CC BY
8
математическую модель изменения рабочего периода ионообменных смол от роста микроорганизмов и математические методы обработки результатов.
При принятии решений о периодичности микробиологического мониторинга необходимо учитывать количество коррозионно-опасных групп бактерий, размножающихся в ионообменных фильтрах. При низкой численности или отсутствии указанных выше видов бактерий мониторинг проводится путем взятия проб на микробиологический анализ 1 раз в месяц. Если численность Все контролируемые параметры вводятся в компьютерную базу данных, что в целом, существенно повышает надежность системы и снижает эксплуатационные расходы. Такой подход дает возможность учитывать, как специфику источников микробиологического воздействия природных факторов, определяющих состав объектов окружающей среды, так и потребности лиц, принимающих решения.
Таким образом, приведена структурная организация системы микробиологического мониторинга, направленная на оценку характера и возможные пути сокращения возникновения биологической коррозии технологического оборудования атомных электростанций. Определение коррозионного состояния систем водо-подготовки и оборудования АЭС должны включать в себя оценку показателей биокоррозии по локальным биоиндикаторам, какими являются коррозионно-опасные группы бактерий.
Список литературы 1. Андреюк Е.И., Козлова И.А. Микробиологические аспекты коррозии
коррозионных бактерий выше 102 кл/мл, то принимается решение об очистке ионообменных смол биоцидом и повторных микробиологических анализах один раз в неделю. Разработанная концепция построения системы экологического мониторинга, а также предлагаемые технические и системные решения, позволяют значительно снизить влияние негативных микробиологических факторов. На рис.3 показан алгоритм принятия решений в системе мониторинга водных сред АЭС.
2. металлов. М.: Микробиологический журнал, 1981. № 2. - С. 139-145.
3. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А., Меньшиков В.В. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. - 337 с.
4. Гончарук В.В., Страхов Э.Б., Волошинов А.М. Водно-химическая технология ядерных энергетических установок и экология. Справочник. Киев: Наукова думка, 1993. - 447 с.
5. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Биологическая коррозия конструкционных материалов предприятий атомной энергетики // Коррозия: материалы, защита. 2009, №3. - С. 36-40.
6. Жданова Г.В., Ковальчук Ю.Л. Количественная характеристика коррозионно-активной микрофлоры водных технологических сред АЭС // Коррозия: материалы, защита. 2010, № 11. - С. 38-41.
7. Сердюк А.М. О создании системы информационного автоматизированного мониторинга и анализа // Environment and health. 1997, № 2. - С. 3-5.
ИЗУЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ИНТРАПЕРИТОНЕАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ В ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ
НАНОЧАСТИЦ ЖЕЛЕЗА
Лебедев Святослав Валерьевич
доктор биологических наук, заведующий лабораторией Института Биоэлементологии ФГБОУ «Оренбургский
государственный университет», г. Оренбург.
Лебедева Валерия Святославовна ученица средней общеобразовательной школы №70", муниципальное общеобразовательное
учреждение, г. Оренбург.
Наноматериалы - это материалы, структурированные на уровне молекулярных размеров или близком к ним. Структура может быть более или менее регулярной, или случайной. Поверхности со случайной наноструктурой могут быть получены обработкой пучками частиц, плазменным травлением и некоторыми другими методами. В живой природе широко распространена самосборка. Структура всех тканей определяется их самосборкой из клеток; структура клеточных мембран и органоидов определяется самосборкой из отдельных молекул. Самосборка молекулярных компонент разрабатывается как способ построения периодических структур для изготовления нано-электронных схем, и здесь были достигнуты заметные успехи [1, с. 54].
Но прежде чем говорить о применении наноматери-алов в практике, следует детально и всесторонне изучить
их свойства, как с материаловедческой, так и с биомедицинской стороны. Высокая биологическая доступность наночастиц ставит вопросы о необходимости выяснения механизмов взаимодействия наноматериалов с клетками организма, пути их преобразования и выведения, а также возможные токсические эффекты.
Железо как эссенциальный микроэлемент интересен по функциональной значимости для организма, в частности наночастицы железа и кобальта стимулировали защитную и дыхательную функции крови. При этом в крови увеличилось число лейкоцитов на 42 - 65 %, эритроцитов - на 44 - 50 %. Кроме того, к концу эксперимента, увеличился средний объем эритроцитов на 18 - 64 %, содержание гемоглобина в одном эритроците на 3,2 - 4,6 % и величина гематокритного числа на 74 - 109 % [2, с. 172; 3, с. 74; 4, с. 35].
