CC BY
27
УДК 57.087.1
А.Б. Шутов
ст. преподаватель, кафедра физического воспитания, ФГБОУ «Сочинский государственный
университет»
В. И. Остапук
канд. с.-х. наук, председатель, Сочинское экологическое общество
ЭФФЕКТЫ АНТАГОНИЗМА В ДИНАМИКЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОЛЕВЫХ ТЕНДЕНЦИЙ АПОПТОЗА И АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИНА У КУРИНЫХ ЭМБРИОНОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ
Аннотация. Амплитуды приростов в динамике белка альфа-фетопротеина и уровня апоптозных клеток у куриных эмбрионов в онтогенезе уменьшаются. С одновременным уменьшением амплитуд увеличиваются расхождения во взаимозаменяемой динамике количества апоптозных клеток и уровня белка альфа-фетопротеина.
Ключевые слова: апоптоз, альфа-фетопротеин, куриный эмбрион, амплитуда прироста, долевые тенденции, сопряжение долевых тенденций.
A.B. Shutov, Sochi State University
V.I. Ostapuk, Sochi ecological society
EFFECTS OF ANTOGONIZM IN DYNAMICS OF PARAMETERS OF SHARE TENDENCIES APOPTOSIS
AND THE ALPHA-FETOPROTEIN AT CHICKEN EMBRIO IN ONTOGENESIS
Abstract. Amplitudes of a gainin dynamics of fiber an alpha-fetoprotein and a level apoptosis cells at chicken embryos in ontogenesis decrease. With simultaneous reduction of amplitudes divergences in interchangeable dynamics of quantity apoptosis cells and a level of fiber an alpha-fetoprotein increase.
Keywords: apoptosis, an alpha-fetoprotein, a chicken embryo, an amplitudes of a gain, share tendencies, interface of share tendencies. U
Введение. В эмбриональный период происходит формирование будущего организма, закладываются ткани и органы. Постоянные преобразования организма сопровождаются высокой интенсивностью изменения морфометрических показателей. В основе формообразовательных процессов лежат взаимосвязанные явления пролиферации, дифференцировки и апоп-тоза, комплексная регуляция которых осуществляется на уровне клетки [2].
Динамические изменения количества апоптических клеток связывают с явлением программируемой смерти (апоптоз). Имеется информация об уровне апоптоза в различных органах и тканях куриного эмбриона. Установленная волнообразная изменчивость уровня апоптоза на протяжении всего эмбрионального развития совпадает с повышением массы зародыша [2].
Количество белкового соединения альфа-фетопротеина (АФП) характеризует стадию развития эмбриона [7]. Показатель динамики альфа-фетопротеина (АФП) в процессе развития куриного эмбриона характеризуется чередованием в разной степени выраженных пиков, спадов и подъёмов. Однако не всегда посуточный подъём или спад уровня общего белка совпадает с такой же динамикой уровня АФП [3].
Генетические связи, предполагаемые в динамике апоптоза и АФП, вызывают огромный интерес у исследователей. Однако в приведенных выше работах описательных характер тенденций динамики не соответствует требованиям настоящего времени. Пики, спады, подъемы, приросты и наблюдаемые волны динамики, используемые как категории для описания результатов исследований, не позволяют определять разнохарактерные зависимости в динамике одного или нескольких показателей.
Если же говорить об амплитудах прироста между показателями ряда, то это другой иерархический уровень динамики в показателях временного ряда. Выбранный ряд амплитуд мо-
жет отражать свойства отличительные от адаптивных реакций общего ряда самоорганизующихся систем [6]. Самые незначительные изменения в динамике ряда должны быть точно измерены. В дальнейшем эти изменения должны быть увязаны с источником их происхождения. Для этого на втором плане исследования тенденций динамики, безусловно, должен присутствовать элемент статистических доказательств.
Все незначительные динамические изменения временного ряда могут быть измерены величиной энтропии [1]. Однако одномерная пространственная модель энтропии не позволяет учитывать долевые изменения в тенденциях динамики, которые, безусловно, заложены в амплитуде прироста между предыдущим и последующим показателем в динамике временного ряда [5].
Материалы и методы. Предлагаемым нами методом долевых тенденций были обработаны динамические ряды, полученные исследователями в области эмбриологии и опубликованные в двух независимых научных работах [2, 3].
Динамический ряд одной из работ представлен на рисунке 1. Показатели динамики уровня апоптоза в гомогенате куриного зародыша за 20 суток периода инкубации были взяты из работы Л.Д. Тимченко [2].
