Вгк окп № госрегистрации
Скачать 320.6 Kb.
|
| Часть исследований с биологическими объектами было выполнено на клеточном и молекулярном уровнях. В основном, были использованы клетки (эритроциты) и плазма крови крыс и мышей. Исследования (на эритроцитах) выполнены с переменным магнитным полем (ПеМП), которое генерировалось двумя магнитами, прикрепленными противоположными полюсами друг к другу на диске, вращаемом электрическим мотором с переменной частотой 7-40 Гц. Этот способ воздействия позволил генерировать относительно широкий спектр электромагнитных колебаний. Установку закрепляли вертикально на расстоянии 4 см от объекта, где максимальная амплитуда магнитной индукции составляла 115 мкТл. Получение образцов. Кровь брали из лабораторных белых крыс и мышей методом декапитации. Плазму крови получали центрифугированием в течение 15 мин при ускорении 450 g. Раствор очищенного фермента в физиологическом растворе в концентрации, характерной для плазмы крови крысы (115 мг/100 мл), приготовляли из навески лиофилизированного белка. Экспозиция образцов in vitro в ГМУ и ПеМП. В зависимости от эксперимента, кровь или плазму в микропробирках eppendorf помещали в гипомагнитную камеру, в зону наибольшего ослабления магнитного поля, или в 4 см от генератора ПМП. Измерение активности супероксиддисмутазы (адреналиновым методом) и церулоплазмина (орто-фенилендиаминовым методом) проводилось в плазме, а каталазы (с помощью молибденовокислого аммония) и количества глютатиона (при помощи дитионитробензойной кислоты) – в крови. Экспозиция животных in vivo в ГМУ. Мышей помещали в пластмассовый контейнер с доступом воздуха и достаточным на срок эксперимента количеством пищи и воды. Контейнер ставили в гипомагнитную камеру, в зону наибольшего ослабления магнитного поля. После экспозиции у мышей брали кровь, получали плазму и проводили измерения. ЯМР спиновое эхо. Измерение времени релаксации (Т2) протонов воды проводилось на установке ЯМР спиновое эхо. Резонансное комбинационное рассеяние. Спектры резонансного комбинационного рассеяния получали на КР-спектрометре, длина волны возбуждающего света 514 нм. 2. 4 Методика работы с модельными биологическими и физико-химическими системами В качестве модельных биологических и физико-химических систем использовали искусственные мембранные системы (липосомы), состоящие из фосфатидилхолина и β-каротина, и раствор реакции Белоусова-Жаботинского (БЖ). Методические особенности исследования воздействия ионизирующего излучения и ГМУ на реакцию БЖ достаточно подробно описаны в предыдущих отчетах по данной теме и здесь на них останавливаться не будем. Облучение липосом проводилось на циклотроне. После облучения суспензии липосом методом спектрофотометрии определяли содержание ТБК - активных продуктов (продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой), являющихся маркером перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также содержание β-каротина. Размеры липосом оценивали с помощью анализатора размера частиц. Для анализа изменений в структуре мембран липосом регистрировали спектры комбинационного рассеяния β-каротина и липидов. В спектре комбинационного рассеяния липидов липосом (рисунок 8, Приложение И), измеряли интенсивность I полос 1060 см–1 и 1130 см–1, соответствующих транс-конформации С-С связей жирнокислотных цепей, а также полосы 1088 см–1, которая соответствует гош-конформации [8]. Известно, что параметр S, рассчитываемый как отношение интенсивностей полос  , отражает долю жирнокислотных цепей в транс-конформации по отношению к цепям в гош-конформации, что в свою очередь отражает упорядоченность структуры мембраны и, следовательно, ее микровязкость [9].2.5 Макет-аналог геомагнитного поля (ГМП) Системы генерации искусственного аналога ГМП можно разделить на два основных класса: активные системы, в которых аналог ГМП создается с помощью токонесущих обмоток, и пассивные системы, в которых аналог ГМП создается с помощью набора постоянных магнитов, специальным образом размещенных вокруг обитаемого объема. Преимуществом активных систем является то, что создаваемое ими поле легко менять, изменяя ток, протекающий по обмоткам системы. Более того, в таких системах в случае надобности можно имитировать суточные вариации магнитного поля, имеющие место на Земле. Недостатком такого рода систем является то, что они потребляют электроэнергию. Пассивные системы не потребляют электроэнергии, и это есть их основное преимущество. Однако в них существенно усложняется задача изменения магнитного поля во времени, если это потребуется. Кроме того, масса таких систем может быть довольно велика. Макет системы защиты от ГМУ был представлен для испытаний Институтом физических проблем имени П.