CC BY
33BIOLOGICAL SCIENCES
ФИТОЦЕНОЗ В БИОРЕГЕНЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЕ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ БИОС-3: ОПЫТ
И ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Басов А.С.
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф.Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций, кафедра ЗЭС,
Красноярск, студент Засядько М.И. Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф.Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций, кафедра ЗЭС,
Красноярск, студент Мануковский Н.С. Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф.Решетнева, Институт информатики и телекоммуникаций, кафедра ЗЭС, Красноярск, Научный руководитель, доцент, кандидат биологических наук.
Институт биофизики СО РАН, Лаборатория управляемого биосинтеза фототрофов, Красноярск, старший научный сотрудник
Ковалёв В.С. Институт биофизики СО РАН, Лаборатория управляемого биосинтеза фототрофов, Красноярск, Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук
PHYTOCENOSIS IN THE BIOREGENERATIVE LIFE SUPPORT SYSTEM BIOS-3: EXPERIENCE
AND PROSPECT OF USE
Basov A.
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Institute of Informatics and Telecommunications, chair of CES,
Krasnoyarsk, student Zasyadko M.
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Institute of Informatics and Telecommunications, chair of CES,
Krasnoyarsk, student Manukovsky N.
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Institute of Informatics and Telecommunications, chair of CES, Krasnoyarsk, Scientific Director, Assistant Professor, Candidate of biological sciences.
Institute of Biophysics SB RAS, Laboratory of Controlled Biosynthesis of Phototrophic Organisms,
Krasnoyarsk, Senior Researcher Kovalev V. Institute of Biophysics SB RAS, Laboratory of Controlled Biosynthesis of Phototrophic Organisms, Krasnoyarsk, Senior Researcher, Candidate of biological sciences
Аннотация
Рассмотрены продукционные характеристики фитоценоза при испытании биорегенеративной системы жизнеобеспечения БИОС-3 и в компьютерной модели. В эксперименте продукция съедобной сырой биомассы растений составляла 945.7 г/сутки, что не покрывало суточные потребности испытателя в энергии и нутриентах. Продукция фитоценоза была реализована как дополнение к полноценной пище, поступавшей из запасов.
Целевой функцией моделирования являлась минимизация расхождений между продукцией нутриен-тов и пищевыми стандартами. Показано, что продукция модельного фитоценоза может покрыть суточные энергозатраты испытателя, но при этом остаются пищевые дисбалансы по нутриентам.
Результаты моделирования приводят к выводу о необходимости корректирования видового состава фитоценоза в БИОС-3.
Abstract
The production characteristics of the phytocenosis are examined when testing the bioregenerative life support system BIOS-3 and in a computer model. In the experiment, the production of wet edible plant biomass was 945.7 g / day, which did not cover the daily requirements of the crewman for energy and nutrients. Phytocenosis products were sold as an addition to nutritious food from stocks.
The objective function of the simulation was to minimize discrepancies between the production of nutrients and food standards. It is shown that the production of a model phytocenosis can cover the daily energy consumption of the crewman, but at the same time, nutritional imbalances in nutrients remain.
The simulation results lead to the conclusion that it is necessary to adjust the species composition of the phytocenosis in BIOS-3..
Ключевые слова: фитоценоз, продукция, нутриент, дисбаланс, моделирование.
Keywords: phytocenosis, production, nutrient, imbalance, modeling.
Введение
Комплекс БИОС-3 представляет собой биорегенеративную систему жизнеобеспечения космического назначения, расположенную в герметичном корпусе из нержавеющей стали, размерами 14x9x2.5 м. Корпус разделён перегородками на четыре равных отсека, два из которых заняты фитотронами общей площадью 39.4 м2. Третий отсек предназначен для размещения микроводорослевых культиваторов. В четвёртом отсеке располагаются каюты для испытателей, а также бытовое и вспомогательное оборудование. Комплекс БИОС-3 принадлежит Институту биофизики СО РАН.
В 1977 г. было проведено четырёхмесячное испытание БИОС-3. На первом этапе эксперимента экипаж БИОС-3 состоял из трёх испытателей, на последующих двух этапах экипаж сократили до двух человек. Одной из задач испытания была проверка возможности увеличения замкнутости круговорота веществ за счёт повышения в рационе испытателей доли, регенерируемых в системе (внутрисистемных) ингредиентов питания. Предполагалось использовать в пищу биомассу растений - до 70-75% от массы рациона питания [2]. Однако, эта задача не была выполнена.
