Научная статья на тему 'Аллелопатическая активность листового опада древесных 20растений, почвы и копролитов в парках г. Днепропетровск'

Аллелопатическая активность листового опада древесных 20растений, почвы и копролитов в парках г. Днепропетровск Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
183
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
ScienceRise
Область наук
Ключевые слова
АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / КОПРОЛИТЫ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ / ПОЧВА / ПАРКОВАЯ ЗОНА / ЛИСТОВОЙ ОПАД / ALLELOPATHIC PROPERTIES / COPROLITES OF EARTHWORMS / SOIL / PARK / LEAF LITTER

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Крючкова А. І., Кульбачко Ю. Л.

В работе рассматривается влияние аллелопатических свойств опада древесных растений и трофометаболической деятельности дождевых червей (Lumbricidae) на аллелопатические свойства почвы под древесными породами Acer platanoides L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus minor Mill. в парках г. Днепропетровск. Установлено, что трофометаболическая деятельность червей положительно влияет на аллелопатический статус почв.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Крючкова А. І., Кульбачко Ю. Л.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The article examines the impact of leaf litter allelopathic properties and earthworms trophy metabolic activity of earthworms (Lumbricidae) on the soil allelopathic properties under the Acer platanoides L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus minor Mill. In the Dnepropetrovsk parks. It was established that earthworms trophy metabolic activity positively influenced on soils allelopathic status.

Текст научной работы на тему «Аллелопатическая активность листового опада древесных 20растений, почвы и копролитов в парках г. Днепропетровск»

Біологічні науки

Scientific Journal «ScienceRise» №4/1(4)2014

pecheni pri vozdeystvii CCl4. Faktori eksperimentalnoyi evolyutsiyi organizmiv, 15, 39-44.

18. Topchiy, N. V., Toporkov, A. S. (2013). Essentsialnyie fosfolipidyi - vyibiraem optimalnyiy variant? Nezavisimoe izdanie dlya praktikuyuschih vrachey. Availavle at: http://www.rmj.ru/articles_8536.htm

19. Nazar, P. S., Osadcha, O. I., Levon, M. M. (2012). Zmini biohimichnih pokaznikiv ta zagalnogo analizu krovi v

osib iz alkogolnim urazhennyam pechinki. Bukovinskiy medichniy visnik, 16/1(61), 59-62.

20. Gulko, T. P., Dragulyan, M.V., Ryimar, S. E., Kordyum, V. A., Levkiv, M. Yu., Bubnov, R. V. (2013). Modelirovanie tsirroza pecheni u kryis linii Wistar raznogo vozrasta. Faktoryi eksperimentalnoy evolyutsii organizmov, 12, 111-114.

Дата надходження рукопису 31.10.2014

Драгулян Марія Валеріївна, кандидат біологічних наук, науковий співробітник, відділ регуляторних механізмів клітини, Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, вул. Акад. Заболотного, 150, м. Київ, 03143, Україна E-mail: parus_major@ukr.net

Гулько Тамара Павлівна, молодший науковий співробітник, відділ регуляторних механізмів клітини Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, вул. Акад. Заболотного, 150, м. Київ, 03143, Україна

E-mail: ftp_2002@ukr.net

Кордюм Віталій Арнольдович, доктор біологічних наук, завідувач відділу, Член-кореспондент НАН України, академік АМН України, професор, відділ регуляторних механізмів клітини, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Акад. Заболотного, 150, м. Київ, 03143, Україна E-mail: v.kordium@gmail.com

Бубнов Ростислав Володимирович, кандидат медичних наук, лікар ультразвукової діагностики Клінічна лікарня «Феофанія», вул. Акад. Заболотного 21, м. Київ, 03680, Україна E-mail: rostbubnov@gmail.com

Дерябіна Олена Григорівна, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, завідувач відділу, відділ генних технологій, ДУ "Інститут генетичної та регенеративної медицини" НАМН України, вул. Вишгородська, 67, м. Київ, 04114, Україна E-mail: oderyabina@gmail.com

