«физико-химическая биология» материалы V международной научной интернет конференции ставрополь, 2017



страница12/15
Дата17.11.2018
Размер2.25 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15

Библиографиечский список

  1. Аржанова В.С., Скирина И.Ф. Значение и роль лихеноиндикационных исследований при эколого-геохимической оценке состояния окружающей среды// География и природные ресурсы.2000. №4. с. 33-40

  2. Беляков С.А. Лихенологический мониторинг атмосферы города Иваново. / Сб. науч. тр. "Безопасность жизнедеятельности и экология текстильных предприятий". - Ив.: Изд. ИГТА, 2001.

  3. Божко А. А. Определение классов полеотолерантности эпифитных лишайников Сургутского района// Успехи современного естествознания. – 2004. – № 2. – С. 94-95.

  4. Крючкова О.Е. Использование толерантного лишайника Parmelia soredica в мониторинге загрязнения воздушной среды в зеленой зоне г. Красноярска //Экология Южной Сибири - 2000 год. Материалы Южно-Сибирской региональной научной конференции студентов и молодых ученых 17-19 ноября 1999 в г. Абакане. Абакан, 1999. С. 18-19.

  5. Лыгин С.А., Ваниева А.С. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации // Естественные и математические науки в современном мире: сб. ст. по матер. XVIII междунар. науч.-практ. конф. № 5(17). – Новосибирск: СибАК, 2014.


ПРАВИЛЬНОЕ УПОТРЕБЛЕНИЕ ВИТАМИНОВ

Ногина Ю.А.

ЧОУ ВО Ставропольский институт непрерывного медицинского и фармацевтического образования


Витамины (от лат. vita - «жизнь» и амин) - группа низкомолекулярных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма.

В наше время трудно найти человека, который никогда не слышал о витаминах. И эта всеобщая осведомленность и является основной проблемой.Скрывая за собой массу широко распространенных заблуждений, некорректных, а иногда и просто абсурдных представлений, эта кажущаяся осведомленность вселяет самоуспокоенность и служит основным препятствием воспитанию и распространению рациональных гигиенических навыков, действительно способных решить проблему витаминной обеспеченности современного человека.Именно эта проблема будет обсуждаться в данной статье.

Весной многие вспоминают слово «авитаминоз» и пытаются восполнить жизненные силы приемом витаминов. Большинство людей решают воспользоваться аптечными препаратами, забывая о том, что витаминный курс должен выписывать специалист. Чем же это вредит здоровью человека.

Большинство известных витаминов входит в состав ферментов, которые обеспечивают возможность биологических процессов в организме. Ферменты имеют сложную структуру и состоят из двух частей: крупномолекулярной белковой части, так называемого апофермента, и низкомолекулярной, небольшой по размерам небелковой части, так называемого кофермента или простетической группы. Именно кофермент или простетическая группа образуют рабочий орган фермента, его каталитический центр, непосредственно ответственный за осуществление катализируемого ферментом химического превращения. Апоферменты организм вырабатывает самостоятельно. А коферменты и простетические группы наш организм изготавливает из витаминов, которые мы получаем из пищи в готовом виде, так как в процессе эволюции утратили способность синтезировать их самостоятельно. Другую группу составляют витамины, из которых в организме образуются некоторые гормоны. Это витамин D и витамин А.И к третьей группе можно отнести витамины антиоксиданты: аскорбиновую кислоту (витамин С) и витамин Е [1].

Но также можно разделить витамины на две большие группы: водорастворимые и жирорастворимые.

Обычно водорастворимые витамины не накапливаются в организме в количестве, более необходимого. При приеме витаминов группы В практически невозможна передозировка, их избыток выводится почками из организма. Повышенная потребность в витаминах группы В может возникнуть при приеме антибиотиков, препаратов для лечения туберкулеза, противосудорожных средств. Витамины В1, В2 и В6 важны для работы нервной системы. Повышенное количество этих витаминов не вызовет неприятных симптомов и избыток просто не задержится в организме.