Источниками внутрисистемных растительных ингредиентов питания являлась съедобная биомасса фитоценоза, состоящего из одиннадцати видов растений: пшеницы, чуфы, свеклы, моркови, редиса, лука, укропа, капусты листовой, огурцов, картофеля и щавеля. Чуфа была включена в фитоценоз как источник жиров, в частности, полиненасыщенных жирных кислот [4]. Наибольшие доли посевной площади были отведены пшенице и чуфе - 44.5% и 33.7%, соответственно. Помимо внутрисистемных растительных ингредиентов в рационе питания испытателей находилась пища, получаемая из запасов.
Обеспеченность экипажа белками, жирами углеводами, незаменимыми аминокислотами, полиненасыщенными жирными кислотами, витамином С, тиамином, рибофлавином и тиамином определяли путём сравнения фактического потребления этих нутриентов в эксперименте с нормативным потреблением [2]. В данной книге прямая ссылка на источник информации о нормативах потребления отсутствует. Можно предполагать, что источником информации являлась работа [5], упомянутая в книжном тексте и включённая в список литера-
туры. Следует отметить, что нормативы потребления нутриентов, предложенные А.А. Покровским, предназначены для различных групп населения без учёта специфики космического местообитания.
В 2011 г. опубликованы стандарты потребления нутриентов, разработанные специально для космонавтов [9]. Количество контролируемых нутриентов и их нормативные значения в работах Покровского [5] и [9] существенно отличаются. Новые стандарты в документе НАСА .№ 70024 [9} устанавливают интервалы варьирования для суточного потребления воды, общего белка, жиров, углеводов, волокон, кальция, фосфора, натрия, меди, селена, витамина А, насыщенных жиров и животного белка. В этом случае показатель «обеспеченность экипажа» оценивают не по сопоставлению фактического и нормативного потребления нутриента, а по нахождению фактического потребления нутри-ента в нормативном интервале его варьирования. Нахождение фактического или расчётного потребления нутриента вне интервала варьирования является пищевым дисбалансом. Суточное потребление железа, магния, калия, цинка, марганца, витамина С, тиамина, рибофлавина, ниацина, пантотеновой кислоты (витамин В5), витамина В6, фолиата, витамина В12, витамина Е, витамина Д, витамина К и омега-6 жирных кислот в документе НАСА . 70024 определено точными числами. Эта особенность новых стандартов вносит неопределённость в оценку фактической или расчётной обеспеченности испытателя этими нутриентами [13].
В Институте биофизики СО РАН разработана технология окисления экзометаболитов человека и проведено экспериментальное моделирование включения продуктов окисления в массообмен биорегенеративной системы жизнеобеспечения [24]. Внедрение данной технологии в БИОС-3 позволило бы приблизить степень замыкания круговорота веществ к 100%. При этом, практически вся пища в будущем эксперименте должна быть внутрисистемной.
Целями настоящей работы являлись оценка пищевой ценности фитоценоза в эксперименте 1977 года с позиций современных диетических стандартов для космонавтов и компьютерное моделирование пищевого потенциала фитоценоза в БИОС-3.
Методы расчёта и моделирования
Расчёт и моделирование проводили в среде Excel 2007. Суточную продукцию i-го нутриента по
результатам эксперимента в БИОС-3 в пересчёте на одного испытателя рассчитывали по формуле:
М^ = £У=1 т^пи£гоуа00сг) (1) где ingj - суточная продукция _|-го ингредиента по результатам эксперимента в БИОС-3 [2];
пШгу - содержание /'-го нутриента в 100 г ]-го ингредиента; сг - численность экипажа.
Целочисленные переменные / и V принимали значения в интервалах:
1 </ < и; 1 <] < V, где и - количество контролируемых нутриентов [9]; V - количество ингредиентов (культур растений) в эксперименте [2].