УДК 574.2

DOI: 10.15587/2313-8416.2014.28956

АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЛИСТОВОГО ОПАДА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ, ПОЧВЫ И КОПРОЛИТОВ В ПАРКАХ Г. ДНЕПРОПЕТРОВСК

© А. І. Крючкова, Ю. Л. Кульбачко

В работе рассматривается влияние аллелопатических свойств опада древесных растений и трофометаболической деятельности дождевых червей (Lumbricidae) на аллелопатические свойства почвы под древесными породами Acer platanoides L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus minor Mill. в парках г. Днепропетровск. Установлено, что трофометаболическая деятельность червей положительно влияет на аллелопатический статус почв.

Ключевые слова: аллелопатические свойства, копролиты дождевых червей, почва, парковая зона, листовой опад.

The article examines the impact of leaf litter allelopathic properties and earthworms trophy metabolic activity of earthworms (Lumbricidae) on the soil allelopathic properties under the Acer platanoides L., Aesculus hippocastanum L., Ulmus minor Mill. In the Dnepropetrovsk parks. It was established that earthworms trophy metabolic activity positively influenced on soils allelopathic status.

Keywords: allelopathic properties, coprolites of earthworms, soil, park, leaf litter.

1. Введение

Процессы почвообразования в современном промышленном городе с развитой транспортной инфраструктурой находятся под сильным влиянием антропо-техногенного прессинга, вносящего коррективы в процессы жизнедеятельности, как растительных организмов, синтезирующих

органическое вещество, так и почвенных животных [1-6]. В связи с тем, что почва в городских условиях

служит накопителем полютантов с их последующей медленной биотрансформацией, то ее

аллелопатические свойства могут не только служить в качестве экологического маркера в урбаноценозах, но и характеризовать процессы детоксикации полютантов, которые в нее поступают разными путями, в том числе и благодаря опаду, который метаболизируется почвенной фауной.

20

Біологічні науки

Scientific Journal «ScienceRise» №4/1(4)2014

2. Постановка проблемы

В связи с вышесказанным вызывает определенный научный интерес влияние трофо-метаболической деятельности почвообитающих беспозвоночных, в частности, дождевых червей, на процессы формирования аллелопатических свойств почвы в условиях промышленного центра металлургической промышленности, которым является г. Днепропетровск.

3. Литературный обзор

Согласно литературным данным дождевые черви принимают непосредственное участие в биотрансформации растительного материала и, как результат их деятельности, в процессах почвообразования, также влияют и на аллелопатические свойства почв в рекреационных зонах мегаполиса [7, 8].

Известно, что продукты жизнедеятельности дождевых червей оказывают значительное влияние на изменение физико-химических свойств почвы, поэтому вызывает определенный научный и практический интерес и их влияние на аллелопатические свойства почвы [9-12].

Согласно литературным данным

максимальную аллелопатическую активность по сравнению с другими органами растений имеют листья, что обусловлено высоким уровнем их обмена веществ и аккумуляцией различных полифенолов в процессе вегетации [13-17], известно, что представители разных древесных пород имеют разные аллелопатические свойства, что связано с видовыми особенностями их метаболизма [3, 4, 18]. 4

4. Исследование аллелопатической активности водных экстрактов из листового опада, почв и копролитов

Исследования аллелопатической активности водных экстрактов из листового опада, почв и копролитов, взятых под кленом остролистым (Acer platanoides L.), конским каштаном (Aesculus hippocastanum L.), вязом перистоветвистым (Ulmus minor Mill.) проводились методом биопроб с определением аллелопатической активности водных экстрактов в удельных кумариновых единицах (УКЕ), в качестве тест-объекта использовали семена Raphanus sativus L. var. radicula Pers. (редис

посевной, сорт «Красный с белым кончиком») [15]. Задействованные в эксперименте древесные породы произрастают в следующих парках г. Днепропетровск: ПКиО им. Т.Г.Шевченко, парк им. Ю. А. Гагарина, парк им. Б.Хмельницкого и Севастопольский парк.