Целью работы было: изучить оптическими методами гематологические показатели при однократном введении наночастиц железа в организм животных.
Экспериментальные исследования выполнены на 20 половозрелых белых крысах-самках линии Wistar в возрасте 3-х месяцев и массой 180±10 г. Животных содержали в условиях экспериментально - биологической клиники (виварий) Оренбургского государственного университета на стандартном рационе, со свободным доступом к воде и пище, при температуре 22±10С и 12-ти часовом освещении. Опытная группа эксперименте изучены гематологические показатели крови крыс при интраперитони-альном введении раствора наночастиц железа (Fe3O4 c ядром Fe+3), размерами гранул 80±15нм, полученные в Институте энергетических проблем химической физики РАН (Москва).
Животным опытной группы в брюшную полость вводили раствор наночастиц железа из расчета 20,8 мг/кг массы в течение 3 -х дней, Животным контрольной группы интраперитониально вводили стабилизирующий физиологический раствор.
Для приготовления суспензии наночастиц железа, навеску порошка растворяли в стабилизирующем физиологическом растворе, с последующей сонификацией на ультразвуковом дезинтеграторе УЗДН-2Т.
Выведение животных из эксперимента проводилось под эфирным наркозом на 1,2 и Зсутки.
Проведение экспериментальных исследований и содержание животных осуществлялось в соответствии с положением Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным и в соответствии с рекомендуемыми Российским Регламентом 1987 г. и «The Guide for the Care
and Use oflaoborotory Animals (National Academy Press Wasyington, D.S. 1996).
Анализ сыворотки крови проводился на биохимическом анализаторе Clima MC-15 A/Щ Юнимед. Для проведения общего анализа крови использовался гематологический анализатор MEDONIC CA-620 А/О Юнимед Москва 2002 г.
Спектрофотометрические измерения проводились на спектрофлуориметре типа СМ2203.
Статистическую обработку полученных данных проводили c использованием пакета программ "Statistica 5,5 for Windows" и программного пакета "MS Excel 2000".
При спектральном анализе гемоглобина на первые, вторые и третьи сутки после введения наночастиц железа установлено, что высота максимального пика в спектре поглощения гемоглобина по сравнению с контрольным опытом, увеличилась в 1,8 и 2,7 раза через 48 и 72 часа соответственно. Это свидетельствует об увеличении количества гемоглобина в крови.
Введение наночастиц железа уменьшается осмотическая хрупкость эритроцитов с 0,47% у контрольной группы до 0,40% и 0,35% у опытной группы через 48 и 72 часа соответственно.
Следовательно, введение наночастиц железа не только увеличивает количество гемоглобина в крови, но и уменьшает их хрупкость.
Диаметр эритроцитов на всех этапах исследования оставался в пределах доверительного интервала (6,79 ± 0,44) мкм, полученного для серии из 10 контрольных опытов с доверительной вероятностью 95 %. Результаты измерения представлены в таблице 1.
Таблица1
Определение погрешности при измерении диаметров эритроцитов
Среднее значение диаметра Dср, мкм Среднеквадратическое Отклонение SD, мкм Точность оценки AD, мкм Относительная погрешность е, %
6,79 1,89 0,44 6, 41
Результаты биохимического анализа крови. Наши исследования показали, что при внутрибрюшинном введении наночастиц железа происходит увеличение концентрации Fe в плазме крови на 3,05%, 20,75%, 32,74% на первые, вторые, третьи сутки соответственно. Выявлено увеличение концентрации Mg в плазме крови на 134,2%, 3,68% на первые, вторые сутки после инъекции соответ-
ственно, причем на третьи сутки после инъекции выявлена тенденция к снижению концентрации Mg на 20 %. Наблюдается увеличение концентрации фосфора в плазме крови на 119,9 %, 3,68% на первые, вторые сутки после инъекции соответственно, с последующим снижением концентрации на 62,31 % на третьи сутки после инъекции, как видно из рисунка 1
Фосфор
Магний
Железо
ff4 к
а О S
и
п а ер
200
100
-100
ППШ
jtttttttí:-:-:-]
время введения, ч.