Но это не значит, что все водорастворимые витамины безопасны для самостоятельного приёма, витамин С - аскорбиновая кислота - участвует практически во всех биохимических процессах организма. Обеспечивает работу иммунитета, заживление ран, участвует в кроветворении. Часто большие дозы аскорбиновой кислоты принимают люди при простуде, что связано с ее благоприятным действием на иммунитет. Но нужно помнить, что большие дозы аскорбиновой кислоты могут спровоцировать диарею, раздражение мочевого пузыря и изменения в анализе мочи [1].

К жирорастворимым витаминам относятся: витамины А, D, Е и К. Эти вещества способны накапливаться в тканях организма, в основном, в печени, поэтому к ним нельзя относиться легкомысленно, даже если препараты с их содержанием относятся к разряду безрецептурных.

В результате не правильного применения витаминных комплексов, большое их количество стимулирует центры по выведению лишних витаминов, и подавляют центры собственной фабрики витаминов. Введение дополнительных витаминов приводит к внезапному авитаминозу. Наступает нарушение биологических процессов (кровоточивость слизистых дыхательных, пищеварительных, выделительных путей и т.д.)

Гипервитаминоз - это реакция на передозировку витаминов, проявляющаяся в различных расстройствах и дисфункциях организма человека. Существует ошибочное мнение, что переизбыток витаминов невозможен: организм возьмет то, что ему необходимо, а остальное выведет с мочой. Это не так. Только некоторые элементы выводятся самостоятельно (водорастворимые), но и они могут нанести определенный вред. А жирорастворимые витамины при избытке накапливаются - возникает гипервитаминоз [2].

Передозировка витаминов группы D неблагоприятно отразится на работе нервной системы, вызовет образование камней в почках и может способствовать разрушению костной ткани. Гипервитаминоз, вызванный злоупотреблением витамина Е, проявляется в расстройствах ЖКТ, нестабильной работе сердечно-сосудистой системы, изменениях в иммунной системе, и, как следствие, усталости, слабости, головокружении. Если наблюдается сонливость, упадок сил, тошнота, головные боли, нарушается работа печени, ухудшается свертываемость крови, повышается давление, желтеет кожа, появляются признаки остеопороза - все это симптомы длительной передозировки витаминов группы А. Также гипервитаминоз этого типа опасен для беременных женщин и провоцирует патологии плода. Постоянная передозировка витаминов группы С (более 1г в сутки) может вызвать бессонницу, беспокойство, нарушение работы почек и поджелудочной железы. Кроме прямого негативного влияния, переизбыток витаминов имеет и еще один побочный эффект: некоторые элементы в повышенных дозах могут провоцировать потерю организмом других полезных веществ. Это значит, что наряду с осложнениями, вызванными гипервитаминозом, есть риск навредить себе и недостаточностью полезных витаминов и минералов.

Так же, необходимо помнить, что в организме человека есть собственная фабрика витаминов (бактерии кишечника). Даже минимальная витаминно - образующая деятельность этих микробов, может обеспечить необходимое для нашего организма количество витаминов. В 1932 году было обнаружено (Уильям Колли), что самый известный микроб кишечника (палочка коли), способна вырабатывать вещество, разрушающее раковые клетки. Этот процесс называют колибактериальной (противораковой) защитой организма. Это вещество циркулирует в крови и разрушает раковые клетки, постоянно возникающие в теле каждого человека. Так происходит в организме здорового человека.