Отбор растительных и почвенных проб проводился в течение недели в ноябре 2013 г. в сухую погоду. Водная (дистиллят) экстракция из предварительно высушенного до воздушно-сухого состояния материала проводилась в соотношении 1:20 для лиственного опада и 1:2 для почвы и копролитов дождевых червей [19].

Население дождевых червей обитающих в исследованных парках представлено такими видами

как: Aporrectoidea rosea (Savigny, 1826), Aporrectoidea callinosa (Savigny, 1826), Dendrobaena octaedra

(Savigny, 1826), Lumbricus rubellus (Hoffmeister, 1843), Lumbricus terrestris (Linnaeus, 1758), Octolasion

lacteum (Oerley, 1885).

5. Результаты исследований алело-патических свойств листового опада древесных растений, копролитов и почв в парках г. Днепропетровск и их обсуждение

Проведенными исследованиями показано, что водные экстракты листового опада растений вяза перисто-ветвистого, растущих в парках им. Т. Шевченко и им. Б. Хмельницкого, имели одинаковую аллелопатическую активность в 1,5 раза превышающую подобные показатели для Севастопольского парка (рис. 1).

При рассмотрении аллелопатической активности почв из-под вязов наблюдалось существенное снижение данных показателей для парка им. Хмельницкого (рис. 1).

УКЕ

250

им. Б. Хмельницького Севастопольській нм. Шевченко

■ опад ■копролиты почва

Рис. 1. Аллелопатическая активность листового опада, копролитов и почвы под кронами деревьев U. minor парков г. Днепропетровск

Исследованиями аллелопатических свойств лиственного опада растений клена остролистого, которые произрастают в парках, где отбирался материал, показано, что аллелопатические свойства водных экстрактов из опада данной породы из Севастопольского парка превышали контрольные значения. Максимальную аллелопатическую активность имели экстракты из опада кленов, растущих в парке им. Б. Хмельницкого (149 % от контроля), а минимальную, соизмеримую с контролем, экстракты из опада кленов, растущих в Севастопольском парке (рис. 2).

Аллелопатические свойства водных экстрактов из экскреций дождевых червей, взятых под кронами кленов остролистых из разных парков (кроме парка им. Б. Хмельницкого, 119 % от условного контроля), были близки по своим значениям (рис. 2).

Аллелопатические свойства водных экстрактов из почвы, отобранных на опытных участках, расположенных под кронами кленов остролистых (кроме парка им. Ю.Гагарина 133 % от условного контроля) также были близки к контрольным значениям (рис. 3). Следует отметить, что динамика

21

Біологічні науки

Scientific Journal «ScienceRise» №4/1(4)2014

аллелопатической активности экстрактов из почв и опада из-под клена была подобной динамике аллелопатической активности экстрактов данного типа для вяза (рис. 1, 2). Из рис. 2 следует, что аллелопатическая активность копролитов, взятых из-под кленов, была ниже, чем активность почв.

УКЕ 250

200

150

100

50

0

им. Б. им. Гагарина Севастопольський им. Шевченко

Хмельницького

■ опад ■ копр о литы почва

Рис. 2. Аллелопатическая активность листового опада, копролитов и почвы под кронами деревьев A. platanoides парков г. Днепропетровск

Для опада конского каштана характерно следующее: аллелопатические свойства водных экстрактов из опада, взятого из опытных парков, были слабее выражены, чем таковые для контрольных объектов, и имели одинаковую аллелопатическую активность (рис. 3). В отличие от выше рассмотренных пород не наблюдалось стойкой закономерности в соотношении активностей опад:копролиты:почва на разных мониторинговых участках (рис. 1-3).