□ 24 П 48 В 72
Рисунок 1 - Разница в динамике концентраций химических элементов в плазме крови опытной группы относительно контрольной, %
0
Кроме того, выявлено повышение активности ала-нинаминотрансферазы на 13,30 %, 16,97 % на первые, вто-
АлАТ
рые сутки после инъекции соответственно, с последующим снижением активности фермента на 61,63 % на третьи сутки после инъекции (рис. 2).
АсАт
40 -i
о^ 20 -
d 0 -
Я N -20 -
Ш п -40 -
а -60 -80 -
время введения, ч.
□ 24 И 48 □ 72
Рисунок 2 - Разница концентрации ферментов плазмы крови опытной группы относительно контрольной, %
В то же время зарегистрировано снижение активности аспартатаминотрансферазы на 29,25 %, 67,97 %, 12,10 % на первые, вторые, третьи сутки после инъекции соответственно.
Таким образом, роль химических элементов в организме многогранна и многофункциональна. Однако стоит обратить внимание на ответную реакцию организма при поступлении химических элементов с различной биологической ролью, что предопределяется физиологической ролью органов и систем организма [5, с. 14].
Таким образом, в ведение в организм наночастиц железа сопровождается увеличением содержания гемоглобина и концентрации железа в течение трех суток, на фоне сохранения диаметра эритроцитов и их количества. Осмотическая хрупкость эритроцитов уменьшается на четверть с 0,48 % до 0,35 % в течение 72 часов после инъекции. Отсутствие факта гибели животных, а также характер обнаруженных изменений биохимических показателей крови свидетельствуют о возможных компенсаторно-приспособительных реакциях организма на внутрибрю-шинное введение нанопорошка железа.
Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований вновь создаваемыми научной организацией и вузом совместными научными лабораториями» (проект №14-3600023).
Литература
1. Щука, А.А. Приборы наноэлектроники / А.А. Щука // Вестник Международной академии наук. Русская секция. - 2007. - №2. - С. 53-59.
2. Мирошникова Е.П., Аринжанов А.Е., Глущенко Н.Н., Василевская С.П. Обмен химических элементов в организме карпа при использовании наноча-стиц кобальта и железа в корме. Вестник Оренбургского Государственного университета, 2012; 6: 170-175с.
3. Барабаш, А.А. Особенности межэлементных взаимодействий в организме животных при различной нутриевой обеспеченности / А.А. Барабаш, Е.П. Мирошникова, А.И. Гречушкин, О.Ю. Сипайлова // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2008. - №12. - С. 72-75.
4. Forchhammer L, Loft S, Roursgaard M, Cao Y, Riddervold IS, Sigsgaard T, Meller P (2011) Expression of adhesion molecules, monocyte interactions and oxidative stress in human endothelial cells exposed to wood smoke and diesel exhaust particulate matter, Toxicology Letters, In Press, Uncorrected Proof, Available online 14 December 2011 doi:10.1016/j.toxlet.2011.12.003.
5. Рапопорт, О.А. Результаты испытания препаратов железа на молодняке норок / О.А. Рапопорт, М.А. Голушкова // сб. науч. тр. НИИ пушного звероводства и кролиководства им. Афанасьева. - 1989. - Т. 36. - С. 11-19.
ДЕЙСТВИЕ ПЕСТИЦИДОВ НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ В МИТОХОНДРИЯХ И МИКРОСОМАХ ГЕПАТОЦИТОВ КРЫС
Исабекова М.А.
Проф. Кафедры «Ботаники, экологии и клеточной биологии» Ташкентского Госуларственного Педагогического универститета, док. биол. наукМирхамидова П., Стар. преподаватель кафедры «Ботаники, экологии и клеточной биологии» Ташкентского Госуларственного Педагогического универститета,
Сейдалиева Л. Т.
преподаватель кафедры «Гигиена и биохимия» Узбекского Государственного института
физической культуры и спорта,
РЕЗЮМЕ
Полученные нами результаты дают возможность говорить о токсическом влиянии пестицидов, обусловленном изменениями липидного состава мембранных структур, что в свою очередь служит одной из причин нарушения мембранных функций. Использованный в процессах исследований в качестве антиоксиданта РАФ, дал положительный
