Donetsk compartment of shevchenko scientific society

ДОНЕЦЬКИЙ

ВІСНИК

НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА

ім. ШЕВЧЕНКА

БІОЛОГІЯ. БІОФІЗІОЛОГІЯ.

МЕДИЦИНА. ПСИХОЛОГІЯ

т. 14

Донецьк

Східний видавничий дім

2006

Засновано в 2001 р.

Д-67 Донецький вісник Наукового товариства ім. Шевченка. т.14 - Донецьк: Східний видавничий дім, Український культурологічний центр. - 2006. - 112 с.

Вісник містить матеріали березневої 2006 року наукової конференції НТШ-Донбас. Доповіді і повідомлення торкаються проблем біології, біофізіології, медицини та психології. Секції конференції працювали у Донецьку.

Редакційна колегія:

секція медицини: д.м.н., проф. В.Максимович (редактор);

к.м.н., ст.н.сп. Л.Болонова (технічний редактор);

д.м.н., проф. І.Солдак; д.м.н., проф. М.Тарапата;

д.м.н., проф. В.Сокрут

Відповідальний за випуск - д.т.н., проф. В.Білецький

 Донецьке відділення НТШ, 2006

Наукове видання

ДОНЕЦЬКИЙ ВІСНИК НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА (т.14)

Набір та комп’ютерна верстка А. Лисенко

Коректор Б.Білецька

Підп. до друку 10.07.2006. Формат 60х84 1/16. Папір офсетний. Гарнітура Times New Roman Cyr. Друк різографний. Ум. друк. арк. 7,9

Обл.-вид. арк. 5,9. Тираж 200 прим. Зам. 1-04.

«Східний видавничий дім»

Свідоцтво про внесення до державного реєстру видавців, виготівників та

розповсюджувачів видавничої продукції № 697 від 30.11.2001 р.

м

. Донецьк, 83086, вул. Артема, 45

ЗМІСТ

1. Біологія, БІОФІЗІОЛОГІЯ

Світлана БЕСПАЛОВА БІОТЕХНОЛОГІЇ ДЛЯ НОРМАЛІЗАЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ДОНБАСУ .................................................... 4

Володимир МАКСИМОВИЧ, Ігор СОЛДАК,

Микола ТАРАПАТА ЗАГАЛЬНОНАУКОВІ ЗАДАЧІ ФІЗІОЛОГІЇ

ТРУДОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ НА СУЧАСНОМУ ЕТАПІ ........................ 22

Любов ГОВТА МЕТОДИЧНІ ПІДХОДИ

ДО ВИВЧЕННЯ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО МЕХАНІЗМУ

В ГІГІЄНІ І ФІЗІОЛОГІЇ ПРАЦІ ............................................................ 35

Микола ГОВТА ВПЛИВ ЕКОЛОГІЧНО ЗАБРУДНЕННОГО ДОВКІЛЛЯ НА ПСИХІЧНИЙ СТАН СТУДЕНТІВ ДОНБАСУ .............. 40

Марина Снегір, Андрій Снегір, Борис Івнєв,

Валентина Андреєва, Наталя Прокоф’єва,

Ольга Щукіна СПРИЙНЯТТЯ ЗОРОВИХ СТИМУЛІВ ПІДПОРОГОВОЇ ВЕЛИЧИНИ ............................................................... 46

2. Медицина, Психологія

Сергій ГРИЩЕНКО, Ігор СОЛДАК, Іван НАГОРНИЙ,
Інна ГРИЩЕНКО ЗАКОНОМІРНОСТІ ФОРМУВАННЯ ТА
ЗОВНІШНЬОСЕРЕДОВИЩНІ ЧИННИКИ РИЗИКУ ЗЛОЯКІСНИХ НОВОУТВОРЕНЬ ГУБИ, РОТОВОЇ ПОРОЖНИНИ І ГЛОТКИ
СЕРЕД НАСЕЛЕННЯ ЕКОКРИЗОВОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ ......... 58

Володимир МАКСИМОВИЧ, Максим МАКСИМОВИЧ

ПОШУК ФУНДАМЕНТАЛЬНОЇ КОНСТАНТИ МАТЕРІАЛІЗАЦІЇ ПСИХІЧНИХ ЯВИЩ .............................................................................. 69