за 25 20 15 10 5 О
1 2 3 4 5 б 7 3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13 14 20
Рисунок 1 - Динамика уровня апоптоза за 20 дней инкубации, по Тимченко Л.Д., 2010 г. (примечание: АИ - апоптозный индекс)
На графиках рисунка 2 показано изменение динамики альфа-фетопротеина (АФП) за период от 5 до 20 дней инкубации. Данные динамики взяты из работы С.В. Черникова [3].
й - — — -АФП МЕ/мл
А Г1 -АФП(%)
А А
'V 1 1 >-/\ А
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Рисунок 2 - Содержание альфа-фетопротеина в гомогенате (МЕ/мл) и в белке в (%) за 20 дней, Черников С.В., 2012 г.
В рядах динамики, которые были взяты из разных литературных источников, нашим методом были вычислены величины долевых тенденций [5, 6]. Вычисления долевых тенденций можно представить в виде схемы:
1. Этап. Определение амплитудного прироста между последовательными показателями (С+1 -С):
А+ = (См -С)+0,01, А_ = ( С+1 -С)+(-0,01).
2. Этап. Выбор положительных (А+) и отрицательных (Д..) амплитуд из общего ряда амплитуд (оринт.) в отдельные динамические ряды.
3. Этап. Определение показателей долевого прироста Bi:
Bi = (pi+1 + pi) xp Arc cos Za,
и доли условного участия Дуу:
Дуу = Ву+1 + Ву в рядах положительных и отрицательных амплитуд.
Общая динамика показателей условной доли участия была выражена показателем кумулятивной емкости (КЕ):
КЕ = Д * Д ,
"уу г+уа '
где Дуу - доля условного участия, а Дуа - доля условной активности.
4. Этап. Определение показателя резерва динамического сопряжения (РДС) между общим рядом показателей долей условного участия (Дуу) общего ряда амплитуд (ОРинт.) и рядом
показателей Дуу положительных или отрицательных амплитуд [5]:
РДС = 1Л £( ДУУор - ДУУ- )2 .
V п -1
Результаты исследований и их обсуждение. На графиках рисунков 1 и 2 представленная динамика показателей временного ряда визуально не позволяет выявить особенности в тенденциях. С точки зрения авторов, динамика показателей содержит спады и подъемы, а их изменчивость характеризует разные периоды эмбриогенеза.
Выделенные нами из этих рядов амплитуды приростов между последующим и предыдущим показателями представляют другой, входящий в состав общего ряда динамики уровень, который характеризует степень регулирующих влияний. Динамика и тенденции амплитудного ряда, которые мы выделяем, могут существенно отличаться от таковых общего временного ряда [5].
Таблица 1 - Тенденции разброса амплитуд (КЕ) и показатели сопряжения (РДС)
Долевые тенденции Ряды приростов Апоптоз АФП
КЕ ОР инт. -0,14 -1,04
+ -1,44 -2,89
- +0,09 -0,39
РДС + и - 0,20 0,38
+ и ОРинт. 0,36 0,59
- и ОРинт. 0,45 1,07
Положительные амплитуды, выбранные в отдельный динамический ряд, представляют долю влияний, способствующих увеличению уровня определенных веществ. Отрицательные же амплитуды характеризуют обратный процесс. Долевые тенденции этих динамических рядов были исследованы. Вычисленные методом долевых тенденций величины КЕ и РДС представлены в таблице 1, а динамика показателей Дуу представлена на рисунках 3-5.
Отрицательные величины показателей КЕ, представленные в таблице, указывает на уменьшение амплитуд в динамике ряда как по уровню апоптоза, так и по АФП (см. -0,14 и -1,04). Эта динамика видна и на графиках рисунков 1 и 2. Следует отметить, что основная роль в уменьшении общей динамики принадлежит отрицательным приростам (см. -1,44 и -2,89).
Сопряжение динамики общего ряда амплитуд, который содержит и положительные и отрицательные амплитуды, с выбранными рядами положительных (см. + и ОРинт.) или отрица-
тельных амплитуд (см. — и ОРинт) говорит о том, что наибольшее напряжение в регулирующих влияниях испытывают отрицательные амплитуды (см. величины 0,45 и 1,07). Причины, вызывающие напряжение в звеньях регуляции, пока нам не известны. Эта тенденция в динамике хорошо видна на графиках рисунков 3 и 4, где ряд отрицательных амплитуд более приближен к общему ряду (см. ОРинт).
Рисунок 3 - Условные долевые тенденции выбранных амплитудных рядов по апоптозу
Рисунок 4 - Условные долевые тенденции выбранных амплитудных рядов по альфа-фетопротеину
На графиках рисунков 3 и 4 мы видим периоды уровневых пересечений в динамике между положительными и отрицательными амплитудами. Своеобразные уровневые переходы связаны, видимо, с механизмом взаимозаменяемых антагонистических процессов, которые периодически повторяются и проявляются в виде волн динамики [4].
Совмещенные графики по изменению уровня альфа-фетопротеина и апоптоза, которые представлены в долевых величинах (рис. 5) общего ряда амплитуд, содержащего и положительные и отрицательные амплитуды (на рисунках 3 и 4 они представлены срединной линией), дают возможность выявить взаимозаменяемость в процессах синтеза белка альфа-фетопротеина (АФП) и апоптозных клеток.
Рисунок 5 - Условные долевые тенденции по общему ряду амплитуд (ОРинт) Уменьшение амплитуд в динамике уровня альфа-фетопротеина наблюдается на графи-
ке рисунка 2. В таблице 1 эта динамика выражена величиной показателя кумулятивной емкости (КЕ) равной -1,04, которая значительно превосходит тенденции апоптоза: -0,14. Эти свойства прослеживаются и на графике рисунка 5, а именно: по отношению к изолинии график динамики альфа-фетопротеина расположен значительно ниже графика апоптоза. Однако главной особенностью, которая отображена на графике, это антагонизм в динамике содержания количества апоптозных клеток и уровня белка альфа-протеина. При увеличении концентрации белка АФП происходит снижение уровня апоптоза, и наоборот, увеличение апоптоза ведет к увеличению АФП. За исследуемый период эта замена повторилась три раза, причем, с каждым последующим разом амплитуды расхождений увеличивались.
Выводы
1. За период развития куриного эмбриона в онтогенезе, в динамике изменений концентрации белка альфа-фетопротеина и уровня апоптозных клеток, наблюдалось уменьшение амплитуд прироста между предыдущим и последующим показателями. С помощью метода долевых тенденций, выявленная динамика в уменьшении амплитуд для апоптозного индекса составила -0,14 долей показателя КЕ, а для альфа-фетопротеина она составила -1,04 долей показателя КЕ.
2. Уменьшение амплитуд в динамике ряда сопровождается антагонизмом, который характеризуется расхождением взаимозаменяемой динамики в содержании количества апоптозных клеток и уровня белка альфа-фетопротеина.
Список литературы:
1. Теория информации в медицине: респ. межведомств. сб. науч. работ / отв. ред. В.А. Бондарин. - Минск: Беларусь, 1974. - 272 с.
2. Тимченко Л.Д. Динамика уровня апоптоза в гомогенате куриного зародыша во взаимосвязи с абсолютным приростом массы тела в процессе эмбриогенеза / Л.Д. Тимченко, Г.Н. Блажнова, А.П. Пономаренко // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Естественные науки». - М., 2010. - № 1. - С. 66-70.
3. Черников С.В. Динамика альфа-фетопротеина, минеральных элементов и показателей физического развития у куриных эмбрионов в онтогенезе: автореф. дис. ...канд. биол. наук. - Ставрополь, 2012. - 25 с.
4. Шутов А.Б., Остапук В.И., Лобова О.Е., Полозов А.В. Исследование функций долевой цикличности метаболических процессов растений с помощью алгебры логики // Тез. докл. 8-й Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы, инновационные подходы и перспективы развития индустрии туризма». - Сочи: СГУТиКД, 2008. - С. 127-128.
5. Шутов А.Б., Семенчук В.С., Удовенко И.Л., Попов Л.Д., Корней К.В. Исследование механизмов регуляции сердечного ритма у студентов при выполнении функциональных проб // Приволжский научный вестник. - 2013. - № 3 (19). - С. 134-139.
6. Шутов А.Б. Свойства долевых тенденций в иерархии динамики временного ряда // Известия СГУ. - 2013. - № 4-2 (28). - С. 133-136.
7. Молдогазиева Н.Т., Терентьев А.А. Альфа-фетопротеин - новые подходы к изучению структуры и функции [Электронный ресурс]. URL://www.rae.ru/use/?section= content&op=show_article&article_id=4192