УКЕ

им. Б. Хмельницького Севастопольський им. Шевченко

■ опад ■копролиты почва

Рис. 3. Аллелопатическая активность листового опада, копролитов и почвы под кронами деревьев A.

hippocastanum парков г. Днепропетровск

Сравнивая аллелопатическую активность разных пород, следует отметить, что у конского каштана, как у интродуцента, наблюдаются более низкие значения УКЕ, чем у зональных пород, что вероятно связано с небольшим угнетением метаболизма по сравнению с аборигенными видами.

При рассмотрении экстрактов из образцов почв, взятых под вышеперечисленными породами, показано, что аллелопатические свойства водных экстрактов почв из-под кленов, растущих в парках

им. Хмельницкого и им. Гагарина значительно превышали данный показатель для парков Севастопольский и им. Шевченко. Для водных экстрактов из почв, отобранных из-под каштанов характерно существенное повышение аллелопа-тической активности по сравнению с таковым для условного контроля - почв из парка им. Шевченко.

Более низкая аллелопатическая активность образцов копролитов относительно почвенных образцов, собранных под кленами, вероятнее всего связана с очень плотным слоем опада, который в отличие от опада вязов и каштанов создает микроклимат, способствующий ускоренной метабо-лиизации биологически активных веществ, обуславливающих аллелопатическую активность экскреций.

6. Выводы

Различия в расположении относительно транспортных магистралей, топографических условиях, возрасте парка и времени и качестве уборки листового опада оказывают влияние не меньшее, чем видовой состав древесных пород, на аллелопатичес-кие свойства образцов, взятых на опытных участках.

Листовой опад древесных пород в парковых зонах является одним из основных поставщиков аллелопатически активных веществ биологического происхождения, которые формируют особенный экологический фактор - аллелопатический. Дождевые черви за счет своей трофо-метаболической активности уменьшают аллелопатическую напряженность в парковых зонах. Согласно выше приведенным результатам можно утверждать о положительной экологической роли трофо-метаболической деятельности дождевых червей в парковых зонах промышленных городов и необходимости сохранения слоя листового опада с целью создания благоприятных условий для деятельности почвенных беспозвоночных, в том числе и дождевых червей.

Литература

1. Дабахов, М. В. Некоторые аспекты техногенной трансформации городских почв [Текст] / М. В. Дабахов, В .И. Титова // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. междунар. конф. -М.: РАСХНИЛ, 2002. - С. 34.

2. Еремченко, О. З. Эколого-биологические свойства урбаноземов г. Перми [Текст] / О. З. Еремченко, И. Е. Шестаков, В. И. Каменщикова // Вестник Удмуртского университета. - 2010. - Вып. 4. - С. 56-63.

3. Li, D. W. Volatile organic compound emissions from urban trees in Shenyang, China [Text] / D. W. Li, Y. Shi,

X. Y. He, W. Chen et al. // Botanical studies. - 2008. -Vol. 49. - Р. 67-72.

4. Nowak, D. J. The effects of urban trees on air quality [Text] / D. J. Nowak. - USDA Forest Service, 2002. -Р. 96-102.

5. Кульбачко, Ю. Л. Влияние копролитов дождевых червей (Lumbricidae) на рН-буферную активность насыпных почво-грунтов участка лесной рекультивации на территории Западного Донбасса [Текст] / Ю. Л. Кульбачко,

О. А. Дидур, А. Е. Пахомов А. И. Крючкова // Агрохімія і ґрунтознавство. Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Спеціальний випуск до ІХ з'їзду Українського товариства грунтознавців та агрохіміків. Харків, 2014. -С. 303-304.