Тетяна Панова МОЖЛИВОСТІ МОДУЛЯЦІЇ ОПІОЇДНИХ

РЕЦЕПТОРІВ ............................................................................................ 80

Олексій Слюсарев, Олена Ракша-Слюсарева,

Іван Турчин Імунокорегуючий ефект трансплантації культур тканин ендокринних залоз .................................... 88

Олексій Слюсарев, Дмитро Кустов,

Олена Ракша-Слюсарева ВПЛИВ РУЙНУВАННЯ

СУПРАХІАЗМАТИЧНИХ ЯДЕР ГІПОТАЛАМУСУ ЩУРІВ

НА АУТОСЕНСІБІЛІЗАЦІЮ ОРГАНІЗМУ ......................................... 94

Олексій Слюсарев, Олена Ракша-Слюсарева

ЕКОІМУНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ УМОВНО ЗДОРОВИХ

МЕШКАНЦІВ ДОНЕЦЬКОГО РЕГІОНУ В ДИНАМІЦІ

МОНІТОРИНГУ ПІСЛЯ АВАРІЇ НА ЧАЕС ....................................... 102

1. БІОЛОГІЯ, БІОФІЗІОЛОГІЯ

ББК 30.16

Світлана БЕСПАЛОВА,

доктор фізико-математичних наук професор,

Донецький національний університет

БІОТЕХНОЛОГІЇ ДЛЯ НОРМАЛІЗАЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ ДОНБАСУ

Територія Донбасу техногенно трансформована під впливом інтенсивного розвитку промисловості (вугільної, металургійної, хімічної), транспорту, сільського господарства, високого ступеня урбанізації. З цим пов’язане забруднення навколишнього середовища і погіршення головної частини біосфери - біоти, тобто живого світу.

З кожним роком загострюється екологічна обстановка в Донбасі, Україні й світі. В університеті була змодельована ситуація, яка склалась на сьогодні [1,2]. Жодного сприятливого прогнозу не вийшло. Кращий сценарій - уповільнення наближення катастрофи проживання. Гірший - ланцюгова екологічна реакція з раптовим кінцем. Особливо ілюстративна ситуація в Донбасі й Україні (табл. 1).

Як видно, знизилася середня тривалість життя населення України, прискорився період напіврозпаду популяції, скоротилась чисельність населення, ослабла життєздатність (вітальність), тобто стійкість до шкідливих факторів середовища.

Аналогічної спрямованості негативні процеси за даними Донецького національного університету, відбулися за зазначені 10 років у різних популяціях рослинного і тваринного світу Донбасу. Крім того, скоротилася їхня різноманітність у біоценозах.

Проведення ефективних заходів щодо діагностики і поліпшення біоти утруднено відсутністю комплексу простих способів діагностики, профілактики і відновлення. Існуючі інженерно-технічні способи трудомісткі і дорогі, вони не дозволяють простежити динаміку техногенного впливу на середовище. Але головне - вони спрямовані на контроль стану середовища, тобто ґрунту, повітря, води, але не живого світу. Цих недоліків позбавлені біологічні методи, ціль яких контролювати, захищати і відновлювати головний об’єкт екології - біоту. Для досягнення цієї мети можна використовувати різну чутливість організмів і параметрів їхнього біологічного стану до шкідливих впливів. Потрібно лише виявити ті з них, що можуть сигналізувати про несприятливі зміни в найбільш ранній термін, протидіяти шкідливому впливу, відновлювати нормальний стан середовища.

Таблиця 1. Роль несприятливої екології в погіршенні життєздатності населення України за період 1989-2001 р.

№ п/п		Для населення України в цілому 51,6 млн. чол. (1989 р.)	Для населення Донецької обл. 5,3 млн. чол. (1989 р.)	Для населення Волинської, Закарпатської, Рівненської областей й А.Р. Крим Σ = 5,5 млн. чол.
1.	Зміна середньої тривалості життя , років	-3	-4,6	Вірогідних змін не відбулось
2.	Зміна періоду напіврозпаду популяції %	-4,1	-6,3
3.	Зміна чисельності населення , %	-8,1	-9,4
4.	Індекс розпаду популяції ^,ум.од.	3,3	5,9

Дотепер у світі розробляється лише один науковий і практичний напрямок - контроль і нормалізація середовища проживання: водного, повітряного, ґрунтового. Та й це в обмежених масштабах. Не для всього біосферного середовища і не для всієї біоти, а для окремої спільно проживаючої групи організмів, названої біоценозом, і для обмеженого простору (topos), названого біотопом. У кращому випадку створюються резервації - заповідники, заказники, охоронні зони тощо. Але в будь-якому випадку - локальному чи глобальному, регулюючі впливи спрямовані на середовище проживання і лише через нього на живі організми. За цими напрямками створені структури, наприклад, Державне управління екології і природних ресурсів, Інститут технічної екології та ін.