Л. Капицы РАН (рисунок 9, Приложение К) [11-12]. Он представляет собой магнитную систему, состоящую из пяти одинаковых катушек по 100 витков каждая, намотанных на общем дюралюминиевом каркасе одножильным проводом. Внутренний диаметр катушек 137 мм, ширина 4,5 мм, толщина 4 мм. Система рассчитана по методике, предложенной в работах [10-11]. Расчетное поле, максимально приближающееся к однородному, создается на длине ± 2, 5 см. Не исключено, что будущий межпланетный корабль будет снабжен сверхпроводящей магнитной защитой (МЗ) от солнечных и галактических космических лучей. В этом случае можно выполнить магнитную систему сверхпроводящей и объединить ее с системой МЗ. С учетом этого обстоятельства в макете защиты биообъектов от электромагнитных факторов космического пространства имеется возможность последующего ее использования в сверхпроводящем варианте. Намотка выполнена сверхпроводящим проводом из ниобия-титана диаметром 0,38 мм. Система сверхпроводящих ключей для работы в замкнутом режиме позволяет исключить после ввода в магнитную систему тока теплоприток через провода питания. На настоящем этапе работы испытание магнитной системы в сверхпроводящем режиме не предусматривалось. Испытание системы создания аналога ГМП заключалась в том, что в катушки вводили токи, которые должны были создавать поле, близкое к однородному (величина токов предварительно была рассчитана по методике [10, 11]). Измеряя магнитометром величину поля внутри макета, проверяем его соответствие ожидаемым значениям. Система в соответствии с ее назначением должна создавать магнитное поле, близкое к геомагнитному. В связи с этим возникла необходимость предусмотреть, каким образом при испытании вычленить поле, создаваемое системой, из геомагнитного поля в помещении. Наиболее простым решением, по-видимому, является установка системы в сборку, которая позволила ориентировать ось магнитной системы перпендикулярно магнитному меридиану и провести измерения z-компонента магнитного поля, создаваемого макетом, а затем ориентировать ось в плоскости меридиана по горизонтали и провести измерения y-компонента. Тем самым минимизируются влияние помех со стороны геомагнитного поля в помещении на результаты измерения. Систему было решено проверить при величине токов в обмотках, создающих в ней поле около 20 мкТл. Это поле несколько меньше ГМП в московском регионе (~50 мкТл). Однокомпонентный магнитометр НВ0599 использовали для измерения магнитного поля по оси системы. Его датчик диаметром 10 мм соответствовал осевому каналу системы. Для измерения y-компонента использовали датчик поля «y» трехкомпонентного магнитометра НВ0204.4А. 3 Результаты исследования возможности снижения воздействия гипомагнитных условий слабыми переменными электромагнитными полями Ниже приводятся основные результаты выполненных исследований. 3. 1 Результаты исследования воздействия ГМУ на эмбрионы японского перепела При инкубировании перепелиных яиц в условиях гипомагнитнитного воздействия в течение 4 суток было установлено, что все эмбрионы были живыми и соответствовали 3-4 суткам развития. Однако следует отметить, что у семи из восьми развитых эмбрионов были обнаружены аномалии в развитии сердечно-сосудистой системы, а именно: - наличие двух сердец с развитой системой кровеносных сосудов от каждого сердца (рисунок 10 (Приложение Л)), отсутствие межпредсердной перегородки (рисунок 11 (Приложение М)), - нарушение сосудистого рисунка: сосуды 1-го порядка укорочены, разветвление на сосуды 2-го порядка начинаются практически у сердца (рисунок 12 (Приложение Н)), - наличие анемии нижней части туловища эмбриона и отсутствие сосудов 2-го порядка в нижней части желточного мешка (рисунок 13 (Приложение П)). При визуальном осмотре опытных зародышей перепела у одного из них была отмечена патология хвостового отдела туловища – расщепление на два. Результаты второго эксперимента по влиянию ГМУ («подсветка» переменным магнитным полем отсутствовала) на раннее развитие перепела (4 суток) выявили, также как и в первом эксперименте, нарушение развития рисунка кровеносных сосудов, выражающееся в разрастании сети сосудов 3-его порядка и капилляров (Рисунок 14 (Приложение Р)). Следует заметить, что измененный режим воздействия ГМУ не вызвал изменений в морфологии сердца. Таким образом, экспериментальные данные показали, что инкубирование яиц в гипомагнитном поле оказывает воздействие на ранний период эмбрионального развития японского перепела, вызывая нарушения в формировании сердечно-сосудистой системы. Это согласуется с ранее полученными В.П. Казначеевым данными о том, что развитие куриных эмбрионов в гипомагнитных условиях вызывало нарушения сосудистого рисунка и очаговые расширения мелких сосудов в миокарде желудочков сердца ([2], стр. 124-125). Следует подчеркнуть, что в описанных выше экспериментах с эмбрионами японских перепелов были отмечены серьезные морфологические изменения в развитии сердца, не совместимые с жизнью. 3. 2 Результаты исследований с клетками и плазмой крови Антиоксидантные системы Исследовано влияние переменного магнитного поля (ПеМП) на активность супероксиддисмутаза (СОД). Для этого облучению ПеМП подвергали плазму крови. Результаты исследования, приведенные на рисунке 15 (приложение С), показывают, что ПеМП увеличивает активность СОД в плазме крови на 45% (p<0.05).Таким образом, ПеМП нивелирует эффекты ГМП. Церулоплазмин (ЦП) Для исследования влияние ПеМП на активность ЦП в плазме и крови эти биообъекты помещали в условия, описанные выше (см. п. 2.3). Из рисунка 16 (Приложение Т) видно, что ПеМП статистически достоверно увеличивает активность ЦП примерно на 5 % (кровь). В случае плазмы, большие изменения активности (около 15 %), тем не менее, не являются статистически значимыми (p>0,05), что может быть связано с недостаточно большой выборкой. Таким образом, ПеМП увеличивает активность антиоксидантных систем крови и совместное действие ГМУ и ПеМП может существенно увеличить активность данного фермента. Исследование воздействия ГМП и ПеМП на конформацию гемопорфирина гемоглобина крови В данной серии экспериментов исследовали воздействие ГМУ и переменных (ПеМП) магнитных полей (B1 мТл частотой20-30 Гц) на конформацию макроцикла и, в конечном счете, функционирование всего Hb. В экспериментах регистрировались спектры комбинационного рассеяния (КР) цельной крови; а выводы делались на основании взаимосвязи между определенными параметрами спектров, конформацией макроцикла и функционированием Hb. Результаты этих исследований приведены в Таблице. Таблица
Установлено, что совместное действие ГМУ и ПеМП приводит к значительному увеличению числа комплексов Hb-лиганд, незначительным изменениям сродства гемоглобина к лигандам, и к снижению способности гемоглобина отдавать кислород. Таким образом, совместное действие ГМУ и ПеМП увеличивает число комплексов гемоглобина с кислородом, которые плохо его сбрасывают. Это может явиться основой формирования тканевой гипоксии в организме человек в ходе длительного космического полета. 3.3 Результаты исследования с модельными биологическими и физико-химическими системами Результаты влияния облучения раствора липосом альфа-частицами с энергией 30 МэВ показаны на рисунках 17 и 18 (Приложения У и Ф). Оказалось, что с ростом поглощенной дозы содержание продуктов ПОЛ в липосомах растет, а содержания β-каротина незначительно снижается (в зависимости от дозы на 3-15%). Изменение ТБК- активных продуктов (ТБК-АП) в зависимости от величины поглощенной дозы в виде гистограммы приведено на рисунке 17 (Приложение У). На рисунке 18 (Приложение Ф) приведена величина параметра S, полученная для различных доз облучения суспензии липосом. Из рисунка видно, что для дозы облучения 5 кГр наблюдается увеличение этого параметра, что свидетельствует о наличии структурных перестроек в мембране липосом (например, окисления двойных связей жирнокислотных остатков). Отсутствие увеличения этого параметра при росте дозы облучения может быть связано с инициацией при больших дозах процессов, приводящих к снижению упорядоченности мембраны, например, процессов образования короткоцепочечных продуктов ПОЛ и т.п. При облучении альфа-частицами не обнаружено изменения конформации молекул β-каротина, встроенных в липосомы. Вероятно, это свидетельствует об отсутствии изменений микровязкости липидного окружения молекул β-каротина. Измерение размера липосом до и после облучения суспензии показало, что не происходит изменения их размеров. Это свидетельствует об отсутствии распада или агрегации липосом. Таким образом, при облучении липосом альфа-частицами наблюдается инициация низкоинтенсивного ПОЛ, сопровождаемая изменением упорядоченности жирнокислотных остатков (5 кГр) в области мембраны, удаленной от молекул β-каротина. По-видимому, β-каротин в мембране липосом обладает стабилизирующим действием на упорядоченность жирнокислотных остатков и структуру мембраны при облучении в исследованном диапазоне доз. Инициирование волнового процесса под действием пучка альфа-частиц из циклотрона подробно описано в предыдущих отчетах. Здесь только отметим, что инициирование этого процесса наблюдалось систематически. Определен порог инициирования волн. Помещение раствора БЖ в ГМУ, не дало однозначного результата о влиянии пониженного магнитного поля на эту физико-химическую систему. По-видимому, нужны дальнейшие систематические исследования этого процесса. 3. 4 Основные характеристики действующего макета-аналога геомагнитного поля (ГМП) для защиты биообъектов от гипомагнитных условий космического пространства. Как уже упоминались в настоящей работе использован макет из активных токонесущих систем в цилиндрической камере (рисунок 9 (Приложение К)). Исследовались основные характеристики этого макетного варианта активного искусственного ГМП на борту космического корабля. Макет был проверен при величине токов в обмотках, создающих в ней поле от 22 до 80 мкТл. Это поле несколько ниже геомагнитного в московском регионе (~50 мкТл) и вместе с тем не достигает предельной величины, измеряемой магнитометрами производства фирмы «ЭНТ» (СПб), использованными в измерениях. Расчетная величина тока в катушках, необходимая для создания поля 80 мкТл, составляла: Катушки 1 и 5: 7, 38 мА в каждой; Катушки 2 и 4: 54,63 мА в каждой; Катушка 5: 32, 75 мА. Максимальное напряжение питания катушек при таких токах не должно было достигать величины 3 В. Поэтому питание на них было подано от источников низковольтного напряжения (элементов типа R14UPR 1,5 V) через реостаты с низким сопротивлением. Ток измерялся цифровыми приборами. При измерении перпендикулярно плоскости магнитного меридиана показания магнитометра составляли 22,2 ±0,2 мкТл и практически не менялись на протяжении ±2, 5 см от плоскости симметрии системы. При измерении в плоскости магнитного меридиана и ориентации оси системы и магнитометра, измеряющего компонент “Y” поля в горизонтальной плоскости, показания магнитометра составляли не более 0,4-0,2 мкТл и также практически не менялись при перемещении датчика магнитометра на протяжении ±2, 5 см от плоскости симметрии системы. Таким образом, в ходе испытаний показано, что макет системы аналога геомагнитного поля, создает требуемые магнитные поля. Возможно, этот макет явится аналогом соленоидальной магнитной системы, которая будет расположена в обитаемом объеме корабля или вокруг него. |
Похожие:
 | ;579. 23''315 вгк окп Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова |  | Вгк окп Ключевые слова: ускорители, ядерные реакции, структура атомных ядер, ионно-пучковые методы анализа материалов, детекторы, базы данных,... |
| Reinforced concrete piles. Specifications окп 58 1700 Дата введения... Внесены всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева | | Национальный исследовательский университет «высшая школа экономики»... Этап Выбор направления исследований и разработка технического задания на создание аппаратного комплекса |
| Госрегистрации Инв. № Развитие информационной системы дистанционного обучения государственных служащих в рамках формирования системы требований к использованию... | | Самарский государственный архитектурно-строительный университет центр... Керамзитобетон крупнопористый, коэффициент теплопроводности, паропроницаемость, сопротивление теплопередаче, фрагмент стены |
| Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына... «Развитие, исследование и внедрение средств высокопроизводительных вычислений на основе технологий Грид с поддержкой гетерогенных,... | | Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына... «Разработка архитектуры и программных средств для обеспечения взаимодействия грид-инфраструктуры рдиг/egee и создаваемой системы... |
| Российской Федерации Министерство образования Российской Федерации... Дисциплина входит в перечень дисциплин федерального компонента Государственного стандарта (Индекс опд. Ф. 10). Утверждено 14. 03.... | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... «разработать информационно техническую систему по анализу состояния топливно-энергетической базы объектов агропромышленного комплекса... |
| Национальный исследовательский университет «высшая школа экономики»... Информационно-координационного центра по взаимодействию с оэср института статистических исследований и экономики знаний ниу вшэ,... | | Отчет по ниокр № госрегистрации 01201264460 внтиц 1940009050386. М., 2012 104 с О. В. Развитие метакомпетентностей у будущих учителей технологии / О. В. Шатунова // Сборник научных трудов sworld. Материалы международной... |