22

Біологічні науки

Scientific Journal «ScienceRise» №4/1(4)2014

6. Kulbachko, Yu. The zoological remediation of technogen faulated soil in industrial region of Ukraine steppe zone [Text] / Yu. Kulbachko, I. Loza, O. Pakhomov, O. Didur; M. Behnassi, A. S. Shahid, J. D’Silva (Ed). - Sustainable Agricultural Development: recent approaches in resources management and environmentally balanced production enhancenment. Chapter 7. - Dordrecht, London, New York: Springer, 2011. - P. 115-123. doi: 10.1007/978-94-007-0519-7_7

7. Tomati, U. The hormone-like effect of earthworm casts on plant growth [Text] / U. Tomati, A. Grappelli, E. Galli // Boil. Fertil. - 1988. - Vol. 5, Issue 4. - Р. 288-294. doi: 10.1007/bf00262133

8. Nielson, R. L. Presence of Plant Growth Substances in Earthworms demonstrated by Paper Chromatography and the Went Pea Test [Text] / R. L. Nielson // Nature. - 1965. -Vol. 208, Issue 5015. - Р. 1113-1114. doi: 10.1038/2081113a0

9. Blouin, M. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services [Text] / M. Blouin, M. E. Hod-son, E. A. Delgado et al. //-J. Europ. J. Soil Sci. - 2013. -Vol. 64, Issue 2. - Р. 161-182. doi: 10.1111/ejss.12025

10. Kiss, S. Soil Enzyme Activities as Influenced by Earthworms [Text] / S. Kiss // Studia universitatis babe § -bolyai biologia. Anul. 2000. - Vol. XLV. - P. 3-38.

11. Edwards, C. A. Interactions between earthworms and microorganisms in organic-matter breakdown [Text] / C. A. Edwards, K. E. Fletcher // Agric. Ecosyst. Environ. -1988. - Vol. 24, Issue 1-3. - Р. 235-247. doi: 10.1016/0167-8809(88)90069-2

12. Atiyeh, R. M. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth [Text] / R .M. Atiyeh, S. Lee, C. A. Edwards, N. Q. Arancon,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

J. D. Metzger // Biores. Technol. - 2002. - Vol. 84, Issue 1. -

Р. 7-14. doi: 10.1016/s0960-8524(02)00017-2

13. Кузнецов, В. В. Физиология растений [Текст]: Уч. / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. - М.: Высш. шк., 2006. - 742 с.

14. Баранецкий, Г. Г. Химическое взаимодействие древесных растений [Текст] / Г. Г. Баранецкий. - Львов: Світ, 1990. - 160 с.

15. Гродзінський, А. М. Основи хімічної взаємодії рослин [Текст] / А. М. Гродзінський. — Київ: Наук. думка,

1973. - 206 с.

16. Матвеев, Н. М. Аллелопатия как фактор экологической среды [Текст] / Н. М. Матвеев. - Самара: Самарское кн. изд-во, 1994. - 206 с.

17. Ерёменко, Ю. А. Аллелопатические свойства адвентивных видов древесно-кустарниковых растений [Текст] / Ю. А. Ерёменко // Промышленная ботаника. -

2012. - Вып. 12. - С. 188-193.

18. Clarke, J. D. Roles of Salicylic Acid, Jasmonic Acid, and Ethylene in cpr-Induced Resistance in Arabidopsis [Text] / J. D. Clarke, S. M. Volko, H. Ledford, F. M. Ausubel,

X. Dong // Plant Cell. - 2000. - Vol. 12, Issue 11. - Р. 21752190. doi: 10.1105/tpc.12.11.2175

19. Пахомов, О. Є. Екохімічні аспекти існування безхребетних тварин у ґрунті: методи вивчення [Текст]: навч. посіб. / О. Є. Пахомов, О. О. Дідур, Ю. Л. Кульбачко,

І. М. Лоза. - Д.: РВВ ДНУ, 2010. - 176 с.

References

1. Dabakhov, M. V., Titova, V. I. (2002). Some aspects of the technological transformation of urban soils. Soil resistance to natural and anthropogenic influences: Proc. Dokl. Intern. Conf. Moscow: RAAS, 34.

2. Eremchenko, O. Z., Shestakov, I. E., Kamenschiko va, V. I. (2010). Ecological and biological properties of Perm urbanozem. Bulletin of Udmurt University. Biologiya. Earth Sciences, 4, 56-63.