Але можливий інший, не менш важливий і сильний напрямок. Він у світі не тільки зачатий, але і народжується. Цей новий науково-практичний напрямок передбачає використання власних біологічних потенцій живого, еволюційно закладених у нього адаптаційно-захисних механізмів саморегуляції, включаючи найдосконаліші пристрої авто- і гетероконтролю, самозміни і саморозвитку, індивідуального і симбіотичного кооперативного самозбереження.

Нами зроблено узагальнення цих механізмів, що представлено на рис. 1, який ілюструє адаптацію біоти до зміненого зовнішнього середовища [3].

Ряд змінних тут можуть мати різні кількісні міри. Так, українська школа проф. Я.П.Дідуха обґрунтувала міру визначення стійкості біоценозів. Одним з інтеґральних показників стійкості запропоновано відношення швидкостей накопичення азоту до його розпаду. Показано, що екстремальні умови приводять до перевищення розпаду азотистої органіки, у відповідь активуються біологічні механізми, які протидіють цьому процесу. Відомий принцип Ле-Шателье-Брауна.

Схема дана для початкового представлення про складність біологічної перебудови біоти. Звісно, в ній не все враховано. Представляється, що теоретичну складність адаптації біоти у визначеній мірі вдасться розкрити до кінця виконання Програми.

Розглянемо загальну схему впливу людини на навколишнє середовище. На рис. 2 представлені основні ланки системи підтримки екоблагополуччя. Система складена за канонічною кібернетичною схемою (навколишнє середовище - відбите червоним кольором, а біота - зеленим).

Рис.1. Алгоритм перебудови біоценозу в складних

екологічних умовах.

1 - шкідливі впливи; 2 - біоценоз; 3 - результат перебудови біоценозу (результат взаємодії 2 з 1); 4-5 - біомеханізми пристосування і життєдіяльності. Тут Ф, F, τ - відповідно доза, рівень і час дії шкідливих факторів середовища; - відповідно стійкість біоценозу, її вихідний рівень, величина зміни, необхідне значення для даних умов; А - міра адаптивності біоценозу; D₀, ∆D - відповідно міра рівнів життєдіяльності в нормальних умовах і при шкідливих впливах; O_э,О_р- внутрішньосистемні (енергетичні) і міжсистемні критерії оптимізації; q - енергетичні витрати на зміну стійкості; Z_i - величина і-ої атрибутивної характеристики біоценозу в процесі відновлення до оптимального рівня Z_i0 чи стабілізації на новому рівні Z_i∞; T_i - постійні часу перехідних процесів; P_τ - імовірність відсутності відмов (летальних випадків) у біоценозі; С_і - параметри системи.

Рис.2. Схема підтримки екоблагополуччя

В екології центральним цільовим об’єктом, який підлягає регулюванню, є біота. Вона представляє взаємозалежну і взаємодіючу між собою всю сукупність живих представників біосфери (на відміну від іншої частини біосфери - середовища проживання). Саме в оточуючому зовнішньому середовищі первинно накопичуються шкідливі фактори, які для біоти є збурюючими.

На схемі представлені також дві найважливіших надсистемні ланки. Перша ланка відбиває мотивацію, простіше бажання будь-що змінювати. Якщо в господарки немає бажання прибирати квартиру, то вона буде брудною. Якщо в суспільства немає бажання прибирати oіkos (екос) - тобто своє середовище проживання, то воно перетвориться в сміттєве звалище. Мотивація - це єдиний побудник дій.

