. На 15-ой минуте регистрировали появление ранней и задержанной постдеполяризации с последующей блокадой генерации потенциалов действия. Гиперкалиевый раствор (10 мМ калия) замедляет диастолическую деполяризацию у клеток, работающих в режиме истинного водителя ритма, в три раза, а у клеток, работающих в режиме скрытого водителя ритма, в два раза по сравнению с контролем. Как гипо-, так и гиперкалиевый растворы Тироде замедляют максимальную скорость нарастания потенциалов действия в фазу 0 (д.б.н. В.А.Головко, асп. М.А.Гонотков) (6.11 – Физиология нервной и висцеральной систем. Клиническая физиология. ИФ Коми НЦ УрО РАН).


3.1.2. Тема: «Выделение, структурная характеристика и физиологическая активность пектин-белковых комплексов». №ГР 02.2.00 950624 (2009-2012 гг.)

Научный руководитель академик Оводов Ю.С.

Выполненные этапы:

1.Разработка методов экстракции пектин-белковых комплексов из пищевых растений, их характеристика.

2.Выделение и общая химическая характеристика пектин-белковых комплексов из каллусных культур.

3. Изучение характера взаимодействия пектин-белковых комплексов с биологически активными молекулами в полости желудка и двенадцатиперстной кишки.

^ Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта:

Разработан метод экстракции пектин-белковых комплексов из пищевых растений, включающий в себя следующие последовательные операции: измельчение растительного материала; экстракцию раствором, содержащим соляную кислоту и другие компоненты, при температуре 37-39°С в течение 4ч; фильтрацию экстракта; центрифугирование фильтрата на проточной центрифуге; последовательный диализ полученного экстракта на ультрафильтрационной установке (полисульфон, «Владисарт», Россия) с использованием мембран, соответствующих прохождению молекул с Mw 300, 100 и 50 кДа; концентрирование и лиофилизацию полученных фракций.

Показано, что фракции, полученные при пропускании экстракта через мембраны с размером пор, соответствующим прохождению молекул с Mw 300 кДа, являются основными и выход их составляет 0,2-0,5% от массы растительного материала.

Разработанным методом из ряда пищевых растений, таких как сладкий болгарский перец ^ Capsicum annuum, морковь обыкновенная Daucus carota, лук репчатый Allium cepa, капуста белокочанной Brassica oleracea были получены фракции СA, DC, AC, BO (соответственно), содержащие углеводные и белковые компоненты (пектин-белковые комплексы).

Установлено, что полученные из различных растений фракции отличаются содержанием углеводной и белковой составляющей. Содержание белка, определенное по методу Бредфорда, во фракции СА составляет 22%, DC – 14%, AC – 32%, BO – 19%. Исследование моносахаридного состава полученных фракций показало, что главным компонентом их углеводной цепи являются остатки галактуроновой кислоты: СА - 68%, DC – 44%, AC – 42%, BO – 34% (акад. Оводов Ю.С., к.х.н. Головченко В.В., к.х.н. Оводова Р.Г., Витязев Ф.В., Михалева Н.Я.) (6.5. - Структура и функции молекул и надмолекулярных комплексов. ИФ Коми НЦ УрО РАН).

Получены пектин-белковые комплексы из культур клеток смолевки обыкновенной (SVC, выход 8-10%), ряски малой (LMC, выход 2-4%) и пижмы обыкновенной (TVC, выход 5-7%). В составе SVC в качестве основных компонентов углеводной цепи содержатся остатки Dгалактуроновой кислоты (64%), галактозы (1,7%), арабинозы (1,4%) и рамнозы (0,9%). Присутствующие в образце остатки глюкозы, ксилозы и маннозы скорее всего являются компонентами сопутствующих пектинам резервных полисахаридов и гемицеллюлоз. Содержание белка в SVC составляет 12%. С помощью ультрафильтрации через мембраны с разным диаметром пор определено молекулярно-массовое распределение SVC. Установлено, что основной по выходу (77%) является фракция SVC-I с молекулярной массой более 300 кДа, в которой доминирующими моносахаридами являются галактуроновая кислота, галактоза и арабиноза. Фракции SVC-II и SVC-III с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа являются минорными, их выход составляет 0,8% и 0,4% соответственно. В моносахаридном составе этих фракций увеличивается относительное содержание остатков галактозы, арабинозы и рамнозы и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. Содержание белка является максимальным во фракции SVC-I и составляет 14%, тогда как во фракциях SVC-II и SVC-III обнаружены следовые количества белка. Полученные данные указывают на то, что SVC представляет собой смесь пектин-белкового полимера, состоящего в основном из слабо разветвленных пектиновых фрагментов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, и сильно разветвленного пектинового полисахарида с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа.

В составе TVC в качестве основных компонентов содержатся остатки D-галактуроновой кислоты (68%), галактозы (4,4%), арабинозы (5,2%) и рамнозы (1,5%). Остатки глюкозы, ксилозы и маннозы присутствуют в небольшом количестве. Содержание белка в TVC составляет 8%. При исследовании молекулярно-массового распределения TVC показано, что полисахарид состоит из фракций, отличающихся по молекулярной массе: TVC-I с молекулярной массой более 300 кДа, TVC-II с молекулярной массой 100-300 кДа и TVC-III с молекулярной массой 50-100 кДа. Основной по выходу является фракция TVC-I (выход 82%), тогда как фракции TVC-II (выход 2,4%) и TVC-III (выход 7,8%) являются минорными. Доминирующими нейтральными моносахаридами TVC-I и TVC-II являются галактоза, арабиноза и рамноза, максимальное содержание которых отмечено во фракции TVC-II. В моносахаридном составе TVC-II увеличивается относительное содержание нейтральных моносахаридов и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. Белок присутствует во всех фракциях и достигает максимума (37%) во фракции TVC-II. Таким образом, в состав TVC входят пектин-белковые полимеры, состоящие в основном из слабо разветвленных пектиновых полисахаридов с молекулярной массой более 300 кДа с низким содержанием белка, а также небольшое количество более разветвленных полисахаридов с молекулярной массой 100-300 кДа с высоким содержанием белка.

В образцах LMC из каллуса ряски малой главными компонентами являются остатки галактуроновой кислоты (53%), галактозы (8,9%), арабинозы (8,3%) и рамнозы (2,4%). Остатки апиозы, глюкозы, ксилозы и маннозы присутствуют в образцах в меньшем количестве. Содержание белка составляет 8,6%. С помощью ультрафильтрации через мембраны определено молекулярно-массовое распределение LMC. Основной по выходу (69%) является фракция LMCI с молекулярной массой более 300 кДа, в которой доминирующими моносахаридами являются галактуроновая кислота, галактоза и арабиноза. Фракции LMCII и LMCIII с молекулярными массами 100-300 кДа (выход 10,5%) и 50-100 кДа (выход 3,5%) являются минорными. В моносахаридном составе этих фракций увеличивается относительное содержание остатков галактозы и арабинозы и снижается количество остатков галактуроновой кислоты. В составе фракции LMCIII увеличивается примесь ксилозы. LMC состоит из разветвленных пектиновых полисахаридов, гетерогенных по молекулярной массе. С уменьшением молекулярной массы степень разветвленности увеличивается. Белок (3,6%) обнаружен только в составе фракции LMCI. Таким образом, LMC представляет собой смесь полимеров, состоящую в основном из менее разветвленных пектиновых фрагментов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, и сильно разветвленного пектинового полисахарида с молекулярными массами 100-300 и 50-100 кДа.

Пектин-белковые комплексы, полученные из каллусных культур, содержат смесь линейного и разветвленного пектинового полисахарида и комплекса пектина с белком. Пектин-белковые комплексы смолевки и ряски состоят в основном из слабо разветвленных пектиновых полисахаридов с молекулярной массой более 300 кДа и белка, а пижмы - из слаборазветвленных (Mw >300 кДа) и сильноразветвленных (Mw 100-300 кДа) пектиновых полисахаридов и белка (акад. Оводов Ю.С., к.б.н. Гюнтер Е.А., Попейко О.В.) (6.5. - Структура и функции молекул и надмолекулярных комплексов. ИФ Коми НЦ УрО РАН).

Установлено, что адсорбирующая способность пектин-белкового комплекса белокачанной капусты составляет 4, 10 и 12 нг/мг для эстрадиола, эстрона и эстриола соответственно. Пектин-белковый комплекс, выделенный из сладкого перца, и целлюлоза, использованная в качестве препарата сравнения, связывают около 5 и около 1 нг/мг эстрогенов соответственно. Показано, что пектин-белковые комплексы капусты, перца, моркови и лука в концентрации 0,5 мг/мл связывают 60-80 % лептина через 30 мин совмеТема: «Физиолого-биохимические механизмы формирования репродуктивных процессов у жвачных животных».

№ ГР 01.2.007 01807 (2007-2009 гг.)

Научный руководитель д.б.н. Василенко Т.Ф.

Выполненные этапы:

1) Проведен сравнительный анализ биохимического и морфофункционального состава крови у самок жвачных животных 6-14-месячного возраста в ходе становления неполноценных и полноценных эстральных циклов (2007 г.).

2) Исследованы условия формирования физиологически полноценных эстральных циклов у самок жвачных животных 14-17-месячного возраста по результатам определения биохимического и морфофункционального состава крови у телок в ходе неполноценных и полноценных эстральных циклов (2008 г.).

3) Выяснены оптимальные условия ускоренного формирования эстральных циклов, необходимых для оплодотворения, у животных в период полового созревания (2009 г.).

^ Основные результаты, полученные в ходе выполнения проекта:

Одним из основных показателей эффективности размножения животных является восстановление овуляторных эстр