В данной работе принимали и=30 (Табл. 2), у=11 (Табл. 1) , сг=2. Предполагали, что суточное употребление ингредиентов и нутриентов в пищу соответствует их суточной продукции в фитотро-
нах БИОС-3. Содержание нутриентов в ингредиентах находили в открытых базах данных: [11, 21, 25]. Данные о содержании нутриентов в клубеньках чуфы в данных базах отсутствуют. Поэтому информацию о химическом составе клубеньков чуфы собирали из разных источников [2, 3, 6, 8, 10, 17, 23].
Пищевые дисбалансы выявляли путём сопоставления суточной продукции нутриентов в эксперименте с их нормативным суточным потреблением [9]. Пищевые дисбалансы можно устанавливать также относительно пределов суточного потребления нутриентов [15].
При моделировании пищевого потенциала растений в БИОС 3 использовали целевую функцию, с помощью которой минимизировали расхождение между расчётным и стандартным потреблением
z = min
abs I
нутриентов:
0-Ч + :
4700
A20-Mg) + abs («00-«) + abs (Н-^)
V 420 ) \ 4700 ) \ 11 /
abs + abs (90-vi*aminC) + ...
+ .
, , /l^-thiaminA , , /'l.3-riboflavin\ ,
+abs I-—-) + abs I-—-) +—
, /'l6-niaci^\ , , /30-
abs I———) + abs
1.3 ) +
abs A 7-vitaminB^\ A00-folate\
( 1.7 ) ( 400 )
, /l5-vitaminE\ , , Z'l20-vitaminK\ ,
abs (-15-) + abs (-120-) +
abs (14-omega^
V 14
)
(2)
где Mg, K, Zn, Mn, vitaminC, thiamin (Bi), riboflavin (B2), niacin(B3), PA(B5), vitaminB6, folate(B9), vitaminE, vitaminK, omega6 - расчётное суточное потребление магния, калия, цинка, марганца, витаминов С, Bi, B2, B3, В5, В6, B9, Е, К и омега-6 жирных кислот. Числа в формуле (2) означают стандартные суточные потребления данных нутриентов (Табл. 2).
Независимыми переменными в модели фитоценоза являлись посевные площади, занимаемые культурами растений (Табл. 1). Суточную продуктивность культуры рассчитывали по формуле:
Р, = pc7-s,- (3)
где pcj - удельная продуктивность j-го растения, г сырой съедобной биомассы/сутки*м2; sj - посевная площадь под j-е растение, м2; j - целочисленная переменная, изменяющаяся в интервале 1 < j < v;
v - моделируемое количество растений в фитотронах.
Удельную продуктивность растений p^ рассчитывали, используя результаты эксперимента в БИОС-3 [2].
В данной модели количество видов растений, как и в эксперименте 1979 года, равно 11. Видовые составы фитоценозов также идентичны (Табл. 1).
Посевная площадь, приходящаяся на одного испытателя увеличена до 39.4 м2. Суточную продукцию i-го нутриента в пересчёте на одного испытателя рассчитывали по формуле:
Mty = Ey=i(pc7-s,-nutTj7-)/100 (4)
Посевная площадь под культурой j-го растения могла изменяться в пределах 1 < sj < 39.4 м2. Пищевые дисбалансы выявляли путём сопоставления
расчётной суточной продукции нутриентов в эксперименте с их нормативным суточным потреблением [9].
Калорийность пищи в модели была принята равной 2800 ккал в соответствии с суточными тратами энергии испытателя BIOS-3 [2] и предполагаемой тратой энергии обитателя лунной базы [16]. Расчёт калорийности пищи проводили по формуле Атватера [20]:
Е = 4protein + 9/at + 4carboftydrate (5)
где protein, fat, carbohydrate - массы белков, жиров и углеводов в суточном рационе питания.
Равенство E= 2800 ккал являлось основополагающим условием при моделировании фитоценоза в БИОС-3.
Скоры незаменимых аминокислот рассчитывали по формуле [12]:
Score = 100МЛД/МЖ (6)
где IAAR - масса незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка, мг;
IAAI - масса незаменимой аминокислоты в 1 г «идеального» белка, мг;
Белок считается полноценным, если скоры всех незаменимых аминокислот выше 100.