В организме больных людей, тем более, страдающих раковыми заболеваниями, нормальное соотношение количества обитающих в кишечнике бактерий, обычно, серьезно нарушено. Часто, те же палочки коли, переродившись в другой штамм, на вид (под микроскопом) совершенно такие же палочки, выделяют не противораковое вещество, а другое - стимулирующее развитие опухоли. Делались попытки населить кишечник нормальными бактериями. Это происходило путем замены измененных палочек коли нормальными, с одновременным назначением строгой диеты (способствующей размножению этих бактерий). По некоторым утверждениям, это способствовало полному излечению онкологических больных. Во всяком случае, систематическое и длительное применение препаратов, содержащих палочку коли (колибактерин, бификол, мутафлор), приводило к улучшению состояния больных, которые прибавляли в весе до 10 кг за 2-3 месяца. У них останавливались кровотечения, исчезала боль, они отказывались от инъекций морфия. Но, все же, "чужие" бактерии неохотно приживались в организме, поэтому делались попытки брать «противораковые" палочки у самого больного (они сохраняются в очень малом количестве у тяжелобольных). Их размножали искусственно, а потом вводили "свои" палочки больному [3].

Все, ранее сказанное в этой статье, говорит о том, что нельзя бездумно и без совета врача принимать витамины и другие лекарственные препараты, даже в случае обычной простуды, и пренебрегать собственной микрофлорой.

Работа выполнена под научным руководством доктора физико-математических наук Закиняна Роберта Гургеновича.
Библиографиечский список


  1. Т. С. Морозкина, А. Г. Мойсеёнок. Витамины: Краткое рук. для врачей и студентов мед., фармацевт. и биол. специальностей. — Мн.: ООО "Асар", 2002. — 112 с.

  2. https://gufo.me/dict/medical_encyclopedia

  3. http://polit.ru/article/2017/02/11/ps_salmonella/



ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF ETHANOLIC EXTRACTS OF SELECTED SPECIES USED IN LIVESTOCK HEALTH MANAGEMENT AND THEIR MAJOR PHYTOCOMPOUNDS

Tiratsuyan S.G.1, Grabski H.V.1, Gasparyan G.G.2

1Russian –Armenian University, 2International Education College of Changchun University
Antibiotic-resistance has become a huge problem. Antibiotic-resistant bacteria strains developed from a numbear of factors, including inappropriate use of antibiotics in human and animal health and their prolonged use as growth promoters at sub-clinical doses in poultry and livestock production. In recent years, the search of harmless therapeutic drugs is being conducted, following the adopted trend of using various natural compounds. Plants are widely known for the content of secondary metabolites such as flavonoids that possess antimicrobial effect, which includes quorum-sensing inhibitors (QSI), and are very promising from the point of view of the management of anti-infective therapy. The aim of this work is to study the flavonoid content of extracts from L. nobilis, P. major, O. basilicum, that are used in livestock health management, antibacterial action of extracts and their main flavonoids, as well as the direct interaction of quercetin and morin with 3-oxo-dodecanoyl -homoserine lactone (3OC12-HSL) for their capacity to reduce the production of QS-led factors.

MATERIALS AND METHODS

The leaf of L. nobilis was collected from the Zugdidi region of Georgia, and P. major and O. basilicum – from Armenia. The powdered plant materials were successively extracted with ethanol [1]. The total amount of flavonoids was calculated by our previous research [1]. High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) analysis of the samples was performed on Agilent 1100 chromatograph (Agilent Technologies, USA) with UV - spectrophotometric detector and data processing software ChemStation [2]. The antibacterial activities of plant extracts and flavonoids were investigated by the disc-diffusion method on agar [3]. The susceptibility of wild type E. coli К-12 strain was tested by measuring the bacteriostatic area counting in (pix2) using the software package "ImageRepair" [4]. Molecular docking[5] and dynamics [6] simulations have been carried out to reveal the formation of complexes of quercetin and morin with 3OC12-HSL. Compounds were parametrized under GAFF forcefield[7]. Molecular dynamics simulation predicted the activity of quercetin and morin with 3OC12-HSL. Experimental results were expressed as means ± SD. All measurements were conducted three to five times. The data were analyzed by a one-way analysis of variance (ANOVA) and the value of p < 0.05 was considered as significant.