3. Li, D. W. Shi, Y., Li, X. Y., Chen He, W. et al. (2008). Volatile organic compound emissions from urban trees in Shenyang, China. Botanical studies, 49, 67-72.

4. Nowak, D. J. (2002). The effects of urban trees on air quality. USDA Forest Service. 96-102.

5. Kul’bachko, Y. L. Didur, O. A., Pakhomov, A. E., Kryuchkova, A. I. (2014). Effect of coprolites of earthworms (Lumbricidae) on the bulk soils pH-buffering activity of forest land reclamation in the Western Donbass. Agricultural Chemistry and Soil Science. Interdepartmental thematic research collection. Kharkiv, 303-304.

6. Kulbachko, Yu., Loza, I., Pakhomov, O., Didur, O. (2011). The zoological remediation of technogen faulated soil in industrial region of Ukraine steppe zone. Sustainable Agricultural Development: recent approaches in resources management and environmentally balanced production enhancenment. Dordrecht, London, New York: Springer. Chapter 7. 115-123. doi: 10.1007/978-94-007-0519-7_7

7. Tomati, U., Grappelli, A., Galli, E. (1988). The hormone-like effect of earthworm casts on plant growth. Boil. Fertil Soils, 5 (4). 288-294. doi: 10.1007/bf00262133

8. Nielson, R. L. (1965). Presence of Plant Growth Substances in Earthworms demonstrated by Paper Chromatography and the Went Pea Test. Nature, 208 (5015), 1113-1114. doi: 10.1038/2081113a0

9. Blouin, M., Hodson, M. E., Delgado, E. A. (2013). A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services. J. Europ. J. Soil Sci., 64 (2), 161-182. doi: 10.1111/ejss.12025

10. Kiss, S. (2000). Soil Enzyme Activities as Influenced by Earthworms. Studia universitatis babe § -bolyai biologia. Anul, XLV, 3-38.

11. Edwards, C. A., Fletcher, K. E. (1988). Interactions between earthworms and microorganisms in organic-matter breakdown. Agric. Ecosyst. Environ, 24 (1-3), 235-247. doi: 10.1016/0167-8809(88)90069-2

12. Atiyeh, R. M., Lee, S., Edwards, C. A., Arancon, N. Q.,

Metzger, J. D. (2002). The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth. Biores. Technol., 84 (1), 7-14. doi: 10.1016/s0960-

8524(02)00017-2

13. Kuznetsov, V. V., Dmitriev, G. A. (2006). Plant Physiology: A Textbook. Moscow: Higher. school. 742.

14. Baranetsky, G. G. (1990). Chemical interaction of woody plants. Lviv: Svit., 160.

15. Grodzinsky, A. M. (1973). Fundamentals of chemical interactions of plants. Kyiv: Science Opinion. 206.

16. Matveev, N. M. (1994). Allelopathy as a factor in environmental protection. Samara: Samara publishing house, 206.

17. Eremenko, Y. A. (2012). Allelopathic properties of adventive species of trees and shrubs. Industrial botany, 12, 188-193.

18. Clarke, J. D., Volko, S. M., Ledford, H., Ausubel,

F. M., Dong, X. (2000). Roles of Salicylic Acid, Jasmonic Acid, and Ethylene in cpr-Induced Resistance in Arabidopsis. Plant Cell, 12 (11), 2175-2190. doi: 10.1105/tpc.12.11.2175

19. Pakhomov, O. E., Didur, J. A., Kul’bachko, Y. L., Loza, I. M. (2010). Ecochemistry aspects of existence invertebrates in soil: methods of study: teach. guidances. Dnipropetrovsk: DNU publishing, 176.

Рекомендовано до публікації д-р біол. наук, проф. Пахомов О.Є.

Дата надходження рукопису 31.10.2014

23

Біологічні науки

Scientific Journal «ScienceRise» №4/1(4)2014

Крючкова Анжелина Илларионовна, младший научный сотрудник, Научно-исследовательская лаборатория биомониторинга, НИИ биологии Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара, пр. Гагарина, 72, г. Днепропетровск, Украина, 49010 Е-mail: iwona64@mail.ru

Кульбачко Юрий Люцинович, доцент, кандидат биологических наук, кафедра зоологии и экологии, Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, пр. Гагарина, 72, г. Днепропетровск, Украина, 49010 Е-mail: iwona64@mail.ru

UDC [611.73+611.018.861]:616 - 009.17 DOI: 10.15587/2313-8416.2014.28944

STRUCTURE OF SKELETAL MUSCLES AFTER HYPOKINESIA AND PHYSICAL LOADING OF MIDDLE AEROBIC POWER

© S. Popel’, Z. Duma

In the article is shown that determined degree of destructive changes in skeletal muscles is in direct dependence on the term of hypokinesia limitation. Application of kinesiotherapy intensifies the repair processes and substantially reduces the terms of renewal of structurally-functional properties of skeletal muscles after hypokinesia.

Keywords: hypokinesia, skeletal muscle, degeneration, physical load, regeneration, rat.

У статті показано, що встановлений ступінь деструктивних змін в скелетних м ’язах знаходиться в прямій залежності від терміну обмеження рухової активності. Застосування кінезіотерапії підсилює процеси репарації та істотно скорочує термін відновлення структурно-функціональних властивостей скелетних м’язів після гіпокінезії.

Ключові слова: гіпокінезія, скелетні м ’язи, дегенерація, фізичне навантаження, регенерація, щур.

1. Introduction

Dystrophic and the atrophic processes in the skeletal muscles of various genesis rather often arise up on bedrock of previous of long duration hypokinesia, which by life conditions, character of work, age, various diseases, immobilization of various parts of a man body after the traumas of a locomotorium and so forth [1, 2]. It is known that in conditions of hypokinesia not only metabolism of muscles varies [3-6], but also their structure changes [5, 7, 12]. Search of factors which strengthen the reparative regeneration and renewal of function of muscular йЬеге after hypokinesia allowed to set positive influence on these processes of the dosed physical loading [5, 8]. Taking into account his powerful stimulant influence on various organs and fabrics of human organism [6, 7], we put by a purpose our research to learn character of structural alteration of skeletal muscles, which arises up under act of the dosed physical loading of middle аегаЬю power after of long duration hypokinesia [8].

2. Raising of problemy

It is necessary to study the structural changes of muscle fibers and microcirculation network at the physical loading after of long duration hypokinesia.

3. Review of literature

Researches difficulties of influence of protracted hypokinesia on the organism of man are related to the row of objective and subjective reasons [1, 2, 11]. They determine violation of basic methodological principle in obedience to which functional ansabel of lokomotory

organization of organism must be examined as integral system of intercommunications of its component components [10]. Above all things it touches the estimation of such intercommunications between muscle fibers and blood vessels [10-12]. Functional integrity of these components is confirmed by the results of research of muscles pathology after protracted hypokinesia, where most authors specify on the expressed changes of ultrastructural vehicle of nervous fibres [9]. However, works devoted to influence of protracted hypokinesia on the organism of different animals and man pay not enough attention to research of posthypokinetic reactions in muscle fibers and wall of blood vessels is spared undeservedly [1, 3, 11, 12]. Less researches are conducted on the problem of estimation of influence of the physical loading of a different intensity on these components after protracted hypokinesia [8].

4. Materials and methods

Researches are conducted on 60 adult not thoroughbred (1 annual) rats-males. Limitation of motive activity on the method [9] offered by us, term of hypokinesia 300 days. The physical loadings were designed in tredmile ( daily trainings during 15 minutes at speed at run 20 m/min during 30 days). Taking away of material during experimental hypokinesia was conducted on 7, 180 and 300 days. After the dosed physical loading animals were destroyed from the experiment in obedience to Rules of humane conduct with laboratory animals (by overdosing of ether anesthesia). Material for histological and electronic microscopic research was prepared on the generally accepted method.

24

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.