Результаты
Увеличение посевной площади с 19.4 м2 в эксперименте до 39.4 м2 в компьютерной модели обеспечило рост продуктивности растений с 945.7 г/сутки до 4355.5 г/сутки (Табл. 1). В модельном фитоценозе значительно выросла продуктивность лука и щавеля. Чуфа сохранила доминирующее положение по доле посевной площади - 30.2%, а доля второй доминировавшей в эксперименте культуры - пшеницы - сократилась до 15,3%.
Таблица 1
Посевные площади и продуктивность культур: результаты эксперимента в БИОС-3 _и компьютерного моделирования в расчёте на одного испытателя_
БИОС-3_Моделирование
Культура Посевная площадь, м2 Продуктивность, сырая биомасса г/сутки Посевная площадь, м2 Продуктивность, сырая биомасса г/сутки
Пшеница 8.8 102.9 6.0 70.9
Чуфа 6.6 178.8 11.9 320.6
Свекла 0.4 46.5 1.0 116.3
Морковь 1.8 269.0 2.5 383.7
Редис 1.0 128.5 1.0 132.5
Лук 0.5 95.5 4.6 887.3
Укроп 0.0 24.5 1.0 13.8
Капуста 0.0 25.5 1.0 63.8
Огурцы 0.1 38.5 1.0 385.0
Картофель 0.5 15.5 5.8 173.3
Щавель 0.0 20.5 3.5 1808.4
Всего 19.7 945.7 39.4 4355.5
В эксперименте калорийность суточной растительной пищи, рассчитанная по формуле Атватера (5) составляла 1394 ккал. Это менее половины от планируемой величины в 2800 ккал. Пищевые дисбалансы были обусловлены избытком продукции железа и витамина А, а также недостатком продукции белков жиров, углеводов, кальция, натрия и омега-3 жирных кислот (Табл. 2). Следовательно, при наличии посевной площади 19.7 м2 в БИОС-3, приходящейся на одного испытателя, и продуктивности 945.7 г/сутки растительной пищи, потребление пищи из запасов было единственной возможностью обеспечить заданный уровень калорийности.
При моделировании фитоценоза в БИОС-3 посевная площадь 39.4 м2 и продуктивность (Табл. 1) 4355.5 г съедобной биомассы/сутки позволяет компенсировать суточные энергозатраты испытателя в 2800 ккал с помощью продукции фитоценоза. При этом оставались пищевые дисбалансы по углеводам, волокнам, железу, фосфору, натрию, витамину А, насыщенным жирам и омега-3 жирным кислотам относительно стандартов НАСА. Предельно допустимые уровни потребления нутриентов превышены по железу, марганцу и витамину B9 - фолие-вой кислоте (Табл. 2). Целевая функция в компьютерном моделировании фитоценоза равна 35. Аналогичная величина в эксперименте составила 17. Это означает, что при моделировании выполнение энергетической потребности испытателя за
счёт растительной пищи сопровождалось увеличением расхождения между стандартами питания и расчётной продукцией нутриентов.
В эксперименте только триптофан, а также сумма ароматических кислот имели скор выше 100 (Рис. 1). Компьютерное моделирование показало, что скоры валина и суммы серосодержащих кислот можно поднять выше 100 за счёт перераспределения посевной площади в фитотронах межу растительными культурами.
Скоры треонина, изолейцина, лейцина и лизина при компьютерном моделировании фитоценоза возросли, но не достигли 100. Таким образом, белок растительной пищи, полученной из набора 11-и растений (Табл. 1) является неполноценным.
Обсуждение результатов и перспективы работы в БИОС-3
При моделировании фитоценоза наибольшая продуктивность отмечена для лука и щавеля: 887,3 и 1808,4, соответственно (Табл. 1). Диетические требования к пище для космонавтов не распространяются на потребление отдельных пищевых ингредиентов [9, 1]. Тем не менее, суточная продукция лука и щавеля представляется избыточной. Ограничение продукции этих ингредиентов может привести к усилению существующих пищевых дисбалансов и появлению новых.