RESULTS AND DISCUSSION

The highest amount of flavonoids has been found in ethanolic extract of O. basilicum (27,2 ± 0,11), then L. nobilis (26,6 ± 0,15) and the lowest -in P. major's (10,9±0,08 mcg/g ). HPLC analysis of alcohol extracts (O. basilicum), (P. major) and (L.nobilis) was conducted for the presence of rutin, quercetin, morin, quercetrin, apigenin, and kaempferol. From the chromatograms, both the relative contents of the identified components of investigated plants in % and the absolute values are given per 1 g of dry weight were calculated (table 1).

Major components of P. major extract were rutin, quercetin, morin, quercetin. In the extract of O. basilicum, all listed phenolic compounds except quercetrin were identified and the major were quercetin and rutin. In the L. nobilis extract, all the compounds were also present, and the major phytocompounds were quercetin and morin, quercetin prevailing in L. nobilis extract 5.4 and 1.4 times higher than in extracts of P. major and O. basilicum, respectively. The content of morin in the extract of L. nobilis was 5 and 17.3 times greater than in P. major and O. basilicum. Antibacterial activity (ABA) relative to wild strain of G-negative bacteria E. Coli K12 is given in %, where 100% of the antibacterial activity of L. nobilis components is taken. ABA for morin was 20 times greater than the other two components, their contribution did not significantly alter the overall picture of inhibition. The total antibacterial activity of the three major components of the flavonoid series is directly proportional to the content of morin. Calculation of the diameter of the inhibition zones and the inhibition area of E. coli bacteria by P. major, L. nobilis and O. basilicum extracts was done using the "ImageRepair" software package [4]. It has been shown that the greatest area of inhibition is observed under the action of L. nobilis extract 2910 pix2, then P. major -2460 pix2, and minimal in the presence of O. basilicum 2177 pix2 (table 1).
Table 1

Content of flavonoid compounds in ethanolic extracts of O. basilicum, P. major и L.nobilis, calculated from HPLS data analysis.




In figure 1 the content of rutin, morin and quercetin from the leaves extracts of O. basilicum, P. major and L. nobilis, their total antibacterial activity (ABA), and the change in the area of inhibition zones in the presence of corresponding extracts in % are demonstrated.

Fig.1 The content of rutin, morin and quercetin in μg / g dry weight of the leaves of O. basilicum, P. major and L. nobilis; their ABA, and the change in the area of inhibition zones in the presence of corresponding extracts in%.


The obtained data suggest that the greatest contribution to the antibacterial activity of the explored plants belong to morin. One of the main strategies of modern anti-infective therapy is the study of the effect of antimicrobial drugs on the QS system regulatory network, where the target is a class of signaling molecules. Most of Gram- bacteria use autoinducers with acyl- HSL ring structure. We carried out in-silico study of the interaction of quercetin and morin with 3-O-C12-HSL, one of four autoinducers of regulatory network of QS system in the human opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. 3OC12-HSL, may have a direct effect on the organism interacting with components of the immune system. The results show that quercetin interacts with 2 molecules of 3OC12-HSL, while morin interacts with 3 molecules of 3OC12-HSL (Fig.2). The formation of complexes occurs through electrostatic interaction. Simulation results of root-square mean deviation (RMSD) and radius of gyration (Rg) values indicate the stability of the formed complexes.

Here we demonstrate that quercetin and morin specifically inhibit QS via antagonism of the autoinducer. Structure-activity relationship analyses demonstrate that the presence of two hydroxyl moieties in the flavone A-ring backbone are essential for potent binding. Strong binding of morin with 3OC12-HSL may explain the high antibacterial activity compared with quercetin. Thus, the results of this study may shed light on the understanding of possible mechanisms of anti-QS action of flavonoids.


Fig.2 3D structures of complexes with 3OC12-HSL 1a) Quercetin 1b) Electrostatic surface of 3OC12-HSL with quercetin 2a) Morin 2b) Electrostatic surface of 3OC12-HSL with morin. (green: 3OC12-HSL, orange: quercetin,violet: morin)

Acknowledgements.