Друга надсистемна ланка - це вся сукупність нормативів, тобто міжнародних конвенцій, державних законів, підзаконних актів, вимог тощо. Саме ця ланка диктує, якою повинна бути біосфера. Еталони з цієї ланки надходять у компаратор, порівнювач, в якому зіставляються необхідні і фактичні рівні. Останні надходять від моніторингу поточного стану біосфери. На сьогодні моніторинг ведеться силами різних науково-практичних установ. Однак моніторинг є лише частиною цієї схеми. Для підтримки біологічної рівноваги необхідні, як видно, й інші складові процесу управління - профілактика і відновлення.

Однак, зараз відсутнє комплексне рішення цієї біологічної проблеми. В Україні, наскільки нам відомо, подібна комплексна проблема взагалі не ставилася. Лише, у деяких наукових центрах України, у тому числі у Донецьку, ведуться окремі дослідження в цьому напрямку.

З метою об’єднання цих зусиль і залучення інших зацікавлених сторін біологічний факультет разом з Ботанічним садом НАНУ розробили комплексну наукову Програму зі створення нових біоекологічних технологій.

Діагностика

У світі щорічно виробляється близько 30 тис. видів хімічних речовин у кількості понад 1 тонни в рік кожна. Серед них - величезна кількість ксенобіотиків техногенного походження. При цьому, як правило, ці суперекотоксиканти присутні в навколишньому середовищі в мізерно малих кількостях. Усе це сильно ускладнює і, насправді, робить нереальним відстеження кожної з цих речовин інженерно-технічними методами.

Необхідні більш чутливі і селективні методи індикації. Такі можливості мають біологічні методи, які до того ж і дешевше.

Зараз на Заході й у Росії інтенсивно розвивається новий напрямок - біосенсорний аналіз хімічних сполук. Основним функціональним елементом сенсора (елемента, який аналізує і розпізнає) є біорецептор (ферменти, клітини, антитіла, мікроорганізми та ін.), реакція якого реєструється перетворювачем.

Висока специфічність обумовлена строгою структурною відповідністю біорецептора й речовини, яка аналізується (фермент-субстрат, рецептор-медіатор тощо.). Саме ця властивість живої природи дозволяє створювати біосенсори, які мають високу чутливість і селективність, що відкриває можливість створення надійних систем екологічного моніторингу.

Використання біосенсорів в екології (висока специфічність, миттєвість реакції, дешевина та ін.) виводить моніторинг на якісно інший небувалий рівень.

Природним біосенсором є живий організм - неперевершений універсальний, інтегральний і високочутливий ранній індикатор забруднення середовища, у якому він живе.

Представники відділів нижчих і вищих рослин, а також гриби, тварини, людина чутливо реагують на якісний склад і концентрацію хімічних елементів у ґрунті, повітрі і воді. Реакція може виражатися як у зміні морфологічних і анатомічних особливостей, так і в протіканні фізіологічних (у людини психоемоційних) процесів і біологічних циклів розвитку.

Шкідливі фактори впливають на тривалість життя людини, захворюваність, викликають розлади здоров’я, тобто граничні стани між здоров’ям і хворобою.

Дослідження співробітників кафедри фізіології і біофізики показали, що найбільш ранніми симптомами є психофізіологічні розлади, що виникають ще до захворювань [3-6].

Розробляються технології ранньої діагностики психоемоційного стану і технологія підвищення психофізіологічної стійкості до шкідливих факторів. Технологія заснована на застосуванні комп’ютерних методів тренування і корекції порушених функцій [7-9].

Фітоіндикаційні методи широко використовуються в системі моніторингу, значно відрізняючись від інших, особливо інструментальних, невисокою вартістю, відносною простотою інтерпретації, вірогідністю оцінки забруднення навколишнього середовища. Фітоіндикація може проводитися на різних рівнях організації рослин: від клітини до співтовариств. Метод фітоіндикації показує, з одного боку, рівень забруднення, накопиченого протягом ряду років на даній місцевості. З іншого боку, використовуючи анатомічні зрізи, ми можемо відслідковувати динаміку забруднення через невеликі інтервали часу - дні або тижні протягом вегетаційного періоду.

Вченими кафедри ботаніки й екології і ДБС виявлені рослини, що можуть служити індикаторами визначених металів [9-11].

Розроблено метод оцінки вмісту шкідливих металів. Він заснований на тому, що надлишок металів у навколишньому середовищі викликає різного роду пошкодження в структурі рослин. Вид і інтенсивність цих пошкоджень зведені в індикаційні шкали, що дозволяють оцінити ступінь забруднення. Суміщення цих шкал на карті Донецької області дає можливість виявити найбільш забруднені території різними металами. У нас мається комп’ютерна реалізація цього методу, яка готова до практичного впровадження [12-15].

З метою фітоіндикації можуть бути використані дослідження з тератогенезу рослин в умовах забрудненого середовища. Тератогенез - це порушення нормального розвитку рослин, поява форм, які вироджуються.

Встановлено, що частота і спектр тератоморф у популяціях рослин різні при однакових умовах у представників різних сімейств і родів, різні ці показники в різних екотопах і при різних антропогенних впливах, залежать від їхньої інтенсивності [16-18].

Масовий тератогенез може змінювати спрямованість еволюційного процесу, призводити до порушення генетичної стійкості екосистем і до зникнення видів.

Встановлено, що індикаторними видами можуть служити скрізь поширені коров’яки східний і борошнистий, в яких відмічено понад 170 варіантів будови аномальних квіток, а також - шавлія сухостепна та ін.

Склад і частота аномальних форм у популяціях окремих видів або комплексу видів можуть вказувати на певні типи і ступінь забруднень.

Як показали дослідження, інформативними можуть бути терати таких видів, як кульбаба лікарська, цикорій звичайний, будяк щетинистий, ромашка непахуча та інші. Особливо цінними для практики можуть бути ознаки терат, які встановлюються в ранній період онтогенезу.

Чуттєвими індикаторами забруднень навколишнього середовища є також хребетні і безхребетні тварини. Задачею зоологічного моніторингу є виявлення тих живих організмів чи оптимального набору організмів, що підсумовують вплив усіх діючих факторів на території Донбасу.

Вченими кафедри зоології вивчаються особливості структури населення різних груп комах і хребетних тварин у природних і антропогенно-порушених ценозах [19-20].

При цьому способом оцінки ступеня регресії екосистем є виявлення видового багатства і різноманітності, спектра життєвих форм і екологічних груп, структури домінування, динаміки щільності популяцій, просторового розподілу й інших факторів [21-23].

Показано, що біоіндикаторами важких металів, фенолів і кислот можуть бути популяції деяких видів хребетних (серед них представники риб, земноводних, птахів), що реагують достовірною мінливістю пластичних ознак і появою активного мутагенезу, у тому числі з вираженою патологією. Наприклад, індикаторами багаторазового перевищення ПДК солей і гідроксилів заліза (відходи металургійного виробництва) у зоні Донецьких і Макіївських очисних споруджень є глибока зміна забарвлення срібного карася (Carassіus auratus gіbelіo Bloch) і деяких птахів (Delіchon urbіca L., Charadrіus dubіus Scop.), що відповідає колірній гамі сполук зазначеного типоморфного елемента.

Профілактика

Як профілактичні засоби можна привести розробку кафедри фізіології рослин з біологічного способу боротьби з хворобами хвойних порід - кореневими гнилизнами.

Коренева гнилизна, яка викликається грибом кореневою губкою (Heterobasіdіon annosum), приносить величезний матеріальний збиток, знижує продуктивність деревостоїв, викликає їхній передчасний розпад, масове розмноження ентомошкідників, збільшує пожежну небезпеку, підвищує вартість лісовідтворення тощо. Після розвитку патогенних грибів у деревині утворюються спори, що розносять зараження на велику площу.

Зараз для боротьби з кореневими гнилизнами застосовують агротехнічні, лісогосподарські, хімічні методи. Однак найбільш перспективними (екологічно нешкідливими і радикальними) є біологічні, які дозволяють збалансувати екологічну обстановку в хвойних монокультурах при наявності екологічних стресорів і в умовах інтенсивного ведення сільського господарства.

На кафедрі фізіології рослин розвивається метод, в основі якого знаходиться використання активних грибів-антагоністів, що придушують ріст чи знищують патогенний вид. Такі гриби знайдені серед мікобіоти, яка росте на території Донецької області [24-25].

На їхній основі розробляється технологія одержання біопрепаратів і способи внесення їх у осередки ураження лісу кореневою губкою [26-27].

Blog