Таблица 2
Нутриенты * Стандарт НАСА **Предел потребления Суточная продукция
БИОС-3 Модель
Белки 60 - 245 г - 33 г 91 г
Ж. белок > 2/3 ОБ - 0 г 0 г
Жиры 78 - 109 г - 61 г 120 г
Насыщ. жир < 22 г - 12 г 24 г
Омега-3 ЖК 1.1- 1.6 г - 0.47 г 0.9 г
Омега-6 ЖК 14 г но 6 г 10 г
Углеводы з50 - з85 г - 179 г 339 г
Волокна 28 - з9 г - 39 г 119 г
Минералы:
Калий 4.7 г - 2856 мг 13136мг
Натрий 1.5 - 2.3 г - 0.5 г 0.9 г
Магний 0.42 г - 516 мг 2709 мг
Кальций 1.2 - 2.0 г - 0.3 1.5
Фосфор <1.5*Са - >1.5*Ca >1.5*Ca
Железо 8 - 10 мг 45 мг 19 мг 73 мг
Медь 0.5 - 9 мг - 2 мг 5 мг
Цинк 11 мг 40 мг 8 мг 16 мг
Марганец 2.3 мг 11 мг 6 мг 12 мг
Селен 55 - 400 мкг - 259 400
Витамины:
А 0.7 - 0.9 мг - 1.9 мг 4.5 мг
С 0.09 г 2 г 0.09 г 1.1 г
Б: 1.2 мг но 1.2 мг 2 мг
В2 1.3 мг но 0.98 мг 3 мг
Бз 16 мг 35 мг 13 мг 28 мг
В5 30 мг но 3 мг 6 мг
Вб 1.7 мг 100 1.5 мг 5 мг
В9 0.4 мг 1 мг 0.5 мг 1.3 мг
В12 2.4 мкг но 0 мкг 0 мкг
Е 0.015 г 1 г 4 г 6 г
Б 0.025 мг 0.1 мг 0 мг 0 мг
К 120 мкг но 1263 мкг 231 мкг
* - [2], для мужчин; ** - [15]; но - верхний предел потребления нутриента не определён;
Условные обозначения. Насыщ. жир - насыщенный жир; Омега-3 ЖК - омега-3 жирные кислоты; Ж. белок - животный белок; ОБ - общий белок; Омега-6 ЖК - омега-6 жирные кислоты. 260
240 220 200 180
!й
о 160
О
140 120 100 80 60
| | Эксперимент в БИОС-3
Компьютерное моделирование
Iii.....1.1
г-Р*
I
Рис.1. Скоры незаменимых аминокислот съедобной биомассы растений в эксперименте и компьютерном моделировании.
ССА - серосодержащие аминокислоты: метио-нин+цистин; АА - ароматические аминокислоты: фенилаланин+тирозин
В предыдущем разделе показано, что увеличение посевной площади в БИОС-3 и её перераспределение под 11 культур растений не обеспечивает соответствие съедобной биомассы растений диетическим требованиям. Тем не менее, увеличение посевной площади является, по-видимому, необходимым условием для функционирования высокозамкнутой биорегенеративной системы жизнеобеспечения БИОС-3 в предстоящем эксперименте. Увеличить посевную площадь можно путём установки дополнительного фитотрона в отсеке микроводорослевых культиваторов, которые в эксперименте не использовались. Кроме того, можно применять многоярусные фитотроны, хотя они не так удобны в обслуживании, как одноярусные.
Чтобы сократить число пищевых дисбалансов в растительной пище, необходимо расширить число культур растений в фитоценозе и ввести в диету животные источники пищи, имея в виду результаты компьютерного моделирования диеты космонавтов [13].
Одна из возможностей увеличить посевную площадь, приходящуюся на одного испытателя, -сократить число испытателей в БИОС-3 до одного. Однако это предложение опровергается требованиями техники безопасности и невозможностью выполнять в одиночку необходимый объём работы. Поэтому известные биорегенеративные системы жизнеобеспечения предназначены для экипажей численностью от 2 до 8 человек [7, 14, 22].
Альтернативой увеличению посевной площади является её сокращение за счёт интенсификации культивирования растений, в частности, за счёт увеличения освещённости фитоценоза. Рассчитана минимальная площадь фитоценоза - 6 м2, достаточная для обеспечения пищей одного испытателя [19]. Эта оценка представляется слишком оптимистичной. Уже в следующей работе минимальную площадь увеличили до 12-30 м2 [18]. Однако и эта оценка не корректна, поскольку в основе расчёта лежала вегетарианская диета, а площадь фитоценоза, предназначенная для выращивания кормовых растений, не учитывалась.
Заключение
Пищевая ценность и продукция съедобной биомассы фитоценоза, использованного при испытании БИОС-3, являются недостаточными для выполнения норм питания в частности для случая отказа от использования запасов пищи и перехода к потреблению человеком преимущественно внутрисистемных продуктов. Компьютерное моделирование пищевого потенциала фитоценоза, допускающее увеличение общей посевной площади и перераспределение этой площади под культурами растений, также не привело к устранению пищевых дисбалансов. Как показал анализ результатов моделирования увеличить пищевой потенциал фитоценоза в БИОС-3 можно путём его комплексной модификации. К возможным направлениям модификации относятся увеличение посевной площади,
видового разнообразия и интенсивности культивирования растений.
Благодарность
Работа проводилась в рамках государственной программы фундаментальных научных исследований Российской Академии Наук на 2013-2020 годы по теме № 56.1.4, раздел VI.
Список литературы
1. Агуреев А.Н., Клоэрис В.Л., Зварт С.Р., Смит С.М. Система питания. М.: «Наука», 2009. -с. 477-498.
2. Замкнутая система: человек - высшие растения. Новосибирск: «Наука», 1979, -160 с.
3. Моторин Н.В., Тихомиров А.А., Ушакова С.А., Гаврилова В.А., Конькова Н.Г. Испытания сортов чуфы (Cyperus esculentus l.) применительно к биорегенеративной системе жизнеобеспечения БИОС-3 // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2009. -вып. 1 (140). -с. 150-152.
4. Окладников Ю.Н., Воркель Я.Б., Труба-чев И.Н., Власова Н.В., Калачева Г.С. Включение в рацион человека чуфы как источника полиненасыщенных жирных кислот // Вопросы питания. 1977. - № 3. -с. 45-48.
5. Покровский А.А. К вопросу о потребностях различных групп населения в энергии и основных пищевых веществах // Вестник АМН СССР. 1966. -№ 10. -с. 3-21.
6. Addy E.O. and Eteshola E. Nutritive value of a mixture of tigernut tubers (Cyperus esculentus L.) and baobab seeds (Adansonia digitata) // J. Sci.Food Agric. 1984, -vol. 35. -pp. 437-440.
7. Alling A., Dempster W., van Thillo M, Nelson M. Lessons Learned from Biosphere 2 and Laboratory Biosphere Closed Systems Experiments for the Mars On Earth Project // Biological Sciences in Space. 2005. -vol. 19. -pp. 250-260.
8. Boeting K., de Benzo Z.A., Cervera M.L., and de la Guardia M. Authentication of the protected designation of origin horchata de Valencia through the chemometric treatment of mineral content // Anal. Methods. 2010. -vol. 2. -pp. 1723-1728.
9. Cooper M., Douglas G. and Perchonok M. Developing the NASA Food System for Long-Duration Missions // J. Food Sci. 2011. -vol. 76. -pp. R40-R48.
10. Ekeanyanwu R.C. and Ononogbu C.I. Nutritive value of Nigerian Tigernut (Cyperus esculentus L.) // Agric. J. 2010. -vol. 5. -pp. 297-302.
11. Frida fooddata.dk. https://frida.fooddata.dk/?lang=en
12. Harper A. Amino acid scoring patterns, Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation on Energy and Protein Requirements. 1981. Electronic resource. http://www.fao.org/docrep/MEETING/004/M3013E/ M3013EOO.HTM.
13. Kovalev V.S., Manukovsky N.S., Tikho-mirov A.A. Computing-feasibility study of NASA nutrition requirements as applied to a bioregenerative life support system // Acta Astronaut. 2019. -vol. 159. -pp. 371-376.
14. Liu H., Fu Yu., Hu D., Xie B., Jia B., Hu E., Li L., Shao L., Dong Ch., Wang M., Qin Yo., Zhang H., Yu J. Lunar palace 1 as an integrative experimental facility for Permanent Astrobase Life-Support Artificial Closed Ecosystem (P.A.L.A.C.E.). 2013. Electronic resource. https://www.researchgate.net/publica-tion/287299692_Lunar_palace_1_as_an_integra-tive_experimental_facility_for_Permanent_Astrobase _Life-Support_Artificial_Closed_Ecosys-tem_PALACE
15. National Institutes of Health. Electronic resource. https://ods.od.nih.gov/.
16. K. Nitta, H. Ohya, Lunar base extension program and closed loop life support systems // Acta Astronaut. 1991. -vol. 23. -pp. 253-262. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11537132.
17. Nwozo S.O., Nwawuba S.U. Physicochemi-cal characteristics and nutritional benefits of Nigerian Cyperus esculentus (Tigernut) oil // Int. J. Food Sci. Nutr. 2018. -vol. 3. -pp. 212-216.
18. Salisbury F.B., Bugbee B., Bubenheim D. Wheat production in controlled environments // Adv. Space Res. 1987. -vol 7. -pp. 123-132.
19. Salisbury F.B. and Bugbee B. G. Wheat farming in a lunar base // SAO/NASA Astrophysics
Data System (ADS). 1985. http://adsabs.har-vard.edu/full/1985lbsa.conf. 635S
20. Sanchez-Pena M.J., Marquez-Sandoval F., Ramirez-Anguiano A.C., Velasco-Ramirez S.F., Macedo-Ojeda G., Gonzalez-Ortiz L. J. Calculating the metabolizable energy of macronutrients: a critical review of Atwater's result. Nutr. Rev. // 2017. -vol. 75. -pp. 37-48.
21. SELFNtritionData. Electronic resource. https://nutritiondata.self.com/
22. Tako Y., Tsuga S., Tani T., Arai R., Ko-matsubara O., Shinohara M. One-week habitation of two humans in an airtight facility with two goats and 23 crops - Analysis of carbon, oxygen, and water circulation // Adv. Space Res. 2008. -vol. 41. -pp. 714-724.
23. Tiger nut company. Electronic resource. https://www.thetigernutcompany.co.uk/nutrition/
24. Trifonov S.V., Kudenko Y.A., Tikhomirov A.A. Prospects for using a full-scale installation for wet combustion of organic wastes in closed life support systems // Life Sci. Space Res. 2015. -vol. 7. -pp. 15-21.
25. USDA Food Composition Databases. Electronic resource. https://fdc.nal.usda.gov/
НЕКОТОРЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЫЧКОВЫХ РЫБ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ
Кузина Т.В.
Астраханский государственный университет Старший научный сотрудник, к.б.н.
SOME BIOCHEMICAL INDICATORS OF BOVINE FISH OF THE NORTHERN CASPIAN SEA
Kuzina T.
Astrakhan state university Senior Researcher, Candidate of biological sciences
Аннотация
В статье приводятся результаты изучения биохимического состояния бычковых рыб, обитающих в районах ликвидированных поисково-оценочных скважин ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть» Северного Каспия, материалы по которым были собраны в 2019 г. Проанализированы значения индикаторных ферментов, маркеров нарушений функций печени любой природы у рыб, обитающих в водоемах, загрязненных веществами различной природы. Показано, что риск ухудшения состояния ихтиофауны в условиях обитания незначительный у большинства видов рыб отмечены высокие адаптационные возможности.
Abstract
The article contains the results of the study of the biochemical condition of goby fishes living in the areas of the eliminated search and assessment wells of «LUKOIL-Nizhnevolzhskneft» of the Northern Caspian Sea, the materials on which were collected in 2019. The values of indicator enzymes, markers of liver function disorders of any nature in fish living in water bodies contaminated with substances of different nature were analyzed. The risk of deterioration of ichthyofauna in habitat conditions has been shown to be negligible most fish species are highly adaptable.
Ключевые слова: аминотрансферазы, бычковые рыбы, АсАт, АлАт.
Keywords: aminotransferases, goby fishes, AsAt, AlAt.
Введение.
В научной литературе накоплено большое количество материалов, свидетельствующих о всевозможных нарушениях физиолого-биохимического состояния гидробионтов под действием загрязняющих веществ среды их обитания. Некоторые показатели биохимического состояния организма быч-
ковых рыб, в связи с тем, что они являются донными, малоподвижными, постоянно живущими в море рыбами, могут служить достаточно хорошим и достоверным индикатором степени токсичности или нетоксичности водной среды. Полученные данные могут быть использованы для оценки состояния здоровья рыб в качестве средних значений. Це-