We are grateful for the financial support of the Ministry of Education and Science of the Republic of Armenia (grants № 10-2/I-1; 10-2/I-4). This work was supported by grant NIR 25/15 of the Russian-Armenian University.


References

1. Vardapetyan H., et al. Phytochemical composition and biological activity of L. nobilisl leaves collected from two regions of south Caucasus. JEBAS, 2013, 1(2), 45-52.

2. Vardapetyan et al., Quercetin content and antioxidant activity of Armenian crataegus Laevi-gata, Plantago major and Artemisia absinthium plants extracts. JEBAS, 2014, 2(2S), 220-225.

3. Rukhkyan M., et al. Wound healing activity of Laurus nobilis leaves extracts. Issues in theoretical and clinical medicine, 2013, 16, 20-24.

4. Asatryan D. et al. Technique for Coherent Segmentation of Image and Applications. Mathematical Problems of Computer Science, IIAP, 2007, 28, 88-93.

5. Trott, O. and Olson, A.J., AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of computational chemistry, 31(2), pp.455-461, 2010..

6. Hess, B., Kutzner, C., Van Der Spoel, D. and Lindahl, E., 2008. GROMACS 4: algorithms for highly efficient, load-balanced, and scalable molecular simulation. Journal of chemical theory and computation, 4(3), pp.435-447.

7. da Silva, A.W.S. and Vranken, W.F., 2012. ACPYPE-Antechamber python parser interface. BMC research notes, 5(1), p.367.


GERM STEM CELLS AS A SOURCE OF MODELS FOR REPRODUCTIVE BIOLOGY AND DRUG DISCOVERY

Poliakova M.V.

Center for Data - Intensive Biomedicine and Biotechnology of Skolkovo Institute of Science and Technology Moscow, the Russian Federation


Spermatogenesis is a complex process that involves the interaction of germ cells and somatic cells of the testis. The maintenance of mammalian spermatogenesis depends on the presence of spermatogonial stem cells (SSC).

SSCs play a key role in spermatogenesis. Firstly, SSCs are the cells begin spermatogenesis. Subsequent cellular processes occur in a strictly ordered manner, before the formation of spermatozoa in the seminiferous tubules. Secondly, SSCs maintain spermatogenesis throughout a man's life due to their function as stem cells. In other words, SSCs support self-renewal, which facilitates the continuation of spermatogenesis and is a fundamental mechanism. Thirdly, physiological or pathological disorders of spermatogenesis can be adjusted or restored using SSCs. Along with these roles, SSCs must maintain the integrity of the DNA for the purpose to its efficient transmission to the next generation. Thus, SSCs are not only one of the types of stem cells, but could be called stem cells ensuring the continuation of human type’s life.

The number of SSCs small and consist less than < 1% of all germ cells in the adult mice testicles [1]. This fact, along with the lack of specific markers to identify SSCs hindered their study. These difficulties, however, overcome by using technological advances in this and related fields of science that have occurred over the past two decades. The spermatogonial transplantation technique is a useful tool with which to study functional aspects of SSCs and has actually been used to answer questions about SSCs and spermatogenesis. One of the most important applications of the transplantation method is an assay system for SSCs. Because “stem cells” are functionally defined, a functional assay is mandatory to substantiate the study of SSCs. With this assay system, several researchers embarked on the culturing of SSCs and it became possible in 2003 to expand SSCs in vitro [2]. The cultured SSCs were termed “germline stem cells” (GS cells).

GS cells proliferated exponentially in culture dishes and formed spermtogenic colonies to produce sperm when transplanted in the seminiferous tubules. The sperm was fertility-competent as proved by microinsemination and the natural mating of transplantation-recipient males with female mice. Therefore, GS cells are biologically competent germ cells despite being in long-term culture. GS cells can be derived not only from neonatal mice but also from adult males (Figure).








Figure. Left) Canine SSCs which early were cryopreserved, at day 1 of culturing; Right) A colony of canine GS cells appeared in a well of GS cell culture, at day 9 of culturing (from own collection).
А

Cancer treatments, either chemo- or radiotherapy, may cause severe damage to gonads which could lead to the infertility of patients. In post-pubertal male patients, semen cryopreservation is recommended to preserve the potential to have their own biological children in the future, because 23-30% of patients after such manipulation suffer azoospermia, and this is only way to preserve their fertility [3], which is not acceptable if patients have not yet entered puberty. One of the most likely clinical application would be the cryopreservation of SSCs or testis tissue which contains SSCs but not sperm for young patients who need chemotherapy or radiotherapy, i.e. spermatogenesis has not yet started and gonocytes or spermatogonia would be the only germ cell present in the testes at prepubertal ages.

Today, with the development of a method of transplantation into seminiferous tubules, the re-introduction of the SSCs in the donor testis becomes a possible way in which the process of spermatogenesis could be restored, as demonstrated in experiments with primates and human. Undertaken auto-transplantation SSCs of adult patients with Hodgkin's lymphoma. Germ cells of patients were collected and cryopreserved before treatment, and then transplanted into seminiferous tubules of each patient after treatment. Further results of these studies were not reported [4]. This suggests that the introduction of germ cells in seminiferous tubules of human is technically possible, but the production of sperm cells thus is not sufficiently clinically applicable. To this date, no clinical parameters are available to efficiently diagnose and detect patients who might benefit from these techniques. Retrieval of SSCs in prepubertal boys should therefore still be viewed as experimental model.

The number of SSCs decreases in the process of transportation, cryopreservation and further thawing. More importantly, just auto-transplantation is not safe enough because of possible contamination of these gametes malignant cells at re-implantation. Therefore, the culture of SSCs has the advantage. They can be propagated in vitro and tested for genetic changes that could occur in their genome [5].

Different genetic forms of pathology leads to disruption of spermatogenesis, occurrence of defective sperm. Currently, the development and continuous improvement of advanced artificial reproductive technologies (ART), such as intracytoplasmic sperm injection (ICSI), in vitro fertilization (IVF), have prevented a significant proportion of cases of male infertility that were untreatable before.

In 2011 a group of researchers was successfully demonstrated the possibility of in vitro spermatogenesis in mice after the application of organ culture with the aim of recreating the microenvironment, with histological structure of the testis, which combines the components necessary for normal spermatogenesis, including somatic cells such as Sertoli cells and peritubular myoid cells that form the structure of the seminiferous tubules [6]. This will certainly be a useful method for study the organogenesis of testis and spermatogenesis. The combination of cells from different sources, with participation of not only germ cells but also various types of somatic cells, may be of interest for reconstruction of testis. When the auxiliary cells will be available from lines of induced pluripotent stem cells or other sources, fragments of testicular tissue could be restored in vitro, that in the future may make this method more suitable for practical application in the study of human spermatogenesis. This will give the opportunity to preserve fertility in prepubertal patients.

Moreover, further improvements in the differentiation of SSCs to achieve a homogeneous population might aid development of improved model systems that express germ-like phenotypes for drug safety risk assessment or drug screening.


Каталог: userfiles -> depts -> general bioorganic chemistry
general bioorganic chemistry -> Органическая химия
general bioorganic chemistry -> Органическая химия
general bioorganic chemistry -> Задание к занятию №10
general bioorganic chemistry -> Практическое занятие №15
general bioorganic chemistry -> Практическое занятие №12
general bioorganic chemistry -> Занятие №13 Полифункциональные соединения
general bioorganic chemistry -> Исследование свойств белков
general bioorganic chemistry -> Тема №1. Классификация и номенклатура органических соединений
general bioorganic chemistry -> Контрольная работа №3 Углеводы моно-, ди и полисахариды
general bioorganic chemistry -> Вопросы к защите модулей 16, 17, 18, 19. Основные положения органической химии углеводороды. Кислородсодержащие производные углеводородов: спирты, фенолы. Кислородсодержащие производные углеводородов: альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница