close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1192.Ярославский педагогический вестник №1 2009 Естественные науки 2009

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «ЯРОСЛАВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. К.Д. УШИНСКОГО»
ЯРОСЛАВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ВЕСТНИК
Научный журнал
Серия ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 1
(Физико-математические науки, химические науки,
биологические науки, географические науки)
Ярославль
2009
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УЧРЕДИТЕЛИ:
ГОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет
им. К. Д. Ушинского»
Департамент образования
администрации Ярославской области
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
В.В. Афанасьев, доктор педагогических наук, профессор, ректор ЯГПУ (главный редактор); М.В.
Новиков, доктор исторических наук, профессор (зам. главного редактора); Л.В. Воронин, доктор биологических наук, доцент; А.Г. Гущин, доктор медицинских наук, профессор; М.В. Дорогов, доктор химических наук, профессор; Е.Ю. Колбовский, доктор географических наук, профессор; В.Г. Кречет,
доктор физико-математических наук, профессор; А.М. Малыгин, доктор биологических наук, профессор; А.В. Муравьев, доктор биологических наук, профессор; А.А. Певзнер, доктор технических наук,
доцент; В.И. Преснухин, доктор геолого-минералогических наук, профессор; Н.Х. Розов, доктор физико-математических наук, профессор; Е.И. Смирнов, доктор педагогических наук, профессор;А.С. Тихомиров, доктор физико-математических наук, профессор; П.Г. Штерн, доктор технических наук,
профессор.
Ярославский педагогический вестник № 1-2009: Серия «Естественные
науки» (Физико-математические науки, химические науки, биологические науки,
географические науки) [Текст] : научный журнал. – Ярославль : Изд-во ЯГПУ, 2009. –
108 с.
Публикуемые в журнале материалы рецензируются членами редакционной коллегии.
Плата за публикацию статьи в журнале с авторов не взимается.
Адрес редакции:
150000, г. Ярославль, Республиканская ул., 108
Тел.: (4852) 30-55-96 (научная часть), 72-64-05, 32-98-69 (издательство)
Адреса в Интернете: http://www.yspu.yar.ru/; http://rio.yspu.yar.ru/; http://www.yspu.yar.ru/vestnik/;
http://elibrary.ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
(Министерство по делам печати, телерадиовещания и средств массовой информации)
ПИ № 77-15549 от 26 мая 2003 г.
Индекс в общероссийском каталоге «Пресса России» 83586
© ГОУ ВПО «Ярославский государственный
педагогический университет
им. К.Д. Ушинского», 2009
© Авторы статей, 2009
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЯРОСЛАВСКИЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
ВЕСТНИК
Научный журнал
Издается с 1994 года
Серия «Естественные науки»
№ 1-2009 (1)
СОДЕРЖАНИЕ
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Д.Ю. Кузнецов, Т.Л. Трошина Полные системы образующих однородных идеалов
А.В. Лебедев Тяжелые хвосты и кластеры превышений в рекуррентных последовательностях с лог-лапласовскими коэффициентами
А.В. Лебедев Модель топа новостей на основе экстремального дробового шума
А.С. Тихомиров Стабильные векторные расслоения ранга два с с1 = 0 и с2 = 2 на
деревьях раздутий проективной плоскости
Е.И. Смирнов Гомологические методы в теории хаусдорфовых спектров
С.В. Жуленев О выполнении обязательств продавца американского опциона
М.А. Заводчиков О свойствах стабильных пучков ранга 2 с классами Черна с1 = 1, с2 = 2, с3 = 0 на проективном пространстве Р3
А.Д. Уваров Об одном семействе стабильных пучков ранга 2 с классами Черна с1
= -1, с2 = 2, с3 = 0 на трехмерной проективной квадрике
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Е.Е Бельчик, Е.В. Александрова, Л.П. Ватлина, Е.И. Смирнов Изучение развития понятия «зависимость свойств вещества от строения» на основе концепции фундирования при обучении будущего учителя химии
Т.Е. Горяченкова, Л.П. Ватлина Историко-методический подход к созданию
программ элективных курсов на основе местных химических производств
Е.Л. Грачева, И.К. Проскурина Эффективность применения рейтинговой системы оценки знаний студентов с использованием стандартизованных тестов
по биохимии
Ю.В. Новожилов М.В., Карабанова, О.А. Ясинский Синтез сульфамидов, содержащих структурный фрагмент 5-винилизоксазола
Т.В. Сахарова, Д.Б. Кобылинский Синтез производных N-метилпиррола, содержащих две точки комбинаторного разнообразия
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ю.Л. Масленникова, П.В. Михайлов, И.А. Осетров Состояние иммунного статуса лиц с разным уровнем физической работоспособности
А.В. Муравьев, А.А. Маймистова, С.В. Булаева, П.В. Михайлов, А.А. Муравьев
Математическое моделирование изменения микрореологических свойств
эритроцитов
3
5
7
10
15
27
46
52
56
61
64
70
73
76
84
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А.В. Муравьев, И.А. Тихомирова, С.В. Булаева, А.А. Маймистова, П.В. Михайлов, Е.В. Круглова Анализ основных факторов связанных с механизмами
изменения деформируемости эритроцитов
И.А. Тихомирова, Е.П. Петроченко, С.Г. Михайлова Влияние аспирина на реологические свойства крови в норме и при ишемизации сосудов сердца
93
98
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
А.Н. Бармин, М.М. Иолин Климатические изменения как фактор влияния на
биоценозы дельты р. Волги
103
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
108
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Д.Ю. Кузнецов, Т.Л.Трошина
ПОЛНЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАЗУЮЩИХ ОДНОРОДНЫХ ИДЕАЛОВ
Статья посвящена вопросам полноты систем образующих однородных идеалов кольца однородных
многочленов, которые, в свою очередь, связаны с понятием насыщенности идеала. В работе доказан
ряд утверждений о насыщенности идеала I = (f1, f2, f3) и получены арифметические соотношения, являющиеся необходимыми (а при определенных условиях и достаточными) условиями полноты такой
системы образующих.
Рассмотрим однородный идеал I ⊂ S , где S = k[x0, x1, …, xn] – однородное координатное
кольцо над алгебраически замкнутым полем k проективного пространства Рn = Proj S, и n≥3.
Рассмотрим какую-либо систему образующих этого идеала (f1, …,fm) и обозначим через Y
схему общих нулей этих образующих, так что Y= F1∩ F2∩ …∩Fm, где Fi – гиперповерхность,
определяемая многочленом fi. Система образующих (f1, …,fm) называется полной, если любой
однородный многочлен f, обращающийся в ноль на Y, выражается через многочлены этой системы. Отметим, что согласно теореме Гильберта о нулях в аффинном случае вопрос полноты
решается автоматически. В то же время для однородных идеалов кольца S вопрос полноты в
общем случае является далеко не простым и связан с понятием насыщенности идеала. Насыщение идеала I определяется как идеал J:={f∈ S / ∀ i ∃ k такое, что xikf ∈ I}, и идеал I называется
насыщенным, если I = J. Каждый однородный идеал I определяет подсхему Y в Рn как образ
замкнутого вложения Proj S/I → Proj S, индуцированного каноническим эпиморфизмом S —>
S/I, причем любая замкнутая подсхема в Рn определяется некоторым однородным идеалом. При
этом два различных однородных идеала определяют одну и ту же подсхему, если они обладают
одинаковым насыщением, так что существует взаимно-однозначное соответствие между замкнутыми подсхемами Y в Рn и насыщенными однородными идеалами J⊂S. В частности, насыщенным является идеал Г*(I) :=⊕H0 (Рn, I(k)), так как он содержит все однородные многочлены f, обращающиеся в ноль на Y, и является наибольшим идеалом, определяющим Y. Но в общей ситуации невозможно определить его минимальную полную конечную систему образующих f1,…,fm. Настоящая работа посвящена решению вопроса, когда однородный идеал I с тремя образующими является насыщенным, то есть соответствующая система образующих является полной. Отметим, что каждую схему локально полного пересечения (л.п.п.) в Рn можно
задать n+1 уравнением [2. Раздел 9.1.3], так что 0-мерная схема л.п.п. в Р2 имеет порождающий
ее идеал с тремя образующими. Условия, при которых произвольная подсхема Коэна-Маколея
коразмерности 2 в Рn имеет идеал с тремя образующими, обсуждались в [1. § 2].
Основная конструкция. Пусть I = (f1,…,fm), deg fi = ni, Y – схема, определяемая I. Умножение на fi определяет морфизм α: ⊕OP(–ni) —> OP и точную последовательность
0 → F → ⊕OP(–ni) —> IY → 0,
(1)
где IY = im α, F = ker α. Из [3. Prop. 1.11] следует, что пучок F рефлексивен, то есть F=Fvv .
Утверждение 1. Идеал I насыщен тогда и только тогда, когда h1(Pn, F(j))=0 для любого
целого j.
Доказательство. Рассмотрим точные последовательности когомологий, соответствующих последовательности (1), подкрученной на произвольное число j. Рассматривая прямые
суммы соответствующих модулей для всех натуральных чисел j и индуцированные отображения, определенные отображениями на прямых слагаемых, мы получаем точную последовательность градуированных S-модулей
I =( f1,…,fm) → ⊕H0 (Рn, I(j))
→ ⊕H1 (Рn, F(j)) → 0.
(2)
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Тогда I насыщен тогда и только тогда, когда I =⊕H0 (Рn, I(j)), что согласно (2) эквивалентно условию h1(Pn, F(j))=0 ∀j, что и требовалось доказать.
Пусть теперь I =(f1, f2, f3), идеал с тремя образующими, так что rkF = 2. Рассмотрим следующие возможные случаи.
Утверждение 2. Пусть последовательность f1, f2, f3 регулярна, то есть Y – полное пересечение коразмерности 3 в Pn (n≥3). Тогда идеал I =(f1, f2, f3) насыщен.
Доказательство. Рассмотрим последовательность, двойственную к (1):
0 → OP → ⊕OP(ni) —>F(с1) → 0.
Перейдем к соответствующей точной последовательности когомологий. Она позволяет
вычислить первые когомологии пучка F. В итоге мы получим h1(Pn, F(j))=0 ∀j, и, следовательно, в этом случае идеал I насыщен.
Проанализируем второй возможный случай, когда Соdim (Y, Pn) = 2. Рассматривая последовательности, двойственные к (1) и к последовательности
0 → IY → O → OY → 0,
и пользуясь Ext-критерием рефлексивности пучка F [3. Prop. 2.13], мы получим следующее
Утверждение 3. Пусть I =(f1, f2, f3) – идеал, порождающий схему Y, и соdim (Y, Pn) = 2.
Тогда Y является схемой Коэна-Маколея (К. М.) тогда и только тогда, когда пучок F, определенный последовательностью (1), локально свободен.
Из критерия Хоррокса расщепимости векторных расслоений в этом случае следует
Утверждение 4. Идеал I =(f1, f2, f3), порождающий схему Коэна-Маколея Y коразмерности 2 в Pn, является насыщенным тогда и только тогда, когда соответствующее расслоение F в
(1) расщепимо.
Таким образом, насыщенный идеал I =(f1, f2, f3) определяет точную последовательность
0 → OP(–a)⊕OP(–b) →
⊕OP(–n1)⊕OP(–n2)⊕OP(–n3)
—> IY → 0,
(3)
где IY – опучкованный идеал I, Y – соответствующая схема нулей.
Рассмотрим теперь случай, когда Р – проективная плоскость, Y – нульмерная подсхема Р,
I – ее идеал. Если Y приведена (или, более общим образом, является локально-полным пересечением) и не полное пересечение, то ее идеал порождается тремя образующими, так что Y есть
схемное пересечение трех кривых, и I =(f1, f2, f3). Обозначим ni = deg(fi), n1≤ n2≤ n3. Пусть d =
length(Y). Тогда если I насыщен, то вычисление классов Черна пучков в последовательности (3)
дает равенства n1 + n2 + n3 = a+b и d = n1n2 + n3n1 + n2 n3 – ab = n1(n2 –a)+ n3(n1–a) + n2 (n3 –
a) + a2 , где a,b > ni для каждого i. Таким образом, мы получаем чисто арифметические необходимые и достаточные условия полноты системы образующих (f1, f2, f3). При этом числа n1 и
n2 однозначно определены следующими условиями: n1 – минимальная степень кривой, содержащей Y, n2 – минимальное число r, такое что h0(IY (r) > h0(OP(r–n1)). Эти соотношения позволяют для конкретной системы из трех образующих нульмерной схемы Y степени d на проективной плоскости определить, является ли она полной. В качестве иллюстрации данного метода можно предложить следующие задачи:
Даны d точек в общем положении. При каких значениях d их идеал имеет полную систему трёх образующих?
Рассмотрим множество точек трансверсального пересечения двух кривых на плоскости и
удалим из этого множества одну точку. Будет ли полученное множество иметь определяющий
идеал с полной системой трёх образующих?
Библиографический список
1.
2.
3.
Кузнецов, Д.Ю. Схемные пересечения трех гиперповерхностей в Рn и ассоциированные пучки
[Текст] / Д.Ю. Кузнецов // Мат. сборник. – 1995. – Т. 186. – №8. – С. 105–118.
Фултон, У. Теория пересечений [Текст]: монография / У. Фултон. – М.: Мир, 1989. – 583 с.
Hartshorne R. Stable reflective sheaves. // Math Ann. – 1981.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
А.В. Лебедев
ТЯЖЕЛЫЕ ХВОСТЫ И КЛАСТЕРЫ ПРЕВЫШЕНИЙ В РЕКУРРЕНТНЫХ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ С ЛОГ-ЛАПЛАСОВСКИМИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Лебедев, А.В. Максимумы рекуррентных случайных последовательностей [Текст] // Вестник
МГУ. – Сер. 1. Матем.-Мех. – 2001. – № 1. – С. 10–14.
Лебедев, А.В. Максимумы рекуррентных случайных последовательностей. Случай тяжелых хвостов [Текст] // Вестник МГУ. – Сер. 1. Матем.-Мех. – 2001. – № 3.– C. 63–66.
De Haan L., Resnick S.I., Rootzen H., de Vries G.C. Extremal behaviour of solutions to a stochastic
difference equation with applications to ARCH processes. // Stoch. Proc. Appl. 1989. V. 32. № 1.
P. 213–224.
Kozubowski T.J., Podgorski K. Log-Laplace distributions // Int. Math. J. 2003. V. 3. № 4. P. 467–495.
Embrechts P., Kluppelberg C.P., Mikosh T. Modelling extremal events for insurance and finance.
Springer, 2003.
Новицкая, О.С., Яцало, Е.Б. Экстремумы рекуррентных случайных последовательностей // Вестник МГУ. – Сер. 1. Матем.-Мех. – 2008. № 5, С. 6-10.
Alpuim M.Т., Catkan N.A., Husler J. Extremes and clustering of nonstationary max-AR(1) sequences.
// Stoch. Proc. Appl. 1995. V. 56. № 1. P. 174–184.
Лебедев, А.В. Степенные хвосты и кластеры в линейных рекуррентных случайных последовательностях // Труды VI Колмогоровских чтений. – Ярославль: Изд-во ЯГПУ, – 2008 – С. 126–
130.
А.В. Лебедев
МОДЕЛЬ ТОПА НОВОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ДРОБОВОГО ШУМА
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1. Лидбеттер, М., Линдгрен, Г., Ротсен, Х. Экстремумы случайных последовательностей и процессов
[Текст]. – М.: Мир, 1989.
2. Heinrich L., Molchanov I.S. Some limit theorems for extremal and union shot-noise processes // Math.
Nachr., 1994, v.168, p. 139–159.
3. Мандельброт, Б. Фрактальная геометрия природы [Текст]. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002.
А.С. Тихомиров
СТАБИЛЬНЫЕ ВЕКТОРНЫЕ РАССЛОЕНИЯ РАНГА ДВА С С1 = 0 И С2 = 2 НА
ДЕРЕВЬЯХ РАЗДУТИЙ ПРОЕКТИВНОЙ ПЛОСКОСТИ
1. Введение
Пространства модулей стабильных алгебраических векторных расслоений с фиксированными топологическими инвариантами (классами Черна) на проективном многообразии, как
правило, являются квазипроективными, но не проективными схемами. Поэтому возникает естественный вопрос об их проективных компактификациях. Обычной для алгебраической геометрии компактификацией пространств модулей является компактификация Гизекера-Маруямы
[5]. В калибровочной теории в силу соответствия Кобаяши-Хитчина стабильным векторным
расслоениям ранга 2 с 0\ = 0 на гладкой комплексной проективной кривой или алгебраической
поверхности X соответствуют антиавтодуальные (относительно ходжевой метрики) связности
на соответствующем гладком SU(2)-расслоении на подлежащем X дифферецируемом многообразии. Компактифика-цией пространств модулей, то есть классов калибровочной эквивалентности таких связ-ностей, применяемой в гладкой топологии, является компактификация Уленбек (называемая также компактификацией слабыми пределами). К.Таубсом [9], С. Дональдсоном и П.Кронхеймером [1], П.Феханом [2] исследовалась другая компактификация пространств
модулей связностей посредством так называемых сильных пределов связностей. Алгеброгеометрический аналог компактификации сильными пределами для случая алгебраических
кривых был описан Д.Нагараджем и С.Сешадри [8]. Вопрос о существовании такого аналога в
двумерном случае алгебраической поверхности до последнего времени являлся открытым. Недавно Д.Маркушевич, автор настоящей заметки и Г.Траутманн построили такой аналог. В этой
компактификации пределами векторных расслоений на поверхности, обозначаемой ниже через
So, являются векторные расслоения на приводимой поверхности S, называемой деревом раздутий поверхности S0 и получаемой из поверхности S0, раздутой предварительно в конечном
числе точек, приклеиванием к ней нескольких экземпляров проективной плоскости, также
предварительно раздутых в общем случае. (Точное определение дерева раздутий и расслоения
на нем дается ниже в пунктах 2.1 и 2.2 параграфа 2.) Полное изложение теории таких компактификаций в настоящее время готовится к публикации. В данной заметке мы рассматриваем
первый нетривиальный пример семейства стабильных расслоений на деревьях раздутий в случае, когда исходная поверхность S0 есть проективная плоскость P2 и второй класс Черна расслоения равен 2. Основной результат заметки – утверждение о том, что семейство M2(P2) классов изоморфизма стабильных расслоений ранга 2 с 0\ = 0, c2 = 2 на деревьях раздутий проективной плоскости P2 ограничено и биективно проективноиму пространству P5, раздутому
вдоль поверхности Веронезе (см. теорему 4.4).
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Всюду в заметке основным полем является поле комплексных чисел C.
2. Векторные расслоения на деревьях раздутий алгебраической поверхности
2.1. Деревья раздутий алгебраической поверхности
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
2.2. Векторные расслоения на деревьях раздутий
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1.
2.
Donaldson S.K., Kronheimer P.B. The geometry of four-manifolds. Oxford Univ. Press, 1990.
Feehan P.M.N. Geometry of the ends of the moduli space of anti-self-dual connections. J.Diff.G. 42,
No.3 (1995), 465-553.
3. Kirwan F. Partial desingularisations of quotients of nonsingular varieties and their Betti numbers. Ann
of Math. 122 (1985), 41-85.
4. Maruyama M. Singularities of the curves of jumping lines of a vector bundle of rank 2 on P2.
5. Algebraic Geometry, Proc.of Japan-France Conf., Tokyo and Kyoto, 1982, Lect. Notes in Math., 1016,
Springer, 1983, 370-411.
6. Maruyama M. Moduli of stable sheaves I,II J. Math. Kyoto Univ. 17 (1977), 91-126, 18 (1978), 557614. Mumford D., Fogarty J. Geometric Invariant Theory. 2nd edition, Springer, 1982.
7. Okonek C., Schneider M., Spindler H. Vector Bundles on Complex Projective Spaces. Birkhauser,
1980.
8. Nagaraj D., Seshadri C. Degenerations of the moduli spaces of vector bundles on curves Proc. Indian
Acad. Sci. (Math. Sci.), 107, No. 2 (1997), 101-137, 109, No. 2 (1999), 165-201.
9. Taubes C.H. A framework for Morse theory for the Yang-Mills functional. Invent. math. 94 (1988),
327-402.
10. Шафаревич, И.Р. Основы алгебраической геометрии. М.: Наука, 1988.
Е.И.Смирнов
ГОМОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕОРИИ ХАУСДОРФОВЫХ СПЕКТРОВ
Введение
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
p
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1. Паламодов, В.П. Функтор проективного предела в категории топологических линейных пространств
[Текст] // Мат. сб. − 1968. − Т. 75, N 4.C. 567−603.
2. Паламодов, В.П. Гомологические методы в теории локально выпуклых пространств [Текст] // Успехи
мат. наук. − 1971. − Т. 26, N 1. − C. 3–65.
3. Смирнов, Е.И. Теория хаусдорфовых спектров и ее приложения [Текст] Ярославль, 1988. − 178 с. −
Деп. ВИНИТИ 28.12.1988, N 9081−B88.
4. Смирнов, Е.И. О хаусдорфовом пределе локально выпуклых пространств [Текст] // Сиб. мат. журн. −
М., 1986. − Деп. ВИНИТИ 28.12.86, N 2507−B.
5. Райков, Д.А. Двусторонняя теорема о замкнутом графике для топологических линейных пространств
[Текст] // Сиб. мат. журн. − 1966. − Т. 7, N 2. − C. 353−372.
6. Забрейко, П.П., Смирнов, Е.И. К теореме о замкнутом графике [Текст] // Сиб. мат. журн. − 1977. − Т.
18, N 2. − C. 305−316.
7. Wilde M. Reseaus dans lrs espaces lineaires a seminormes // Mem. Soc. Roi. Sci. Liege. − 1969. − V. 18, N
2. − P. 1−104.
8. Смирнов, Е.И. О непрерывности полуаддитивного функционала [Текст] // Мат. заметки. − 1976. − Т.
19, N 4. − C. 541−548.
9. Ретах, В.С. О сопряженном гомоморфизме локально выпуклых пространств [Текст] // Функц. анализ
и его приложения. − 1969. − Т. 3, N 4. − C. 63−71.
10. Nobeling C. Uber die Derivierten des Inversen und des Directen Limes einer Modulfamilie // Topology I. −
1962. − P. 47−61.
11. Картан, А., Эйленберг, С. Гомологическая алгебра [Текст]. − М.: Мир, 1960.
12. Смирнов, Е.И. Хаусдорфовы спектры в функциональном анализе [Текст]. − М., 1994. − 161 c.
13. Smirnov E.I. Hausdorff spectra and the closed graph theorem. Pitman Research Notes in Mathematics Series, Proceedings Volum, Longman, England, 1994, P.37−50.
14. Smirnov E.I. The theory of Hausdorff spectra in the category of locally convex spaces. Functiones et Aproximatio, XXIV, 1996, UAM, Poznan, Poland, P.17−33.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
С.В. Жуленев
О ВЫПОЛНЕНИИ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ ПРОДАВЦА АМЕРИКАНСКОГО ОПЦИОНА
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1. Ширяев, А.Н. Основы стохастической финансовой математики [Текст]. – М.: Фазис, 1998. – Т. 1, 2. –
1024 с.
2. Лю, Ю-Д. Методы и алгоритмы финансовой математики [Текст]. – М.: Бином. лаб. знаний. – 2007. –
752 с.
3. Жуленев, С.В. Стохастическая финансовая математика. Финансовые рынки в дискретном
случае [Текст]. – МГУ, мех-мат. ф-т, 2007. – 104 с.
М.А. Заводчиков
О СВОЙСТВАХ СТАБИЛЬНЫХ ПУЧКОВ РАНГА 2 С КЛАССАМИ ЧЕРНА С1 = - 1, С2 =
2, С3 = 0 НА ПРОЕКТИВНОМ ПРОСТРАНСТВЕ Р3
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1.
2.
Hartshorne R. Stable reflexive sheaves (English) // Math. Ann. 254, 121-176 (1980).
Заводчиков, М. А. Новые компоненты схемы модулей Мрз(2; -1, 2, 0) полустабильных когерентных пучков ранга 2 без кручения на проективном пространстве P3 [Текст]: Труды пятых Колмогоровских чтений. - Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2007.
А.Д. Уваров
ОБ ОДНОМ СЕМЕЙСТВЕ СТАБИЛЬНЫХ ПУЧКОВ РАНГА 2 С
КЛАССАМИ ЧЕРНА С1 = -1, С2 = 2, С3 = 0 НА ТРЕХМЕРНОЙ ПРОЕКТИВНОЙ
КВАДРИКЕ
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
1. G. Ottaviani, M. Szurek, "On moduli of stable 2-bundles with small chern classes on Q3", Annali di Matematica Pura ed Applicata (IV), V. CLXVII, (1994), 191–241.
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Е.Е Бельчик, Е.В. Александрова, Л.П. Ватлина, Е.И. Смирнов
ИЗУЧЕНИЕ РАЗВИТИЯ ПОНЯТИЯ «ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВА ОТ
СТРОЕНИЯ» НА ОСНОВЕ КОНЦЕПЦИИ ФУНДИРОВАНИЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ
БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ХИМИИ
Рассматривается преемственность в изучении понятия «зависимость свойств вещества
от строения» в школьном предмете «Химия» и химических дисциплинах педагогического вуза,
приводится спираль глобального фундирования, отражающая этапы теоретического обобщения
понятия «зависимость свойств вещества от его строения». Конечным звеном спирали является
методическое осмысление школьного учебного элемента.
The continuity in concept studying «dependence of properties of substance on a structure» in a
school subject "Chemistry" and chemical disciplines of pedagogical high school is considered, the
spiral global fundaretion, reflecting stages of theoretical generalisation of concept «dependence of
properties of substance on its structure» is resulted. A final link of a spiral is the methodical judgement of a school educational element
В настоящее время происходит процесс
реформирования химического образования как
в школе, так и в вузе. Современная школа движется по пути развития профильных направлений обучения; это приводит к тому, что лишь
небольшое число школьников изучает химию
углубленно, а остальные ограничиваются только общими представлениями о химических законах и теориях. Это требует от педагога умения строить обобщения, чтобы донести до учащихся главные идеи и достижения науки химии, и в то же время глубоких знаний частных
случаев, которые представляют научный или
практический интерес.
Однако в педагогическом вузе недостаточно внимания уделяется развитию у будущих
педагогов целостных химических представлений. Одни и те же центральные химические
понятия изучаются с точки зрения различных
научных дисциплин, без учета уже достигнутого уровня развития, что не позволяет проводить
линию их поэтапного обобщения. В результате
студенты усваивают обширный фактический
материал, но не приобретают целостных представлений о развитии базовых линий химического содержания: химический элемент, вещество, химическая реакция, химическое производство.
Кроме того, существует разрыв между
специально-научной и методической подготовкой будущих педагогов. Поскольку курс методики преподавания не в состоянии охватить все
частные вопросы изучения химии в школе, усвоение содержания специальных научных дис-
циплин в педагогическом вузе должно быть
сопряжено с развитием методических умений
студентов.
Таким образом, при подготовке учителя
химии возникает ряд противоречий: во-первых,
между целостностью химического содержания
школьного курса и раздробленностью химических представлений выпускника педагогического вуза, во-вторых, между теоретической
подготовкой молодого учителя и владением
методикой преподавания химии в школе.
Решение сложившихся противоречий
возможно на основе пересмотра системы подготовки учителя химии в педагогическом вузе,
что означает изменение структуры содержания,
а также форм, методов и средств его преподавания. В качестве методологической основы
обновленной системы изучения химии может
быть использована концепция фундирования.
Она предполагает создание условий для актуализации базовых учебных элементов школьной
и вузовской химии с последующим теоретическим обобщением структурных единиц и методическим осмыслением школьных учебных
элементов с позиций наивысшего уровня теоретического обобщения, достигнутого в вузе.
Обобщение предполагает выявление сущности,
целостности и междисциплинарных связей каждого элемента содержания, что придает ему
профессиональную направленность и способствует развитию личности педагога [1].
Целью настоящего исследования явилось
использование концепции фундирования для
построения теоретического обобщения одного
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
из ведущих понятий химии «зависимость
свойств вещества от его строения» по принципу «спирали».
В задачи исследования входило: 1) установление линий преемственности в изучении
понятий «строение вещества», «зависимость
свойств вещества от его строения»; 2) построение «спирали фундирования» базового школьного знания о зависимости свойств веществ от
их строения.
Современный школьный курс химии построен на основе принципа усложнения строения веществ. Центральной идеей курса является взаимосвязь строения вещества с его свойствами. Эта же проблема является одной из ведущих для науки химии в целом. Современный
уровень технического развития общества требует создания материалов с заданной структурой и свойствами. Таким образом, в современной химии еще более усиливается прикладной
аспект, и, по словам академика А.Л. Бучаченко,
установление связи между структурой вещества и его функциями (свойствами) – «одна из
главных стратегических магистралей современной химии» [2].
В методическом аспекте понятие о зависимости свойств веществ от их строения является стержнем развития содержательной линии
«химическое вещество» как в школе, так и в
вузе. Как базовый школьный учебный элемент
это понятие включает в себя представления о
химической связи, её видах, механизмах образования, физических характеристиках, электронной природе. Из основ органической химии, изучаемых в школе, школьники усваивают
понятия «химическое строение», «изомерия,
различные виды изомерии», «гомология, гомолог, гомологический ряд», «углеводородный
радикал», «функциональная группа», «взаимное влияние атомов в молекуле» и т.д. Кроме
того, в школьном курсе химии развиваются
представления о пространственном строении
молекул, их геометрии.
В педагогическом вузе строение и свойства химических веществ в их взаимосвязи
изучает несколько учебных дисциплин (схема 1).
Вуз
Схема 1. Преемственность школьной содержательной линии вещество и вузовских
учебных дисциплин
ХВ – химическое вещество; ТХС – теория химического строения; ОВ – органические вещества; НВ – неорганические
вещества; ВМС – высокомолекулярные соединения.
Курсы общей и неорганической химии,
органической, биологической химии, строения
молекул и основ квантовой химии и химии
ВМС углубляют теоретические представления
о строении веществ и о взаимосвязи строения
со свойствами, тогда как неорганический и ор-
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ганический синтез используют теоретические
знания как основу для их практического применения. Тем не менее, благодаря знанию
структуры исходных веществ и продуктов студенты могут предсказать способы синтеза или,
напротив, зная путь синтеза и строение исходных веществ, определить структуру продуктов.
Каждая из перечисленных химических
дисциплин рассматривает определенные аспекты химического строения веществ, объединить
их в целостное понятие возможно на основе
поэтапного теоретического обобщения. Графическим изображением этого процесса служит
спираль фундирования (схема 2).
Схема 2. Спираль фундирования школьного знания о строении вещества
В школьном курсе химии строение вещества рассматривается на двух теоретических
уровнях: атомно-молекулярном и электронном
(квантово-механическом). В случае квантовомеханических представлений используются,
главным образом, качественные характеристики метода валентных связей. В результате формируется базовое понятие «строение вещества»
как устойчивый порядок взаимодействия атомов в молекуле [3].
Первый этап обобщения понятия о строении веществ в педагогическом вузе связан с
изучением общей и неорганической химии на
первом курсе (Ι, ΙΙ семестры). При этом углубленно рассматривается электронная природа
ковалентной связи, приводятся методы современной квантовой химии для её описания: метод валентных связей и метод молекулярных
орбиталей (МО). На базе электронных представлений изучаются различные типы кристаллических решеток и зависимость химических
свойств веществ от типа кристаллической решетки. Далее электронные представления о
строении веществ углубляются при изучении
будущими педагогами курса «Строение молекул и основы квантовой химии» (VΙ семестр),
где приводятся возможности расчета количест-
венных характеристик химической связи и способы математического моделирования молекул
веществ.
Второй этап обобщения реализуется при
изучении курса органической химии на третьем
курсе педагогического вуза (V, VΙ семестры).
На этом этапе изучается взаимное влияние атомов в молекуле с учетом усвоенных ранее электронных представлений о природе химической
связи и её физических характеристиках. При
этом студенты приходят к пониманию сути
электронных эффектов (индуктивного и мезомерного) и учатся описывать строение органических веществ на основе этих эффектов. Такой
подход дает возможность объяснять наблюдаемые свойства веществ исходя из их строения, а
также предсказывать свойства и пути синтеза
соединений.
На третьем этапе изучение строения вещества приводит будущих педагогов к пониманию качественно новых свойств химических
соединений – их биологических функций, которые изучаются в курсе биохимии (четвертый
курс, VΙΙ, VΙΙΙ семестры). Здесь главным становится рассмотрение уровней пространственной
организации биополимеров, основанное на
«слабых взаимодействиях»: водородных связях,
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ван дер Ваальсовых и ионных взаимодействиях. Предпосылки для усвоения строения биополимеров закладываются при изучении взаимного влияния атомов в молекулах органических
веществ и межмолекулярных взаимодействий.
Будущие учителя химии знакомятся с биологически активными веществами, строение которых приводит к уникальному ферментативному
катализу, свойственному только живой природе, а также хранению и воспроизведению информации о строении биополимеров. При изучении ВМС (5 курс, Х семестр) особое внимание уделяется строению и свойствам натуральных и искусственных полимеров, имеющих
важное хозяйственное значение.
Методическое осмысление базового понятия «строение вещества» на основе более высокого по сравнению со школой теоретического
уровня реализуется в ряде умений, которые усваивают будущие учителя химии: 1) демонст-
рация химического эксперимента, подтверждающего состав и строение веществ; 2) составление экспериментальных и теоретических
заданий и задач; 3) владение различными способами моделирования, в том числе приёмами
графического
изображения
электронного
строения молекул веществ; 4) выявление познавательных проблем в учебном материале,
создание проблемных ситуаций различными
способами (при помощи теоретических, практических и экспериментальных заданий).
Таким образом, применение концепции
фундирования к изучению развития понятия
«зависимость свойств вещества от строения»
при изучении химии в педагогическом вузе позволило выявить взаимосвязь между учебными
дисциплинами как элементами спирали фундирования, раскрывающей последовательные этапы теоретического обобщения понятия.
Библиографический список
1. Подготовка учителя математики: инновационные подходы [Текст]: учеб. пособие / под ред. В.Д.
Шадрикова. – М. : Гардарики, 2002.
2. Бучаченко, А.Л. Химия на рубеже веков: свершения и прогнозы [Текст] // Успехи химии. – 1999.
Т. 68, – № 2. – С. 99-118.
3. Чертков, И.Н. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии
[Текст]: пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1990. – 191 с.
Т.Е. Горяченкова, Л.П. Ватлина
ИСТОРИКО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ ПРОГРАММ ЭЛЕКТИВНЫХ
КУРСОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
История создания и развития местных производств является основой создания как курсов по выбору в педагогическом вузе для будущих учителей химии, так и элективных программ по химии на их основе для учащихся старших классов профильного уровня СОШ.
The history of creation and development of local manufactures is a creation basis as elective
courses in pedagogical HIGH SCHOOL for the future teachers of chemistry, and элективных programs in chemistry on their basis for pupils of the senior classes of profile level average comprehensive school.
Подготовке высококвалифицированных
кадров для развития химической промышленности в стране в новых условиях должно соответствовать естественно-научное и техническое
образование школьников. Современная химия
проникла во все сферы материального производства: широко используются химические вещества, постоянно растёт потребность в новых
конструкционных материалах, совершенствуются и широко внедряются прогрессивные способы производства химических продуктов, но-
вые процессы, позволяющие уменьшить количество отходов производства, при этом особое
внимание уделяется экологическим проблемам.
Изменения в технике и технологии производства требуют от работника умения быстро переключаться, приспосабливаться к новым условиям труда, к новой технологии. А это возможно только тогда, когда он глубоко понимает
сущность химических процессов, имеет широкий общеобразовательный и политехнический
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
кругозор, высокую профессиональную подготовку [1].
Целью нашей работы явилось создание
фрагмента программы курса по выбору «Химическая промышленность и инновационные технологии в Ярославской области» для студентов
специальности «Химия»: «Лакокрасочная промышленность Ярославского края: история, развитие». Предполагаем создание на этой основе
элективной программы с тем же названием для
учащихся 11-го класса, решая задачу преемственности знаний, умений и навыков в химическом образовании студента (будущего учителя
химии) и школьника.
Химия как учебный предмет стала развиваться в России с 1917 года. И уже с первых
шагов советской методики преподавания химии
стали вырабатываться принципы химического
образования, одним из них был принцип политехнического образования школьников. Особенно большое внимание изучению химических производств в школах уделялось в период
до 1990-х годов в рамках факультативных курсов или кружков [1, 2]. Такое внимание соответствовало быстрому развитию химической
промышленности в СССР, которая стала одной
из ведущих отраслей народного хозяйства.
Основные идеи, законы химии, используемые в производстве, и общие закономерности химической технологии, так же как и знания об отдельных химических производствах,
являются политехническими понятиями, на основе которых осуществляется политехническое
образование учащихся, расширяется их кругозор, развивается способность к техническому
мышлению. Химия как учебный предмет даёт
возможность вырабатывать у школьников самые разнообразные умения и навыки, в том
числе и интеллектуальные, и общеучебные, которые реализуются и в производственной деятельности.
До 90-х годов ХХ века этот принцип успешно реализовывался через разнообразные
факультативы и кружки, в которых формулировались такие задачи, как [2]:
− полнее и глубже отражать современное состояние химической науки и химической
промышленности, научно-технический прогресс;
− способствовать развитию устойчивого интереса к химии, выбору профессии;
− содействовать формированию научного мировоззрения учащихся.
В учебных программах тех лет [3], например, с 1978 по 1993 гг. уделялось значительное внимание как теоретическим, так и
практическим вопросам, относящимся к разным отраслям химической промышленности
при изучении различных тем: производство
серной кислоты, минеральных удобрений,
стекла и цемента, чугуна и стали (1978 г. 9
класс). На практических занятиях определялись
минеральные удобрения; были введены понятия закономерностей и общих научных принципов химического производства (ХП) при
изучении производства чугуна и стали. В 10-х
классах рекомендовались экскурсии на местные
производства: предприятия по переработке
нефти, газа, коксохимическое производство,
предприятия по производству СК и резиновых
технических изделий, технического спирта, сахара, заводы гидрирования жиров, производство пластмасс и другие.
Реформирование системы химического
образования, составной частью которого является его дифференциация, оставляет мало места
для реализации принципа политехнического
образования на базовом уровне, а незначительное число школ с профильным химическим образованием в регионах с развитой химической
промышленностью, такие как Ярославский,
вряд ли может решить проблему профориентации на химические профессии, подготовить
химически грамотного работника.
Изучение таких вопросов, как:
− химическое сырьё; его химический состав;
способы обогащения и переработки сырья;
химические реакции, лежащие в основе переработки сырья (по стадиям);
− продукты химического производства и их
применение; использование общих научных
принципов химического производства на
местном предприятии;
− условия, влияющие на повышение выхода
продукта (по стадиям);
− мероприятия по охране труда и окружающей среды, проводимые на местном предприятии
отразилось лишь в программе курса химии 1011 классов (1993) технического профиля, где
содержится раздел, посвящённый изучению
местного химического производства [4]. Также
в этой программе приводится перечень лабораторных опытов:
− простейший анализ сырья и продуктов местного химического производства;
65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
− простейший анализ отходов местного производства, проб воды, воздуха и почвы на
предмет их загрязнения отходами местного
производства.
Химическое производство остается одной
из базовых компонент школьного курса химии
(схема 1). Понятие ХП основывается на двух
других понятиях: «2.Вещество» (В) и «3. Химическая реакция» (ХР) [5].
Схема 1. Содержательные линии понятия «Химическое производство»
Установление преемственности между
изучаемым базовым или профильным материалом химии и тем, который предлагается при
изучении конкретного производства, является
необходимой компонентой для успешной передачи знаний учащимся. На схеме 1 отображены
основные содержательные линии ХП, которые
могут быть рассмотрены с позиции понятий
«Вещество» и «Химическая реакция».
Понятие «Вещество» раскрывается через
понятия ХП «Сырье» и «Продукты производства»: сырье → химическая реакция → технологический процесс→ продукты производства. В
этой линии производство начинается с сырья –
исходные вещества ХП – и заканчивается продуктами производства – конечными веществами происходящих превращений. Знание
свойств сырья, как определенных химических
веществ, химических реакций дает возможность влиять на процесс, изменяя его, оптимизируя технологический процесс для увеличения
выхода продукции.
Существующий стандарт школьного химического образования имеет тенденцию к
уменьшению времени изучения вопросов, связанных с химическими производствами. Это,
несомненно, приведет к урону в деле подготовки грамотных в химическом отношении
школьников, что в конечном итоге повлияет на
их экологическую грамотность, уменьшит интерес школьников к химии и химическим профессиям.
Вместе с тем, вопросы получения некоторых важных в промышленном отношении
веществ (аммиака, кислот, металлов и их сплавов, метанола) и некоторых принципов производства включены в ЕГЭ, что означает необходимость изучения химических производств, а
повышение интереса к этим вопросам возможно через региональную историю и путем разработки и включения в образовательный процесс
элективных курсов.
Ярославский край, вследствие выгодного
географического положения находящийся на
пересечении сухопутных и водных путей, связывавших Москву с северными и южными городами, с Сибирью и Уралом, известен как регион с развитой химической промышленностью
на протяжении почти всей своей истории. Так,
в раскопках Саранского городища (VII-VIII вв.)
на территории г. Ростова-Ярославского найден
пестик для растирания красок [6]. Там же говорится о производстве свинцовых белил в России, широко организованном в Ярославле и
Кашине, которыми пользовались еще в XI в.
Известно, что Кирилло-Белозерский монастырь, основанный в 1397 г., приобретал краски
для писания икон в Ярославле. Имена ярослав-
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ских предпринимателей XVIII в. Свешникова,
Полушкина в Ярославле, Менкина в РостовеЯрославском и далее Оловянишниковых, Вахрамеевых связаны с дальнейшим развитием
красочного дела в Ярославском крае, способствовали его развитию, их предприятия относились к градообразующим и сохранились в измененном виде до сих пор. Около 40 % взрослого населения Ярославля было занято на промышленных предприятиях [7].
В годы Советской власти Ярославский
край стал крупным промышленным центром.
Он является колыбелью производства синтетического каучука, крупным центром шинной и
нефтехимической промышленности. Региональный компонент изучения ХП в педвузе
включает в себя изучение всех важнейших производств г. Ярославля как дополнение к основным пунктам программы курса «Химическая
технология» в разделах «СК», «Нефтехимия».
В рамках производственной практики будущие
учителя знакомятся с предприятиями города на
экскурсиях, но традиционно углубленное изучение работы химических предприятий осуществляется на заводах, производящих лаки и
краски. Выделение изучения принципов ХП в
отдельную программу в педвузе не только позволит углубить представления будущих учителей о местных производствах, но и научит их
разработке новых элективных программ в любых условиях.
В результате изучения такого курса химии будущий учитель должен углубить представления и использовать в своей практике для
решения поставленных задач:
− важнейшие химические понятия: химический элемент, вещество; химическая реакция; химическое производство;
− основные принципы химических производств, реализуемых на лакокрасочных
предприятиях;
− уметь отбирать необходимые объекты (вещества) для разработки экспериментальной
части элективной программы (анализ сырья,
синтез некоторых веществ), осуществлять
анализы некоторых неорганических и органических веществ; уметь составлять маршрутные карты экскурсий, в том числе и
виртуальные.
Элективная программа «Лакокрасочная
промышленность Ярославского края, история,
развитие» может быть реализована для учащихся 10–11-х классов с профильным уровнем
среднего (полного) общего образования и направлена на достижение следующих целей:
− освоение системы знаний об особенностях
химического производства на примере завода «Русские краски», изучение химических процессов для формирования навыков
и умений работы с некоторыми неорганическими и органическими веществами, являющимися объектами химических производств лакокрасочной промышленности;
выбор оптимальных путей направления химических превращений, решение нестандартных задач, связанных с получением
красящих веществ.
− способствование развитию познавательных
интересов, возникающих при изучении основного курса химии
Содержание программы:
Тема 1. История появления ремесел (хронология) в Ярославском крае. Основные этапы
развития лакокрасочного дела на примере завода «Русские краски». Фрагменты фильма о истории завода и Ярославского края. Экскурсия в
музей города.
Тема 2. I этап: вторая половина XIX века
– 1917 г. Ярославские предприниматели. Сырьевая база. Технология производства. Продукция. Практическое занятие: составление коллекций сырья, продукции.
Тема 3. II этап: 1920-1941 гг. Новые направления. Сырьевая база. Технология производства. Продукция. Практическое занятие:
изучение сырья, использующегося в производстве в разные периоды.
Тема 4. III этап: 1941-1945 гг. Смена направления выпуска продукции: для военных
нужд. Практическое занятие: изучение технологического процесса производства, составление технологической схемы.
Тема 5. IV этап: 1945-90-е годы. Коренная
перестройка
производства.
Сырьепродукция. Практическое занятие: изучение
химических процессов, выделение принципов
производства на отдельных этапах.
Тема 6. Завод в новых условиях. Практическое занятие: смена технологий, сырья, направленности выпуска продукции. Составление
технологической карты.
Тема 7. Работа аналитических лабораторий. Методы анализов сырья, промежуточных
продуктов и конечного сырья. Практическое
занятие: анализ некоторых веществ.
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Тема 7. Другие заводы, производящие
краски. Практическое занятие: экскурсия в музей завода.
Тема 9. Химические профессии лакокрасочных производств. Практическое занятие:
составление маршрутной карты экскурсии на
завод на основе посещения музея предприятия.
На схеме 2 приводится пример преемственности содержательных линий «Вещество»
(сырье и продукты производства) и «Химическая реакция» химического производства алкидных лаков на ОАО «Русские краски» [8].
Схема 2
Производство алкидных лаков – хороший
пример для изучения ХП, так как вещества, как
расходуемые (сырье, катализаторы), так и получаемые, относятся к известным классам органических и неорганических соединений, также как и реакции, которые лежат в основе осуществляемых превращений. При этом знания
учащихся расширяются, так как в производстве
участвуют спирты, кислоты, другие соединения, как знакомые по школьному курсу, так и
более сложного состава и строения, но относятся к тем же гомологическим рядам. Углубляются представления о реакциях, поскольку учащиеся знакомятся с оптимизацией технологического процесса, с методами увеличения вы-
хода продуктов производства (смещение равновесных процессов), знакомятся с перспективами производства и другими, ранее перечисленными проблемами, решают расчетные задачи конкретного производственного содержания.
Алкидные лакокрасочные материалы –
это сложные эфиры разветвленного строения на
основе многоатомных спиртов (глицерин, пентаэритрит, триметилолэтан, триметилолпропан;
1,2,6-гексантриол, сорбит, ксилит, α-метилглюкозид) и многоосновных кислот (изо- и терефталевые кислоты, жирные кислоты, фталевый ангидрид, малеиновый ангидрид). Они стали создаваться в лакокрасочном производстве
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
как заменители растительных масел в период с
1946 по 1980 гг. На этом примере учащиеся
знакомятся с органическим синтезом как методом сохранения пищевого сырья, разработанным ярославскими учеными [9].
На практических занятиях учащиеся знакомятся с физическими свойствами веществ,
которые участвуют в производстве, углубляют
свои представления о зависимости свойств веществ от их строения – центральная проблема
органической химии. В схеме 3 показаны вещества и место их изучения в школе и вузе.
Схема 3. Преемственность изучения понятия «Вещество»
Освоение будущим учителем понятия ХП
на примере местного производства позволит
ему полученные навыки и умения использовать
при составлении собственных элективных про-
грамм на примерах другим важных производств, имеющихся как в Ярославском крае,
так и в других регионах страны.
Библиографический список
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Буринская, Н.Н. Политехническое образование и профориентация учащихся в процессе обучения химии
[Текст]: пособие для учителя. – М. : Просвещение, 1983.
Программы факультативных курсов для средней школы. – М. : Просвещение, 1969.
Химия в школе: сб. нормат. документов / сост. В.И. Сушко; под ред. М.А. Прокофьева, И.Н. Черткова. –
М. : Просвещение, 1987. – С. 87.
Программы восьмилетней и средней школы. Химия. – М. : Просвещение, 1981.
Программы для средних общеобразовательных учебных заведений. Химия. – М. : Просвещение, 1993.
Смирнов, Е.И., Александрова, Е.В., Ватлина, Л.П. Преемственность содержания химического образования в средней и высшей школе на основе концепции фундирования: материалы международной конференции «Чтения Ушинского». Естествознание: исследования и обучение. – Ярославль, 2008. – С. 204208.
Лукьяненко, П.М., Соловьёва, Ф.С. История химической промышленности СССР: пособие для учителей. – М. : Просвещение, 1966. – 251 с.
Дорогов, М.В., Горяченкова, Т.Е., Ватлина, Л.П. Изучение химических производств на основе краеведческого и исторического подходов // «Методологические и методические проблемы подготовки учителя
химии на современном этапе»: международная научно-практическая конференция – Липецк : Изд-во
ЛГПУ, 2008.
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
9.
Изюмов, В.Н., Липовский, М.Т. За дальнейший технический прогресс завода // Технический бюллетень
«За победу» – 1957. – № 1; Изюмов, В.Н. Синтетические вещества в производстве лаков и красок // Химия – производству: сб. статей]. – Ярославль : Верхне-Волжское изд-во, 1965.
Е.Л. Грачева, И.К. Проскурина
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ
СТУДЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАНДАРТИЗОВАННЫХ ТЕСТОВ ПО
БИОХИМИИ
В статье описан практический опыт автора по организации мониторинга качества знаний студентов по биохимии в условиях рейтинговой системы оценивания их учебной деятельности. Показано, что использование рейтинга в рамках модульной технологии повышает эффективность учебного процесса.
The article describes the authors' practical experience in organization of monitoring of students'
knowledge quality on biochemistry under conditions of rating system of evaluating their educational
activity. It is shown that rating and modular education are factor of raising the effectiveness of the
learning process.
В условиях перехода к многоуровневой
системе высшего образования возрастают требования к качеству подготовки специалистов.
Идет поиск эффективных моделей организации
учебно-познавательной деятельности студентов. В совокупности средств, обеспечивающих
функционирование системы управления качеством подготовки специалистов с высшим образованием, важная роль принадлежит научно
обоснованному, тщательно спланированному и
рационально организованному контролю процесса и результатов учебно-познавательной
деятельности студентов.
В области контроля можно выделить три
основные взаимосвязанные функции: диагностическую, обучающую и воспитательную. Диагностическая функция заключается в выявлении уровня знаний, умений, навыков. Обучающая проявляется в активизации работы по усвоению учебного материала. Воспитательная
функция состоит в том, что наличие системы
контроля дисциплинирует, организует и направляет деятельность студентов, помогает выявить пробелы в знаниях, особенности личности, устранить эти пробелы, формирует творческое отношение к предмету и стремление развить свои способности [2]. Таким образом, контроль – это не только определение степени
обученности и оценка, он может быть действенным средством многопланового воздействия
на личность студента.
На наш взгляд, интегративным инструментом
контроля
результатов
учебнопознавательной деятельности является рейтинговая система оценки знаний в рамках техноло-
гии модульного обучения. Рейтинг (от англ. to
rate – оценивать) как метод упорядоченного
ранжирования учащихся в соответствии с их
индивидуальной суммой баллов (индивидуальным кумулятивным индексом) имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционной пятибалльной шкалой, где определяется средняя оценка. Эти преимущества выражаются не только в более дифференцированной
оценке знаний, умений и навыков. Опыт применения рейтинга показывает, что он является
системой, активно влияющей на эффективность
учебного процесса [3-6]. Рейтинговая система
оценки знаний затрагивает интеллектуальную,
эмоционально-волевую, в том числе мотивационную и ценностно-ориентационную сферы
обучаемого, а также его коммуникативную деятельность. Рейтинг влияет на формирование
адекватной самооценки и формирует способность к самоконтролю [6].
Рейтинговая система оценки знаний студентов «вынуждает» их готовиться к каждому
занятию, способствует возрастанию состязательности в учебе, усилению интереса к изучаемому предмету, снижению числа пропусков
занятий без уважительной причины. Весьма
перспективна в этом отношении рейтинговая
интенсивная технология модульного обучения
(РИТМ), более десяти лет применяемая нами
при изучении биохимии студентами-биологами
факультета биологии и экологии Ярославского
государственного университета им. П.Г. Демидова. Учебный курс делится на модули. Модуль
– это логически завершенная часть (тема, раздел) курса, которая заканчивается контрольным
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
мероприятием. Изучаемый курс биохимии разбит нами на 7 модулей. Успешность усвоения
каждого модуля оценивается в баллах. Все набранные студентом баллы суммируются и составляют индивидуальный рейтинг студента.
При этом в рейтинг идут только баллы, набранные с первого раза и в установленные сроки,
начисляются призовые баллы за дополнительные виды работ [5]. По завершении каждого
модуля и в конце изучения дисциплины составляется рейтинг-лист – список студентов, составленный в порядке убывания индивидуальной суммы баллов. Регулярная публикация
рейтинговых списков мотивирует учебную активность студентов, присутствует элемент соревнования в учебных достижениях.
Различают текущий рейтинг и итоговый
рейтинг. Текущий рейтинг – сумма баллов, набранная учащимся на данный момент времени.
Итоговый рейтинг – сумма баллов, набранная
студентом за весь период работы по дисциплине (семестр), плюс баллы, набранные на экзамене. Итоговый рейтинг формируется по результатам трех основных видов контроля: текущего (на занятиях), рубежного (контрольная
работа по завершении модуля), итогового (экзамен) [5]. Правила набора баллов по изучаемой дисциплине, критерии оценок заранее доводятся до сведения студентов и не меняются в
течение семестра. Если оценка, соответствующая набранной за семестр сумме баллов, удовлетворяет студента, он может быть освобожден
от экзамена. Этот факт существенно повышает
заинтересованность студента в систематической работе на протяжении всего времени изучения дисциплины как на учебных занятиях,
так и дома, побуждает зарабатывать дополнительные баллы путем подготовки докладов по
текущим темам, составления кроссвордов и
т. п.
Следует принимать во внимание и то, что
тенденцией последних лет является директива
Министерства образования Российской Федерации о необходимости учета активности и текущей успеваемости студентов при выставлении итоговой оценки по учебной дисциплине.
Так, в государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования
по специальности №060500 «Бухгалтерский
учет, анализ и аудит» от 2000 года прямо говорится о том, что значимость в итоговой оценке
по учебной дисциплине результатов, полученных студентом по текущим видам деятельности
и промежуточного контроля знаний, должна
составлять не менее 40%, Обучение по системе
РИТМ позволяет в необходимой мере учитывать текущую успеваемость, поскольку на экзамене студент может получить до 40% от набранной им в течение семестра суммы баллов.
Безусловно, активная работа учащихся в течение семестра позволяет им приобретать более
прочные знания, умения и навыки по сравнению с учебной работой в авральном режиме в
конце семестра, типичной для многих студентов при традиционной системе обучения.
Рейтинговая система оценок – не только
отражение учебных достижений, но и средство
управления учебным процессом. При этом инструменты для измерения результатов обучения должны быть валидными и надежными.
Таковыми являются стандартизованные тесты,
позволяющие объективно измерить уровень
знаний студентов. Нами разработан комплект
стандартизованных тестов по биохимии, включающий тест входного контроля, тематические
тесты и тест выходного контроля. Тест входного контроля позволяет определить исходный
уровень знаний студентов, приступающих к
изучению биохимии. Тематический тест помогает за короткое время оценить успешность усвоения учебного материала модуля студентом.
Последующий анализ ошибок, допущенных в
тесте, производится преподавателем со студентами на учебном занятии, а также индивидуально. При этом каждому учащемуся становится ясно, какие разделы темы усвоены хорошо, а
какие требуют дополнительной проработки для
лучшего усвоения учебного материала. Тест
выходного контроля проверяет итоговый уровень знаний и умений каждого студента по изучаемой дисциплине. Использование научно
обоснованных тестов в рамках модульнорейтинговой системы повышает объективность
оценки знаний, умений и навыков учащихся,
обеспечивает оперативный контроль над ходом
учебного процесса.
Наш опыт показывает, что использование
модульно-рейтинговой системы оценки знаний
студентов приводит к улучшению качества
знаний, мотивирует учебную деятельность студентов, позволяет проводить мониторинг успешности обучения, повышает уровень активности учащихся в образовательном процессе,
дисциплинирует их. Это объективно подтверждают результаты проведенных нами педагогических экспериментов.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
При изучении биохимии три группы студентов (специальность «Биология» 020201)
обучались по модульно-рейтинговой системе, а
одна группа являлась контрольной, где обучение студентов велось традиционными методами, а его результаты оценивались по общепринятой пятибалльной (фактически четырехбалльной) шкале. Результаты теста входного
контроля не показали значимых различий в
знаниях студентов всех групп в начале обучения. В качестве контрольной была выбрана
группа учащихся с более высоким средним
баллом за тест. В конце изучения дисциплины
«Биохимия» все студенты писали тест выходного контроля, позволяющий оценить итоговый
уровень их знаний и умений. Результаты теста
выходного контроля свидетельствуют о достоверности различий среднего балла студентов
экспериментальных групп по сравнению с контрольной группой с традиционным обучением:
средний балл оценок, полученных в экспериментальных группах, составил 10,5 балла, а в
контрольной группе – 9,14 балла. Аналогичные
результаты приводятся в работе [1].
При изучении дисциплины «Введение в
биохимию» студентами-экологами (специальность «Экология» 020801) в 2008/2009 учебном
году нами впервые была применена модульнорейтинговая система и проведен педагогический эксперимент с целью оценки эффективности ее использования. Контрольной, как и в
предыдущем эксперименте, была выбрана более сильная по результатам теста входного контроля группа учащихся. Средний балл по тесту
выходного контроля у группы студентов, обучавшейся по рейтинговой системе с использованием стандартизованных тестов (9,98 балла)
оказался выше, чем у студентов контрольной
группы (8,21 балла). Статистически достоверных отличий по результатам теста входного
контроля не было выявлено, тогда как по результатам теста выходного контроля есть статистически достоверное различие в пользу
опытной группы, уровень значимости 0,043
(статистическая обработка результатов педагогических экспериментов осуществлялась в пакете анализа данных MS Excel, использовался tкритерий Стьюдента, сравнение проводилось
при критическом уровне значимости 0,05).
Представляет интерес анализ субъективных показателей эффективности модульнорейтинговой системы оценки знаний студентов.
С этой целью мы провели анкетирование студентов 3 – 4 курсов факультета биологии и экологии, изучавших биохимию по модульно –
рейтинговой системе с использованием для
контроля знаний наряду с традиционными методами контроля стандартизованных тестовых
материалов. Анализ данных, полученных в ходе анкетирования, позволяет утверждать, что
модульно-рейтинговая технология принимается
абсолютным большинством студентов (98%).
79% опрошенных считают, что модульнорейтинговая система способствует лучшему
усвоению учебного материала по сравнению с
традиционным обучением. По мнению 73% опрошенных, обучение с использованием модульной технологии стимулирует интерес студентов к изучению дисциплины.
Таким образом, объективные и субъективные показатели эффективности применения
рейтинговой системы оценки знаний студентов
в сочетании с модульной технологией обучения
в целом совпадают. Тестовый контроль удобно
использовать в рамках модульно-рейтинговой
системы, поскольку нет необходимости перевода тестового балла в оценку по пятибалльной
шкале, ей соответствует только итоговая сумма
баллов. Анализ результатов тестирования позитивно сказывается на уровне усвоения знаний,
позволяя успешно осуществлять индивидуальную работу студентов под руководством преподавателя, при этом текущий контроль является средством обучения и обратной связи, мотивирует студентов ритмично работать в течение всего семестра, формирует навыки самоконтроля в профессиональной деятельности.
Библиографический список
1.
2.
3.
4.
Новиков, А.Н., Букалова, Г.В. Модульная технология как средство повышения качества обучения в вузе
[Текст] // Стандарты и мониторинг в образовании. – 2001. – № 2. – С. 39-42.
Педагогика и психология высшей школы [Текст]: учеб. пособие / отв. редактор М.В. БулановаТопоркова. – Ростов-н/Д, 2002. – 544 с.
Полищук, О.К. Использование рейтинговых систем оценивания в учебном процессе [Текст] // Высшее
образование сегодня. – 2008. – № 3. – С. 91-93.
Попков, В.А., Коржуев, А.В. Методология педагогического исследования и дидактика высшей школы
[Текст]. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 184 с.
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
5.
6.
Рейтинг и тесты в системе оценки знаний студентов [Текст]: метод. руководство для преподавателей //
сост. Г.А.Урванцева, А.Н.Щапов. – Ярославль: Яросл. гос. ун-т., 2001. – 43 с.
Рейтинговая технология обучения [Текст]: метод. указания для слушателей ФПК и преподавателей многоуровневой системы образования / сост. Г.Н.Афанасьева и др. – СПб., 1995. – 27 с.
Ю.В. Новожилов, М.В. Карабанова, О.А. Ясинский
СИНТЕЗ СУЛЬФАМИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ СТРУКТУРНЫЙ ФРАГМЕНТ 5ВИНИЛИЗОКСАЗОЛА
В статье рассматриваются методы получения новых сульфамидных производных, содержащих структурный фрагмент 5-винилизоксазола, обладающие потенциальной биологической активностью.
This article reviews methods of preparation of novel sulfamide derivatives, which contain 5vynilizoxasole structure fragment and possess potential biological activity.
Разработка методов синтеза гетероциклических сульфамидов является одной из наиболее актуальных прикладных задач медицинской
органической химии в связи с их высокой востребованностью в исследованиях по поиску
новых антиинфекционных лекарственных препаратов [1,2]. В рамках такого рода исследований нами была изучена сульфамидная функционализация молекулярной системы 5винилизоксазола.
O
CH3
N
пирролидин,
этанол
O
+
O
N
H
+
H3C
+
N O
O
O
1
R1
R1
N O
H3C
В качестве исходного соединения в данном исследовании был использован 4-нитро3,5-диметилизоксазол 1 (Схема 1). Благодаря
сильно выраженным электроноакцепторным
свойствам нитрогруппа в этом соединении активирует 5-метильную группу в реакциях конденсации с ароматическими альдегидами 2. В
условиях основного катализа образование 5винил замещенных изоксазолов 3 протекает по
данным 1Н ЯМР-спектроскопии региоселективно и стереоселективно.
3а-г
2
2, 3 : R1 = Ph (a); 4-MePh (б); 4-OMePh (в); 2-тиофенил (г).
Схема 1
Восстановление нитрогруппы в соединениях 3 было осуществленно несколькими методами (Схема 2). При действии хлорида олова в
соляной кислоте синтезированы соответствующие амины 4, которые активно реагировали
с ангидридами и хлорангидридами карбоновых
кислот, образуя соответствующие карбоксамиды 5. Интересный результат получен при использовании системы востановления цинк –
карбоновая кислота – ангидрид соответствующей карбоновой кислоты – one pot образование
карбоксамидов 5.
Неожиданные результаты были получены
при взаимодействии аминов 4 с арилсульфохлоридами в условиях реакции ШоттенаБаумана. Так, в случае использования в качестве основания пиридина при комнатной температуре в течение нескольких минут образуются
ожидаемые сульфамиды 6. В случае же использовании триэтиламина реакция приводила к
селективному образованию продуктов бисприсоединения 7.
Другой вариант сульфамидной функционализации был осуществлен путем сульфохлорирования соединений 3 и 5 и последущего
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
сульфамидирования по Шоттену-Бауману ряда
первичных и вторичных аминов (Схемы 3,4).
Реакцию сульфохлорирования проводили в десятикратном избытке хлорсульфоновой кислоты и пятихлористого фосфора. Положение замещения протона при сульфохлорировании
было определено с помощью 1Н ЯМР-
спектроскопии.
Установленно,
что
5винилизоксазольный фрагмент ориентирует
сульфогруппу в свободное пара-положение
бензольного кольца относительно себя (соединения 8, схема 3) или в свободное α-положение
тиофенового цикла (соединения 10, схема 4).
Zn, R2COOH, (R2CO)O(OCR2)
O
N
R1
+
N O
O
H3C
3а-г
O
SnCl2, HCl
R3SOOCl
пиридин,
ацетонитрил
N
H 3C
R1
R2COCl,
триэтиламин,
ацетонитрил
O
N
R3SOOCl
триэтиламин,
ацетонитрил
NH2
4а-г
R1
H 3C
NH
O
R2 5а-з
O
O
N
N
R1
R1
O
H 3C
O
R3
NH
S
H 3C
O
O
R3
N S R3
O
S
O
7а-г
6а-г
3, 4 : R1 = Ph (a); 4-MePh (б); 4-OMePh (в); 2-тиофенил (г);
5: R1 = Ph, R2 = Me (а); R2 = Ph, R2 = Et (б); R2 = Ph, R2 = i-Pr (в);
R1 = 4-MePh, R2 = Me (г); R1 = 4-OMe, R2 = Me (д); R1 = 2-тиофенил, R2 = Me (е);
R1 = 2-тиофенил, R2 = Et (ж); R1 = 2-тиофенил, R2 = i-Pr (з);
6, 7: R1 = Ph (a); 4-MePh (б); 4-OMePh (в); 2-тиофенил (г);
R3SOOCl - арилсульфохлориды различного строения
Схема 2
HSO3Cl,
PCl5
O
O
O
N
H3C
S Cl
N
X
3а, 5а-в
H3C
HNR2R3,
триэтиламин,
ацетонитрил
O
X
S N
O
N
H3C
O
X
9а-г
8а-г
8,9 : X = NO2 (а); X = NCOMe (б); X = NCOEt (в); X = NCOi-Pr (г);
HNR2R3 - первичные и вторичные амины различного строения
Схема 3
74
R1
O
R2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
R1
S
O
O
HSO3Cl,
PCl5
N
Cl
S
S
O
O
HNR2R3,
триэтиламин,
ацетонитрил
X
N R2
S
O
S
O
N
N
H3C
O
X
H3C
3г, 5е-з
X
H3C
11а-г
10а-г
10, 11 : X = NO2 (а); X = NCOMe (б); X = NCOEt (в); X = NCOi-Pr (г);
HNR2R3 - первичные и вторичные амины различного строения
Схема 4
В случае наличия в пара-положении бензольного кольца по отношению к винилизоксазольному фрагменту алкильного или алкоксильного заместителя введение сульфогруппы в метаположение связано с ориентирующим влиянием этого заместителя (Схема 5).
R1
O
N
HSO3Cl,
PCl5
HNR2R3,
триэтиламин,
R1 ацетонитрил
O
N
O
R1
O
N
O
S
S
H3C
X
3б,в, 5г,д
H3C
X
O
Cl
H3C
X
O
13а-г
12а-г
N R3
R2
12, 13: X = NO2, R1 = Me (а); X = NO2, R1 = OMe (б); X = NCOMe, R1 = Me (в); X = NCOMe, R1 = OMe (г);
HNR2R3 - первичные и вторичные амины различного строения
Схема 5
Строение всех синтезированных в работе
соединений было доказано совокупностью данных 1Н ЯМР-спектроскопии и совмещенной
ЖХ-МС. 5-Винилизоксазолы, синтезируемые
на основе представленного подхода, отличаются широкими возможностями структурного
разнообразия за счёт варьирования заместителями и реагентами (карбоновыми кислотами,
аминами, сульфохлоридами) на стадии комбинаторного синтеза при получении конечных
продуктов 5-7, 9, 11, 13.
Экспериментальная часть
Общая методика синтеза соединений 3. К
раствору 1 моль 3,5-диметил-4-нитроизоксазола 1 и каталитического количества пирролидина в этаноле быстро приливали 1 моль альдегида 2. Через несколько минут смесь разогревается и выпадает желто-зеленый осадок. Осадок
отфильтровывали, промывали небольшим количеством охлажденного этанола, водой, затем
сушили до постоянного веса. Выход 3 – 7085 %.
Общая методика синтеза соединений 4.
Смесь 1 моль 3 и 4 моль двухводного хлорида
олова, 250 мл концентрированной соляной кислоты в 100 мл ДМФА нагревали 1 ч при 80 °С.
Реакционную массу разбавляли водой и добавляли большой избыток гидроксида натрия до
выпадения желтого осадка. Осадок отфильтровывали и промывали водой до нейтральной реакции промывных вод. Вещество перекристаллизовывали из этанола. Выход 4 – 60 %.
Общая методика синтеза соединений 5 из
3. К раствору 1 моль 3 и 2 моль ангидрида карбоновой кислоты в соответствующей карбоновой кислоте при охлаждении по порциям присыпали 6,5 моль порошка цинка. После прибавления всего количества цинка смесь нагревали
при 60 °С 1 ч. Выпавший осадок отфильтровы-
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
вали, фильтрат упаривали, остаток разбавляли
диэтиловым эфиром, образующиеся кристаллы
отфильтровывали. Выход 5 – 35-45 %.
Общая методика синтеза сульфохлоридов
8, 9 и 12. К смеси 1 моль пятихлористого фосфора и 10 моль хлорсульфоновой кислоты при
охлаждении и интенсивном перемешивании
медленно добавляли 1 моль соответствующего
соединения 3 или 5. Реакционную смесь нагревали при 60 °С в течение 2 ч. После охлаждения до комнатной температуры реакционную
смесь выливали на лед. Выделившийся осадок
отфильтровывали и промывали хлороформом.
Выход 8, 9 – 80-85 %.
Библиографический список
1.
2.
Talley. J.J., Brown, D.L., Carter, J.S., et al. 4-[5-Methyl-3-phenylisoxazol]4-yl]-benzenesulfonamide, valdecoxib: A potent and selective inhibitor of COX-2 // J. Med. Chem. – 2000. – 43, № 5. – р. 775-777.
Koboldt
C.M.,
Talley
J.J.,
Seibert
K.,
et
al.,
N-[[(5-Methyl-3-phenylisoxazol-4-yl)phenyl]sulfonyl]propanamide, sodium salt, parecoxib sodium: A potent and selective inhibitor of COX-2 for parenteral administration // J. Med. Chem. – 2000. – 43, № 9. – р. 1661.
Исследование выполнено в рамках Государственного контракта № 02.527.11.9002 “Разработка серии
высокоэффективных клинических кандидатов для лечения инфекционных заболеваний на основе новых механизмов действия с применением технологий комбинаторного синтеза и высокопроизводительного скрининга” (Заказчик – Федеральное агентство по науке и инновациям).
Т.В. Сахарова, Д.Б. Кобылинский
СИНТЕЗ ПРОИЗВОДНЫХ N-МЕТИЛПИРРОЛА, СОДЕРЖАЩИХ ДВЕ ТОЧКИ
КОМБИНАТОРНОГО РАЗНООБРАЗИЯ
Соединения, содержащие одновременно в структуре 1-метил-1Н-пиррола карбонильный
и сульфамидный фрагменты, могут представлять интерес для проведения биологических испытаний. В работе описан комбинаторный подход к синтезу сульфамидов N-метилпиррола и карбоксамидов на их основе.
Compounds containing carbonyles and sulfamides fragments in the structure of 1-methyl-1Hpyrroles, may be interesting for biologically testing. In this article was description combinatorial approach synthesis N-methylpyrroles and carboxamides sulfamides on basis in.
Среди современных биологически активных веществ и фармацевтических препаратов
до сих пор большую часть занимают соединения на основе традиционных одно-, двухчленных гетероциклов. Такие производные
пиррола, как 4-замещенные амиды и сложные
эфиры пиррол-2-карбоновой кислоты, пользуются популярностью при разработке новых современных инфекционных и других препаратов
в широком спектре фармакологической активности [1]. Очевидно, что соединения, содержащие в своей основе сульфамидный фрагмент,
традиционно используются в этой области, обладая химиотерапевтической активностью при
инфекциях, вызванных грамположительными и
грамотрицательными бактериями [2]. Поэтому
разработка методов синтеза производных пиррол-2-карбоновой кислоты, содержащих сульфамидный фрагмент в положении 4- (т.е. про-
изводных пиррола, содержащих две точки комбинаторного разнообразия), является актуальной задачей медицинской органической химии
и фармакологии [3].
Результаты и обсуждение
Для синтеза сульфамидной библиотеки
(схема 1) на 1-метил-1Н-пиррол 1 действуют
хлорангидридом трихлоруксусной кислоты. В
результате образуется трихлорацетил 1-метил1Н-пиррола 2. Взаимодействием трихлорацетила с этилатом натрия получают соответствующий этиловый эфир 1-метил-1Н-пиррола 3. Под
воздействием хлорсульфоновой кислоты на
эфир 1-метил-1Н-пиррола образуется соответствующий сульфохлорид 4. Сульфохлорид
взаимодействует с различными аминами, образуя различные сульфамидные производные 5ак. Далее в трех группах исследуемых веществ в
этом центре присутствовал постоянный суль-
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
фамидный фрагмент: в одной группе HNR1R2 –
пирролидин (6а), во второй – индолин (6б), в
третьей – морфолин (6в).
O
Cl
CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
CH3
N
O
CH3
ii
iii
3 (45-50 %)
2 (60%)
1
HSO3Cl
O
O
R1
i
C2H5OH / C2H5ONa
Cl
N
N
Cl
R2
Cl
O
R1
CH3
S
N
O
O
O
NHR1R2
O
N
CH3
O
CH3
iv
O
v
5а-к (60-65 %)
4 (65 %)
R2
R2
N
NaOH / HCl
O
N
R1
CH3
S
R1
O
O
S
S
O
OH
NHR1R2
CDI
N
CH3
N
O
vi
R3
O
N
R4
N
CH3
O
7а-л (40-70 %)
6а (55 %)
6б (55 %)
6в (53 %)
Схема 1. Получение 1-метил-1Н-пиррол-4-илсульфамидов 5а-к и 4-сульфамид-1-метил-1Н-пирролкарбоксамидов 7а-л
Варьирование карбоксамидной комбинаторной библиотеки проводилось по второму
центру рандомизации (HNR3R4). Для этого
этиловый эфир соответствующего сульфамидного производного 1-метил-1Н-пиррола 5 гидролизовали щелочью с образованием соответствующей кислоты 6. Кислота взаимодействует
с различными аминами HNR3R4 через стадию
образования имидазольного производного.
Присоединить амины сразу в данном случае
достаточно тяжело, поэтому реакцию проводили через стадию генерирования промежуточных элекрофильных ацилирующих агентов –
имидазолилов кислот, получаемых взаимодействием
этих
кислот
с
1,1’-карбонилдиимидазолом (КДИ). Ввиду слабого характера
амидной связи в имидазолилах они легко вступают в реакцию переамидизации с реагентами
– аминами. Здесь также использовались соединения с разнообразной структурой аминного
фрагмента, т.е. производные первичных и вто-
ричных аминов ароматического, жирноароматического, алифатического, циклоалифатического и гетероциклического строения.
Строение и чистота синтезированных
сульфамидов и карбоксамидов подтверждены
данными спектроскопии ЯМР 1Н. Анализируя
приведённые в таблицах 1 и 2 описания спектров, можно заметить, что диапазоны химических сдвигов протонов пиррольного кольца в 3м и 5-м положении для сульфамидных производных этилового эфира 1-метил-1Н-пиррол-2карбоновой кислоты достаточно постоянны
(6,9-7,0 и 7,3-7,4 м.д. соответственно) и не
сильно зависят от вариаций амидов HNR1R2.
В случае же постоянного сульфамида
HNR1R2 протон в 3-м положении пиррола достаточно сильно откликается на вариации амидов HNR3R4 в основном смещением в сторону
сильного поля (до 6,5-7,0 м.д.).
C помощью специального модуля программы ChemoSoft для всех синтезированных
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
соединений были рассчитаны значения ряда
физико-химических дескрипторов, являющихся
основными в концепции сходства с соединениями-лидерами с точки зрения биодоступности [3]. В таблицах 1 и 2: MW – молекулярная
масса; log P – логарифм коэффициента распределения вещества в системе 1-октанол/вода;
Rot B – число нетерминальных вращающихся
связей; Hd+Ha – сумма доноров и акцепторов
водородной связи в данной молекуле. Совокупность рассчитанных дескрипторов определяет
потенциальные фармакокинетические свойства
соединений. Строение полученных соединений,
их свойства, описание 1H ЯМР спектров также
представлены в таблицах 1, 2.
Экспериментальная часть
Исходные соединения – 1-метил-1Нпиррол, хлорангидрид 3-хлоруксусной кислоты, хлорсульфоновая кислота и амины
HNR1R2, HNR3R4.
2,2,2-Трихлор-(1-метил-1Н-пиррол-2-ил)этанон (2). В трехгорлую колбу, снабженную
механической мешалкой, загружают 200 мл
осушенного диэтилового эфира и 173 г. (0,96
моля) хлорангидрида 3-хлоруксусной кислоты.
В течение трёх часов при сильном перемешивании в раствор прибавляют по каплям 77 г
(0,94 моля) свежеперегнанного 1-метил-1Нпиррола. После прибавления смесь перемешивают 1 час и прибавляюти по каплям к ней раствор 100 г (0,72 моля) карбоната калия в 300 мл
воды. Слои разделяют, и органический слой
высушивают сульфатом магния. Растворитель
отгоняют на вакуумном испарителе, а остаток
растворяют в 225 мл гексана. Раствор охлаждали, после чего выпадал осадок, который перекристаллизовывают из гексана. Выход 2 – 129 г
(60 %), т. пл. 63-65 °С.
Этиловый эфир 1-метил-1Н-пиррол-2карбоновой кислоты (3). В трехгорлую колбу,
снабженную механической мешалкой, загружают 2,5 г металлического натрия и 300 мл
обезвоженного этанола. После полного растворения натрия в полученную смесь в течение 10
мин небольшими порциями прибавляют 75 г
(0,3 моля) трихлорацетила. После полного прибавления раствор перемешивают 4 часа. Избыток этилового спирта отгоняют на вакуумном
испарителе, а оставшееся масло заливают 200
мл диэтилового эфира и 25 мл 3н соляной кислоты. Эфирный слой отделяют, а водный экстрагируют ещё раз 100 мл эфира. Эфирные слои
сливают, сушат сульфатом магния, а эфир от-
гоняют. Полученный сырой продукт был очищен на хроматографической колонке с силикагелем. В качестве элюента использовали смесь
этилацетат – гексан (1:4). Получали 19-21 г густого масла. Выход 3 45 – 50 %.
Этиловый эфир 4-хлорсульфонил-1метил-1Н-пиррол-2-карбоновой кислоты (4). К
интенсивно перемешиваемому раствору хлорсульфоновой кислоты [64 мл (0.96 моля)], охлажденному до 10 °С, в течение 30 мин маленькими порциями прибавляют продукт 3 [20
г (0,16 моль)]. Реакционную смесь перемешивают 4 ч при комнатной температуре, после
чего выливают в лёд (300 г). Осадок отфильтровывают, промывают водой, высушивают и
перекристализовывают из смеси толуол – петролейный эфир (1:3). Выход сульфохлорида 4 –
24,4 г (65 %), т. пл. 105-107 ◦С.
Сульфамиды этилового эфира 1-метил1Н-пиррол-2-карбоновой кислоты (5а-к). К перемешиваемому раствору 0.1 моль соответствующего амина HNR1R2 и 17 мл (0.12 моль)
триэтиламина в 300 мл диоксана в течение 5
мин при комнатной температуре добавляют 24
г (0.1 моля) этилового эфира 4. Реакционную
смесь перемешивают 3 ч при 60°С. Полученную смесь выливают в воду (500 мл). Осадок
сульфамида 5 отфильтровывают, промывают
водой, высушивают и перекристаллизовывают
из изопропилового спирта. Выход 5а-к – 5565 %.
4-Сульфамид-1-метил-1Н-пиррол-2карбоновые кислоты (6а-в). Смесь 0.14 моль
соответствующего сульфамида 5, 200 мл 10 %
NaOH и 7 мл этилового спирта энергично перемешивают и медленно нагревают до 95 °C.
Затем нерастворимый осадок отфильтровывают. Раствор охлаждают до комнатной температуры, после чего при перемешивании добавляют 15 % HCl для поддержания pH реакционной
смеси не более 3. Осадок отфильтровывают,
промывают водой и высушивают при 100 °C.
Полученную кислоту 6 заново перекристаллизовывают из смеси вода-деметилформамид
(4:1). Выход – 55 %. Температуры плавления:
4-пирролидин-1-сульфонил-1-метил-1Нпиррол-2-карбоновая кислота (6а) 235-237 °С;
4-индолин-1-сульфонил-1-метил-1Н-пиррол-2карбоновая кислота (6б) 223-225 °С; 4морфолин-1-сульфонил-1-метил-1Н-пиррол-2карбоновая кислота (6в) 232-234 °С.
Амиды 4-сульфамид-1-метил-1Н-пиррол2-карбоновой кислоты (7а-л). 0.0011 моль ки-
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
слоты 6 и 0,16 г (0.001 моль) 1,1’карбонилдиимидазола добавляют в 5 мл осушенного диоксана. Смесь нагревают до 40-60
°C и перемешивают до получения прозрачного
раствора. Затем в полученный раствор добавляют 0.0011 моль соответствующего амина
HNR3R4 и нагревают с обратным холодильником в течение 1-2 ч, охлаждают и растворяют в
воде. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из этилового спирта. Соответствующие амиды 7 получают с выходами 40-70
%.
Таблица 1
Строение, свойства, выход соединений 5а-к
N
HNR1R2
Т.
пл.,
°С
Выход,
%
MW
5а
HN
101104
60
336.4 1.77
104106
60
370.8 2.55
167168
60
411.9 2.48
165166
60
316.4 2.84
119122
60
368.4 1.52
CH3
5б
5в
H2N
Cl
N
N
Cl
H3C
CH3
5г
N
H
LogP
H3C
O
5д
H2N
O CH3
79
1H ЯМР (ДМСО
RotB Hd+Ha d6, 400 Мгц), δ
(м.д.)
7.6 (с 1H, 5-Pyr),
7.4-7.2(м, 5H, Ph),
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
7
5
4.0 (с, 2H, CH2),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 2.5 (с, 3H,
NCH3), 1.4 (т,
3H,OEt)
7.4 (с 1H, 5-Pyr),
7.25-7.1(д, 4H, Ph),
7.2 (с, 1H, NH),
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
8
7
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.0 (т, 2H,
CH2), 2.65 (т, 2H,
CH2),
1.3
(т,
3H,OEt)
7.6 (с, 1H, 5-Pyr),
7.15(д, 2H, ArH),
7.0 (с, 1H, 3-Pyr),
6.8(д, 2H, ArH),
6
6
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.3-2.9 (д, 8H,
Pip), 1.4 (т, 3H,OEt)
7.6 (с, 1H, 5-Pyr),
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (с, 3H, CH39
5
Pyr), 2.9 (т, 4H,
CH2), 1.5 (м, 8H,
2CH2),
1.4
(т,
3H,OEt), 0.95 (т,
6H, CH3)
9.85 (с, 1H, NH),
7.4 (с 1H, 5-Pyr),
8
7
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
6.3 (с, 2H, o-Ph),
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
CH3
5е
N
H
CH3
5ж
N
5з
H3C
5и
N
N
H
H2N
O
161164
60
336.4 2.11
7
4
150152
60
407.5 1.80
7
6
8082
60
350.4 2.12
8
5
126127
60
322.4 1.56
7
6
152154
60
302.4 -0.12
5
6
O
5к
N
H
80
6.0 (с, 1H, p-Ph),
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.7 (с, 6H,
OCH3), 1.3 (т,
3H,OEt)
7.4 (с, 1H, 5-Pyr),
7.35-7.2(м, 5H, Ph),
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (т, 2H, CH2),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.5 (м, 2H,
NCH2), 1.4 (т,
3H,OEt), 1.05 (т, H,
OEt)
7.6 (с, 1H, 5-Pyr),
7.0 (с, 1H, 3-Pyr),
6.8-6.65 (д, 4H, Ph)
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.7 (с, 3H,
OCH3), 3.1-2.9 (д,
8H, Pip), 1.4 (т,
3H,OEt)
7.6 (с, 1H, 5-Pyr),
7.4-7.2(м, 5H, Ph),
6.95 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
4.2 (м, 2H,NCH2),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.1 (с, 2H
CH2Ph), 1.4 (т,
3H,OEt) 0.95 (т, 3H,
NEt)
7.6 (с, 1H, NH), 7.4
(с 1H, 5-Pyr), 7.37.1(м, 5H, Ph), 6.95
(с, 1H, 3-Pyr), 4.25
(м, 2H, OEt), 4.0 (д,
2H, CH2), 3.95 (с,
3H, CH3-Pyr), 1.4
(т, 3H,OEt)
7.6 (с, 1H, 5-Pyr),
7.0 (с, 1H, 3-Pyr),
4.25 (м, 2H, OEt),
3.95 (с, 3H, CH3Pyr), 3.7 (д, 4H,
2OCH2), 2.85 (д,
4H, 2NCH2), 1.4 (т,
3H,OEt)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Таблица 2.
Строение, свойства, выход соединений 7а-л
N
HNR1
R
HNR3R4
Т. пл., Выход,
%
°С
MW
173-175
60
213-214
LogP
Rot
B
Hd+H
a
381.9
1.89
6
6
60
432.5
1.47
6
5
182-184
60
444.5
1.23
6
5
184-186
60
430.5
1.35
7
6
Cl
7а
H2N
CH3
O
7б
HN
N
N
H
7в
HN
N
H2N
7г
N
81
1H ЯМР (ДМСО
d6, 400 Мгц), δ
(м.д.)
8.6 (с, 1H, NH),
7.4 (с, 1H, 5-Pyr),
7.38-7.22 (д, т,
4H, Ph), 7.24 (с,
1H, 3-Pyr), 4.5 (д,
2H, NCH2), 3.95
(с, 3H, CH3-Pyr),
3.25
(д,
4H,
N(CH2)2), 1.8 (д,
4H, N(CH2)2)
7.4 (с, 1H, 5-Pyr),
7.0-6.8 (д, т, 4H,
Ph), 6.5 (с, 1H, 3Pyr), 3.95 (с, 3H,
CH3-Pyr), 3.8 (д,
4H,
N(CH2)2),
3.1-2.9 (д, 8H,
Pip), 1.8 (д, 4H,
N(CH2)2)
7.8 (д, 2H, Ph),7.4
(с, 1H, 5-Pyr), 6.9
(д, 2H, Ph), 6.6 (с,
1H, 3-Pyr), 3.95
(с, 3H, CH3-Pyr),
3.9
(д,
4H,
N(CH2)2), 3.4-2.1
(д, 8H, Pip), 2.5(с,
3H,
C(O)CH3),
1.8
(д,
4H
N(CH2)2)
7.9 (с, 1H, NH),
7.35 (с, 1H, 5Pyr), 7.25 (м, 5H,
Ph), 7.2 (с, 1H, 3Pyr), 3.95 (с, 3H,
CH3-Pyr), 3.7 (м,
1H, HCH), 3.45
(с, 2H, CH2), 3.1
(д, 4H, N(CH2)2),
2.8
(д,
4H,
N(CH2)2), 2.1(т,
4H, Pip), 1.8 (д,
4H
N(CH2)2),
1.7(д, 4H, Pip)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
CH3
CH3
O
HN
7д
O
179-182
60
447.5
1.86
6
6
169-170
60
390.5
1.39
7
5
229-230
60
388.5
1.61
5
6
148-150
60
361.5
1.77
5
4
CH3
H2N
N
7е
N
7
ж
H2N
S
N
H
CH3
7з
H 2N
CH3
CH3
82
7.4 (с, 1H, 5-Pyr),
6.65 (с, 1H, ArH),
6.6 (с, 1H, ArH),
6.5 (с, 1H, 3-Pyr),
5.3 (м, 1H, NCH),
4.3-2.5 (д, 2H,
CH2),3.95 (с, 3H,
CH3-Pyr), 3.2 (д,
4H,
N(CH2)2),
2.9-2.7 (д, 2H,
CH2), 1.8 (д, 4H,
N(CH2)2), 1.5 (д,
3H, CH3CH)
8.4 (с, 1H, NH),
7.4 (с, 1H, 5-Pyr),
7.18 (с, 1H, 3Pyr), 7.10 (д, 2H,
Ph), 6.6 (д, 2H,
Ph), 4.5 (д, 2H,
NCH2), 3.95 (с,
3H, CH3-Pyr), 3.1
(д, 4H, N(CH2)2),
2.9
(с,
6H,
N(CH3)2),1.8 (д,
4H, N(CH2)2)
12.2 (с, 1H, NH)
7.74 (с, 1H 5-Pyr),
7.44-6.9 (д, т, 4H,
ArH), 7.18 (с, 1H,
3-Pyr), 6.88 (д,
2H, Thiaz), 3.95
(с, 3H, CH3-Pyr),
3.9 (д, 2H, CH2),
3.0 (д, 2H, CH2)
7.28 (с, 1H, NH)
7.22 (с, 1H 5-Pyr),
7.44-6.9 (д, т, 4H,
ArH), 6.92 (с, 1H,
3-Pyr), 3.95 (с,
3H, CH3-Pyr), 3.9
(д, 2H, CH2), 3.0
(д, 2H, CH2), 1.45
(с, 9H, t-But)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
H3C
H2N
N
7и
CH3
130-133
60
404.5
1.67
9
5
162-165
60
413.4
1.70
6
7
256-259
60
379,4
0.44
6
7
CH3
O
H2N
7к
N
O
7л
H2N
N
H
N
O
7.82 (с, 1H, NH),
7.28 (с, 1H 5-Pyr),
7.44-6.9 (д, т, 4H,
ArH), 7.0 (с, 1H,
3-Pyr), 3.95 (с,
3H, CH3-Pyr), 3.9
(д, 2H, CH2), 3.2
(д, 2H, CH2CH2),
3.0 (д, 2H, CH2),
2.5
(д,
2H,
CH2CH2), 2.5 (с,
4H, N(Et)2), 1.0
(с, 6H, N(Et)2)
8.25 (с, 1H, NH),
7.8
(с,
1H,
Pyrmdn), 7.65 (с
1H,5-Pyr), 7.45 (с,
1H, Pyrmdn), 7.36.8 (д, т, 4H,
ArH), 6.7(с, 1H,
3-Pyr), 4.05 (д,
2H, CH2), 3.95 (д,
2H, CH2), 3.85 (с,
3H, CH3-Pyr), 2.9
(с, 6H, OCH3)
9.65 (c, 1H, NH),
7.62 (д, 2H, ArH),
7.36 (с, 1H, 5Pyr), 7.28 (с, 1H,
3-Pyr), 6.7 (д, 2H,
ArH), 4.05 (с, 3H,
CH3-Pyr), 3.8 (c,
3H, OCH3), 3.7
(д, 4H, 2OCH2),
2.9
(д,
4H,
2NCH2)
Библиографический список
1.
2.
3.
Lipinski C.A. at al. J. Adv. Drug Delivery Rev. 1997. 23. P. 3-25.
Граник, В.Г. Основы медицинской химии [Текст]. М.: Вузовская книга, 2001. – 384 c.
Oprea T.I. at al. J.Chem. Inf. Comput. Sci. 2001. Vol. 41. P. 1308-1315.
Исследование проведено в рамках Государственного контракта № 02.527.11.9002 на выполнение
опытно-конструкторских работ по теме: «Разработка серии высокоэффективных клинических кандидатов
для лечения инфекционных заболеваний на основе новых механизмов действия с применением технологий
комбинаторного синтеза и высокопроизводительного скрининга» (Заказчик – Федеральное агентство по
науке и инновациям).
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ю.Л. Масленникова, П.В. Михайлов, И.А. Осетров
СОСТОЯНИЕ ИММУННОГО СТАТУСА ЛИЦ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ФИЗИЧЕСКОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
В ходе исследования были определены аэробная работоспособность и показатели иммунитета у спортсменов и нетренированных лиц. Полученные результаты свидетельствуют, что
состояние иммунного статуса определенным образом сочетается со степенью тренированности
организма. У спортсменов в период высокой физической готовности наблюдается некоторое
снижение функциональной активности иммунной системы.
In the course of investigation determined aerobic capacity and showing of immunity of the
sportsman and untrained man. Results of investigation witness about correlation of training level and
state of immunity. In period of high physical condition of the sportsman observed reduce functional
activity of immunity system.
Принято считать, что с ростом энергопотенциала организма увеличиваются и его резервные возможности [2, 3]. Однако известно,
что при интенсивной тренировке у спортсменов
отмечаются отклонения в показателях индивидуального здоровья, часто фиксируется неспецифический компонент адаптации, напряжение
регуляторных механизмов на фоне достаточного функционального резерва [7, 9, 10]. В этой
связи представляет интерес изучение характера
взаимосвязи между уровнем иммунной резистентности и аэробной производительностью
организма, которая может быть определена по
величине максимального потребления кислорода (МПК) [2, 5, 6, 7]. Можно предполагать, что
иммунный статус организма коррелирует с величиной его аэробного потенциала. При рационально организованной спортивной тренировке
происходит повышение физической работоспособности и, возможно, изменение показателей
иммунореактивности организма спортсменов.
С учетом вышесказанного целью настоящего исследования было изучение взаимосвязи
аэробной работоспособности и показателей
иммунитета у спортсменов и лиц, не занимающихся спортом.
Материал и методы исследования
Наблюдения проводили на 34 испытуемых. Были сформированы две группы: нетренированные лица и спортсмены. Контрольную
группу (n=17) составили юноши от 18 до 20
лет, со средней массой тела 63,97±1,61кг, не
занимающиеся спортом. Они были обозначены
как группа «К». Во вторую группу были включены спортсмены-мужчины (греко-римская
борьба и борьба самбо) 18-25 лет, масса тела от
60 до 80 кг (n=17), имеющие ежедневные тре-
нировочные нагрузки Она была обозначена как
группа «С».
В ходе исследования определяли состав
тела, аэробную работоспособность с использованием субмаксимального нагрузочного теста
(PWC170) со ступенчатым увеличением велоэргометрической нагрузки по общепринятой
методике [5]. Регистрировали ЧСС, АД, время
восстановления. Рассчитывали ДП, МПК,
PWC170, PWC170/кг, МПК/кг. Регистрировали
ряд гематологических характеристик крови, и в
том числе число эритроцитов (RBC) и лейкоцитов (WBC), содержание гемоглобина (Hb), показатель гематокрита (Ht), средний объем эритроцита (MCV), среднее содержание гемоглобина в эритроцитах (MCH), среднюю концентрацию гемоглобина в эритроцитах (MCHC). Все
показатели регистрировали с помощью гематологического анализатора «DANAM HC–5710»,
США.
При оценке иммунного статуса организма
проводили определение общего числа лимфоцитов фиколвирографическим методом с рентгеноконтрастным веществом (Limpho separation
medium inc. Biomedicals). Для окрашивания
клеток использовали гематоксилин. Проводили
нанесение моноклональных антител. Подсчёт
производили при помощи счётчика форменных
элементов крови СФК «Минилаб». Популяции
и субпопуляции лимфоцитов определяли иммуноцитохимическим методом (стрептавидинбиотиновым методом) по К.А. Лебедеву. Проводили определение циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) унифицированным методом с полиэтилен-гликолем (ПЭГ–6000). Количественную сторону определяли по оптической плотности на иммуноферментном анализаторе (ИФА). Количественное определение
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
иммуноглобулинов выполняли методом радиальной иммунодиффузии в геле (по Манчини) с
использованием стандартных диагностических
сывороток.
Статистическую обработку результатов
обследования проводили с использованием пакета прикладных программ «Excel». За уровень
значимых принимали различия при p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ данных состава тела свидетельствовал о
том, что у спортсменов было достоверно меньшее процентное содержание жира (на 38 %,
p<0,05) при большей доле активного компонента (на 39% больше, p<0,05) по сравнению с
контролем. Это сочеталось и с большей величиной аэробной работоспособности (рис.1).
Расчетные показатели PWC170 и МПК в группе
тренированных лиц значительно выше по сравнению со здоровыми нетренированными лицами группы контроля. О более высоком функциональном потенциале тренированных лиц
свидетельствовали более низкие показатели
ЧСС, АД и ДП в покое.
140
К
проценты (%)
120
С
100
80
60
40
20
0
PWC170
МПК
МПК/БЖМ
ДП
ВВ
PWC/кг
Рис. 1. Сравнение функциональных показателей спортсменов с данными группы контроля, результаты которой приняты
за 100%
Обозначения: PWC170 – показатель физической работоспособности, МПК – максимальное потребление кислорода,
МПК/БЖМ – отношение МПК к безжировой массе тела; ДП – двойное произведение, ВВ – индекс восстановления после
велоэргометрической нагрузки, PWC170/кг – отношение физической работоспособности к массе тела
При оценке иммунного статуса (рис. 2) в
группе спортсменов обнаружено достоверно
большее количество эозинофилов, при этом
средние значения оказались выше физиологи-
ческой нормы. Средние величины этого показателя в группе «С» составили 1,25 ± 0,23%, что
значительно превышает нормальные значения
(0,1- 0,6).
200
проценты (%)
175
К
С
150
125
100
75
50
25
0
LIMP
MONO
NEUT
EOS
Рис. 2. Сравнение дифференциальных показателей в крови спортсменов с данными группы контроля,
результаты которой приняты за 100%
Эозинофилия свидетельствует о повышенной активности гуморального компонента
иммунной системы. Вероятно, на пике спортивной формы организм более чувствителен к
внешним воздействиям, возможны аллергические реакции. У тренированных лиц обнаруже-
на тенденция к увеличению числа моноцитов
на 34%, что может свидетельствовать о повышении фагоцитарной активности иммунной
системы. Некоторыми авторами показано, что
физическая нагрузка может давать повышение
количества моноцитов в периферической крови
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
[10]. Однако в нашем исследовании данная
тенденция оказалась статистически недостоверной.
Изучение клеточного компонента иммунной системы (табл. 1) у спортсменов свидетельствовало о значительно меньшем содержании ряда иммуноцитов, особенно CD22 и
CD25, а также CD16 и иммунорегуляторного
индекса. Наблюдается тенденция к снижению
киллерной активности CD16+ при параллельном увеличении CD8+, а количество клеток с
хелперной активностью CD4+ Т-клеток остается неизменным. Имеются данные, свидетельствующие о постнагрузочной лимфопении, которую связывают с апоптозом лимфоцитов [10].
Таблица 1
Данные клеточного компонента иммунной системы испытуемых и содержание некоторых классов
иммуноглобулинов в крови (Х ± m)
Показатели
ЦИК
CD3
CD4
CD8
CD4/CD8
CD16
CD22
CD25
G
A
M
Группа «К» (n=17)
34,33±2,48
58,16±2,03
35±1,7
23,16±0,55
1,51±0,06
17,16±0,55
24,66±2,03
2,83±1,13
13,59±1,01
1,99±0,38
2,2±0,26
Группа «С»(n=17)
54±3,13
66,0±2,9*
38,12±0,91
27,87±1,6*
1,43±0,09
15,75±1,37
17,5±1,37**
1,14±0,48
12,67±1,2
1,55±0,27
1,34± 0,12*
Разница
19,67
7,84
3,12
4,71
- 0,08
-1,41
- 7,16
- 1,69
- 0,92
-0,44
-0,86
57%*
13%*
9%
20%*
5%
8%
29%**
60%
7%
22 %
39 %*
Обозначения: * различия достоверны при р<0,05; ** − при р<0,01
тельно высокой устойчивостью к физическим
нагрузкам, такое состояние, когда содержание
Т-лимфоцитов увеличивается, а содержание
В-лимфоцитов снижается на фоне уменьшения
уровня глобулинов, можно расценивать как
нерациональное изменение иммунной системы
в целом. Учитывая, что у спортсменов кровь
сгущена (табл. 2), снижается и презентация,
т.е. затруднено представление антигена, так
как данный процесс во многом определяется
скоростью кровотока.
Таблица 2
Данные общего анализа крови испытуемых. (Х ± m)
Анализ отдельных субпопуляций лимфоцитов у спортсменов указал на большее содержание Т-лимфоцитов и циркулирующих
иммунных комплексов. С другой стороны, было выявлено меньшее в сравнении с контролем
содержание В-лимфоцитов. Возможно, это
связано с высокой долей Ig G (14,18±0,71), которые, как известно, угнетают пролиферацию
В-лимфоцитов, что ведет к снижению иммунного ответа. Хотя некоторыми авторами [10]
показано, что В-лимфоциты обладают относи-
Показатели
WBC
RBC
Hb
Ht
MCV
MCH
MCHC
RDW
Группа «К»
(n=17)
6,6±0,9
4,2±0,04
133±3,8
0,418±0,009
99,45±1,78
30,98±0,8
315,33±3,81
11,95±0,25
Группа «С»
(n=17)
5,8±0,41
4,67±0,086
152,37±1,63
0,449±0,012
96,08±1,59
33,07±0,45
343,37±7,06
12,63±0,14
Разница
- 0,8
0,47
19,37
0,031
- 3,37
2,09
28,04
0,68
-12 %*
12 %
15 %**
7 %*
-3 %
7 %*
9 %**
6 %*
Обозначения: * различия достоверны при р<0,05; ** − при р<0,01
В целом отмечено некоторое снижение
иммунитета в группе спортсменов на пике
спортивной формы. В группе «С» на 57%
больше в сравнении с контролем оказалось
число циркулирующих иммунных комплексов.
Как известно, появление ЦИК – признак фор-
мирования первых признаков аутоиммунного
синдрома, синдрома субкомпенсированного
вторичного иммунодефицита, дефекта активности фагоцитарной защиты. Обращает на себя
внимание достоверно меньшее количество лейкоцитов в группе тренированных лиц. Это мо86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
жет быть показателем начальной реакции на
большие мышечные нагрузки стрессорного характера, поскольку известно, что в первой фазе
адаптивной реакции на стресс наблюдается
снижение числа лейкоцитов [6]. Предположению стрессорного воздействия служит повышение содержания лимфоцитов, несущих рецептор CD3+.
В качестве критерия адаптации все чаще
предлагается использовать уровень иммуноглобулинов (Ig) в крови [10, 11]. Показано, что
концентрация Ig коррелирует с величиной работоспособности. Снижение их концентрации в
период напряженной физической активности
связывают с сорбцией на форменных элементах
крови и других клетках организма [10]. У
спортсменов отмечена тенденция к снижению
иммуноглобулинов, что может свидетельствовать о супрессии иммунитета при интенсивной
ежедневной тренировочной работе (табл. 1).
Принято рассматривать не только средние величины иммуноглобулинов, но и соотношение различных их классов. При рассмотрении соотношения различных классов иммуноглобулинов у спортсменов наблюдали перераспределение долевого содержания за счет
уменьшения доли иммуноглобулинов класса А
и М, что рассматривается как отсутствие перетренированности. Интересно, что дефицит Ig А
в группе спортсменов коррелировал с самым
высоким содержанием эозинофилов. Иммуноглобулины класса G считаются регуляторами
силы иммунного ответа, большее их количество говорит о том, что наблюдается вторичный
ответ. В нашем случае наблюдается избыточное количество Ig G, которое блокирует макрофаги и угнетает пролиферацию В-лимфоцитов,
поэтому мы наблюдаем снижение Влимфоцитов в периферической крови.
Заключение
Было обнаружено, что состояние иммунного статуса определенным образом сочетается
со степенью толерантности к физической нагрузке. У спортсменов в предсоревновательном
периоде обнаружен повышенный уровень общей и специальной работоспособности на фоне
напряжения факторов иммунной резистентности.
Наблюдаемую нами иммунную супрессию у высококвалифицированных спортсменов
в период интенсивных тренировочных занятий
можно рассматривать с позиции перераспределения энергии, когда максимум направляется к
мышечной системе и системам, ее обеспечивающим, тогда как другие системы, например,
иммунная, могут испытывать дефицит и снизить свою функциональную активность.
Библиографический список
Белоцерковский, З.Б. Эргометрические и кардиологические критерии физической работоспособности
спортсменов [Текст] / З.Б. Белоцерковский. – М.: Советский спорт, 2005. – 312 с.
2. Бородюк, Н.Р. Адаптация и гуморальная регуляция [Текст] / Н.Р. Бородюк. – М.: Медицина, 2003.–
152 с.
3. Гаркави, Л.Х., Квакина, Е.Б., Уколова, М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма: 3-е
издание [Текст] / Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. – Ростов-н/Д, 1990. – 88 с.
4. Геселевич, В.А. Актуальные вопросы спортивной медицины: Избранные труды [Текст] / сост.
Г.А.Макарова. – М.: Советский спорт, 2004. – 232 с.
5. Карпман, В.Л., Белоцерковский, З.Б., Гудков, И.А. Тестирование в спортивной медицине [Текст] / В.Л.
Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков. – М.: ФиС, 1988. –197 с.
6. Клиническая иммунология [Текст] / под ред. А.В. Караулова. – М.: Медицина, 1999. – 600 с.
7. Ливандо, В.А., Суздальницкий, Р.С., Кассиль, Т.И. Проблема стресса, иммунитета и остро возникающей
патологии у спортсменов [Текст] / В.А. Ливандо, Р.С. Суздальницкий, Т.И. Кассиль // Вестник АМН
СССР, 1988.
8. Першин, Б.Б. Стресс, вторичные иммунодефициты и заболеваемость [Текст] / Б.Б. Першин. – М.: Медицина, 1994. – 190 с.
9. Сапин, М.Р., Никитюк, Д.Б. Иммунная система, стресс и иммунодефицит [Текст] / М.Р. Сапин, Д.Б. Никитюк. – М.: АПП «Джангар», 2000. – 184 с.
10. Таймазов, В.А., Цыган, В.Н., Мокеева, Е.Г. Спорт и иммунитет [Текст] / В.А. Таймазов, В.Н. Цыган,
Е.Г. Мокеева. – СПб.: Олимп СПб, 2003. – 200 с.
11. Хаитов, Р.М., Игнатова, Г.А., Сидорович, И.Г. Иммунология [Текст] / Р.М. Хаитов, Г.А. Игнатова, И.Г.
Сидорович. – М.: Медицина, 2000.
1.
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
А.В. Муравьев, А.А. Маймистова, С.В. Булаева, П.В. Михайлов, А.А. Муравьев
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОРЕОЛОГИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ЭРИТРОЦИТОВ
Важным свойством эритроцитов, характеризующим их способность продвигаться по сосудам, диаметр которых порой меньше размеров клетки, является деформируемость. Применение современных методов регистрации микрореологических характеристик эритроцитов позволило создать математические модели, достаточно точно отражающие зависимость величины деформируемости клеток от напряжения сдвига.
Red blood cell deformability is a very important cellular property. It gives possibility red cells
travel through small vessels which diameter is less than cell size. Numerical data that obtained with
digital technology were used for a mathematical modeling. It was shown that red cell deformability
depends on value of shear stress. It was approximated quiet correct with regression equation.
Введение
Механическое поведение клеток крови,
отдельных клеточных структур, молекулярные,
коллоидные изменения в крови изучает микрореология [1, 4, 6, 7]. Если диаметр сосудов приближается к размерам клеток, то кровь нельзя
рассматривать как однородную жидкость [3]. В
этом случае потоковую ситуацию называют
двухфазной, поскольку течение определяется
реологическим поведением форменных элементов крови и текучестью плазмы [8, 10]. Одной из задач микрореологии является объяснение реологического поведения сложной системы (эритроцита) на основе изучения механического поведения ее компонентов, то есть решить задачу «структурного анализа». Для описания сложного реологического поведения
эритроцитов используют термин «деформируемость». Для того чтобы пройти через микрососуды, диаметр которых порой меньше размеров
клетки, последние должны изменить свою
форму, то есть деформироваться [9]. Деформируемость эритроцитов определяется тремя
группами факторов [11]:
− вязкоэластическими свойствами мембраны;
− вязкостью внутриклеточной жидкости;
− размерами и формой клеток.
Кровь или суспензия эритроцитов являются неньютоновской жидкостью [2], их кривая течения может быть описана разными моделями и в том числе моделью жидкости степенного закона [5]. В любом случае при увеличении напряжения сдвига при течении крови
наблюдается уменьшение ее вязкости [4]. Если
для цельной крови это явление «сдвигового
разжижения» объясняют уменьшением агрегации эритроцитов [6], то этот феномен, выявленный в суспензии эритроцитов при отсутствии агрегации, можно объяснить только повышением потоковой деформации каждой клетки
в суспензии в ответ на прирост сдвигового напряжения.
С учетом вышесказанного целью данного
исследования было изучение и математическое
моделирование изменений эластичности и деформации эритроцитов.
Материал и методы исследования
Деформируемость эритроцитов исследовали
двумя методами:
1) регистрировали вязкость суспензий эритроцитов с Hct=40% на полуавтоматическом капиллярном вискозиметре при шести напряжениях сдвига (от 0,20 до 2,00 Нм-2). Все измерения выполнены при комнатной температуре.
Вязкость суспензионной среды (изотонический
раствор хлорида натрия с 5,0 мМ глюкозы) была постоянной и составила 1,08 мПа⋅с. Коэффициент вариации при измерении вязкости не
превышал 1,0%.
2) определяли индекс удлинения эритроцитов
(ИУЭ) в проточной микрокамере (рис. 1. Размеры: длина микрокамеры – 3,5 см, ширина –
0,95 см, а высота – 120 мкм).
Ее заполняли суспензией эритроцитов
(Hct=0,5%) в изотоническом растворе NaCl,
содержащем 5,0 мМ глюкозы и 0,1% альбумина, и помещали на предметный столик микроскопа. В микрокамеру подавали давление, которое создавало в ней определенную величину
напряжения сдвига. Величину напряжения
сдвига (τ ) в камере рассчитывали по формуле
[2]:
τ=
6ηQ
Wh 2 ,
где η – вязкость суспензии (примерно – 1,08
мПа⋅с), Q – объемная скорость в микрокамере,
W – ширина проточного канала микрокамеры,
h - высота канала, равная толщине прокладки
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
(стандартная полиэтиленовая пленка от 100 до
120 мкм).
Объектив
микроскопа
Прижимающая
Канал для
течения
суспензии
Покровное
стекло
Прокладка
мкм
Основание
толщиной
120
Конденсор
Рис. 1. Схема проточной микрокамеры для регистрации степени деформации эритроцитов в сдвиговом потоке
L
W
Рис. 2. Эритроцит, закрепленный одной точкой и деформированный в сдвиговом потоке (τ = 0,78 Нм-2)
Изображение растянутых потоком жидкости, прикрепленных одной точкой к поверхности микроканала эритроцитов (рис. 2) передавалось через USB порт в компьютер с использованием цифрового окуляра (модель
DCM500). После «захвата» и записи изображения его анализировали с помощью программы
Adope Photoshop, где определяли длину и ширину деформированных клеток (около 100) и
рассчитывали индекс удлинения эритроцитов
как показатель их деформации:
ИУЭ =
L −W
L +W ,
где L – длина деформированной клетки, W – ее
ширина
Вся установка для точной регистрации
степени деформации эритроцитов, прикрепленных одной точкой с помощью человеческого
альбумина (альбумин в концентрации 1,0% добавлен в раствор 0,9% NaCl) к дну микрокамеры, изображена на рис. 3.
Цифровая камера DCM500
Микрокамера
Компьютер
Прессостат
Типичное изображение деформированных эритроцитов
Рис. 3. Схема установки для регистрации изменения деформируемости эритроцитов
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ экспериментальных данных измерения вязкости цельной крови при шести величинах приложенного сдвигового давления
показал выраженный прирост величины вязкости с уменьшением напряжения сдвига (рис. 4).
Гематокрит (Hct) определяли путем центрифугирования на гематокритной центрифуге
СМ-70.
Статистическую обработку, цифрового
материала проводили, используя табличный
редактор Microsoft Excel.
10
y = 8,24x-0,28
R2 = 0,94
Взкость, мПа.с
8
6
4
2
0
0
2
4
6
8
Давление, см вд.ст.
10
12
Рис. 4. Моделирование деформационного течения крови моделью жидкости степенного закона вида y = ax-n,
где y – вязкость жидкости, n – показатель степени, характеристика степени неньютоновского поведения жидкости, R2 –
величина достоверности представления экспериментальных данных
Как правило, увеличение вязкости крови
при низких скоростях сдвига объясняют увеличением интенсивности агрегатообразования [6].
Однако нами было показано (рис. 5), что практически сходный эффект сдвигового «разжи-
жения» наблюдался и при вискозиметрическом
течении суспензии эритроцитов (Hct=40%) в
изотоническом растворе NaCl (где отсутствует
агрегация эритроцитов).
10
Взкость, мПа.с
-0,3
y = 7,35x
8
2
R = 0,96
6
4
2
0
0
2
4
6
8
Давление, см вд.ст.
10
12
Рис. 5. Моделирование деформационного течения суспензии эритроцитов (Hct=40%) моделью жидкости степенного
закона вида y = ax-n
Таким образом, было показано, что в
суспензии эритроцитов, при отсутствии агрега-
ции, наблюдается сходное течение с таковым
цельной крови. Моделирование показало, что
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
уравнения жидкости степенного закона [5] для
цельной крови (Hct=39%) и суспензии эритроцитов (Hct=40%) сходны: y = 8,24x-0,28 –
кровь; y = 7,35x-0,3 – суспензия.
Следовательно, можно полагать, что ведущей причиной снижения вязкости крови и
суспензии при нарастании сдвига является потоковая деформация эритроцитов. Подтверждением этому может служить практически
линейная зависимость степени деформации отдельных клеток в сдвиговом потоке при нарастании его величины (рис. 4 и 5).
При моделировании течения линейной
функцией было получено уравнение вида: y = –
1,92х +14,6. Однако уровень достоверности
презентации экспериментальных данных на
основе этой модели не превышает 63%.
Таким образом, если экспериментальные
данные, полученные при измерении вязкости
суспензии эритроцитов, представить моделью
жидкости степенного закона, то можно заключить, что данная модель удовлетворяет статистическим требованиям достоверности презентации данных (рис. 5).
Результаты измерений нескольких тысяч
клеток показали, что их индекс деформации
увеличивается почти линейно с нарастанием
приложенного напряжения сдвига (рис. 6, 7).
Прирост степени удлинения эритроцитов хорошо описывается уравнением линейной регрессии: y = 0,12x + 0,14, с достоверностью аппроксимации данных 99% (R2 = 0,99).
ИУЭ, отн.ед.
0,40
0,30
0,20
y = 0,12x + 0,14
0,10
2
R = 0,99
0,00
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2
Напряжение сдвига, Н/м
Рис. 6. Изменение индекса удлинения эритроцитов при повышении напряжения сдвига от 0,39 до 1,56 Н/м2
11111
1
222222
2
3
Рис. 7. Иллюстрация разной степени удлинения эритроцитов при приложении повышающихся напряжений сдвига в
микрокамере: 1 – 0,39 Н/м2; 2 – 0,78 Н/м2; 3 – 1,56 Н/м2
При параллельной регистрации вязкости
суспензии эритроцитов и индекса удлинения
эритроцитов в одних и тех же пробах крови
была получена достоверная отрицательная корреляция с коэффициентом, равным -0,91
(р<0,01; рис. 8).
Регрессионная модель вида y = ax – b, где
a = 3,84 и b = 0,05, описывает зависимость эффективности деформационного течения большой популяции эритроцитов (величина вязкости суспензии эритроцитов) от степени деформации и эластичности отдельных клеток. Ана91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
лиз уравнения регрессии показывает, что изменение эластичности эритроцитов на 0,05 приведет к приросту текучести всего массива эритроцитов на 0,24 отн. ед.
О высокой надежности данных вискозиметрии свидетельствовало достаточно точное
описание течения суспензии эритроцитов мо-
делью жидкости степенного закона [1]. Достоверность представления экспериментальных
данных, полученных при измерении вязкости
суспензии эритроцитов, при 6 величинах напряжения сдвига составляла более 99% (R2 =
0,99, рис. 4).
ИУЭ, отн.ед.
1,2
y = 3,84x + 0,05
1,0
2
R = 0,83
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
Текучесть, отн.ед.
Рис.8. Величина корреляции между показателями деформации эритроцитов (ИУЭ) и вязкостью их суспензии (с постоянными величинами Hct=40% вязкости суспензионной среды)
Напряжение сдвига, Н/м
2
При регистрации степени удлинения эритроцитов в условиях приложения разной величины
напряжения сдвига были получены данные,
которые хорошо описывались регрессионным
уравнением с высокой достоверностью представления экспериментальных данных. Регист-
рация и анализ величин ИУЭ при приложении
трех уровней напряжения сдвига (0,39; 0,78 и
1,56 Н/м2) позволяют заключить, что существует почти линейная зависимость между степенью деформации эритроцитов и приложенным
напряжением сдвига.
2,5
-0,9
y = 5,99x
2,0
2
R = 0,99
1,5
1,0
0,5
0,0
0
10
20
30
Вязкость, мПа.с
40
50
Рис. 9. Кривая течения суспензии эритроцитов (Hct=40%), представленная кривой течения жидкости
степенного закона вида: y = ax-n.
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Библиографический список
Галенок, В.А., Гостинская, Е.В., Диккер, В.Е. Гемореология при нарушениях углеводного обмена
[Текст] / В.А. Галенок, Е.В. Гостинская, В.Е. Диккер. – Новосибирск: Наука, 1987. – 258 с.
2. Джонсон, П. Периферическое кровообращение [Текст] / П. Джонсон. – М.: Медицина, 1982. – 396 с.
3. Каро, К., Педли, Т., Шротер, Р., Сид, У. Механика кровообращения [Текст] / К. Каро, Т. Педли, Р. Шротер, У. Сид. –М.: Мир, 1981. – 623 с.
4. Левтов, В.А., Регирер, С.А., Шадрина, Н.Х. Реология крови [Текст] / В.А. Левтов, С.А. Регирер, Н.Х.
Шадрина. – М.: Медицина, 1982. – 272 с.
5. Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости [Текст] / У.Л. Уилкинсон. – М.: Мир, 1964. – 216 с.
6. Dintenfass L. Clinical Applications of Hemorheology [Текст] / L. Dintenfass In.: The Rheology of blood, blood
vessels and associated tissues. – Oxford Press, 1981. – P. 22-50.
7. Mohandas, N., Chasis, J.A., Shohet, S.B. The influence of membrane skeleton on red cell deformability, membrane material properties, and shape [Текст] / N. Mohandas et al. – Semin Hematol. – 1983. – Vol. 20 (3). – P.
225-242.
8. Manno, S., Takakuwa, Y., Nagao, K. and Mohandas, N. Modulation of erythrocyte membrane mechanical function by beta-spectrin phosphorylation and dephosphorylation [Текст] / S. Manno et al, J Biol Chem., 1995. –
Vol. 270 (10). – P. 5659-5665.
9. Nash, G.B., Meiselman, H.J. Effect of Dehydration on the Viscoelastic Behavior of Redd Cells [Текст] / G.B.
Nash, H.J. Meiselman Blood Cells, 1991. – Vol. 17. – P. 517-522.
10. Secomb, T.W. Flow – Dependent Rheologycal properties of blood in capillaries [Текст] / T.W. Secomb. – Microvasc.Res., 1987. –Vol. 34. – P. 46-58.
11. Chien, S., Usami, S., Skalak, R. Blood flow in small tubes [Текст] / S. Chien et al. – Handbook of physiology.Bethesda, 1984. – Sec.2. – Vol. 4. – Pt. 1. – P. 217-246.
1.
А.В. Муравьев, И.А. Тихомирова, С.В. Булаева,
А.А. Маймистова, П.В. Михайлов, Е.В. Круглова
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, СВЯЗАННЫХ С МЕХАНИЗМАМИ ИЗМЕНЕНИЯ
ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ
Эффективная оксигенация перфузии тканевых микрорайонов зависит в значительной
степени от оптимальной деформируемости эритроцитов. Анализ механизмов изменения микрореологических характеристик эритроцитов показал, что проявление разной степени деформируемости клеток связано с активацией и ингибированием вне- и внутриклеточных сигнальных путей, ассоциированных с плазматической мембраной.
Red blood cell deformability (RBCD) plays a critical role in tissue perfusion. It was shown that
RBC microrheological control mechanisms were associated with an activation or inhibition of extraintracellular signaling pathways. The most probably they are: adenylyl cyclase – cAMP cascade and
calcium one. In addition intracellular signaling cascades can include a system of protein tyrosine kinases and phosphatases, that expressed in red cell membrane.
Введение
Исследованиями, проведенными в последние десятилетия, показано, что важнейшим
свойством эритроцитов, обусловливающим их
способность выполнять транспортные функции
в системе сосудов микроциркуляции, является
деформируемость [1, 7, 9]. Она зависит от
функциональной геометрии клетки, ее мембранной вязкоэластичности и цитоплазматической вязкости [6, 15, 20]. Внутренняя среда
эритроцита представляет собой ньютоновскую
жидкость, и ее вязкость в основном зависит от
концентрации гемоглобина [8]. Вместе с тем,
вязкость внутреннего содержимого эритроци-
тов вносит существенный вклад в деформируемости клетки только при высоких концентрациях гемоглобина > 50 г/дл [15], тогда как при
его нормальных концентрациях деформация
эритроцитов в основном связана с эластичностью мембраны клетки [10, 11, 16].
В связи с рассмотрением мембраны эритроцитов как наиболее ответственной за клеточную деформируемость структуры, важно иметь
в виду, что имеется большое число фактов,
свидетельствующих о ведущей роли фосфорилирования интегральных белков мембраны и
спектринового цитоскелета клетки в изменениях ее стабильности и пластичности в целом [12,
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
13, 14]. Однако значительно меньше известно о
начальных и промежуточных звеньях сигнальных каскадов (о первичных и вторичных мессенджерах), связанных с изменениями деформируемости эритроцитов в нормальных и патологических условиях.
С учетом вышесказанного целью настоящей работы явилось исследование клеточных и
молекулярных механизмов, ответственных за
изменение деформируемости эритроцитов.
Материал и методы исследования
На первом этапе настоящего исследование регистрировали величину деформируемости эритроцитов у лиц в нормальных (здоровые
испытуемые и тренированные спортсмены) и
патологических условиях (пациенты с хронической артериальной недостаточностью сосудов
нижних конечностей, с диабетом II типа и со
злокачественными опухолями). Были сформированы несколько групп наблюдений:
− первая группа – контроль – 14 здоровых
мужчин, в возрасте от 20 до 38 лет лиц, не
имеющих регулярных физических нагрузок;
− вторая группа – спортсмены – 12 здоровых
мужчин (кандидатов и мастеров спорта) в
возрасте от 18 до 32 лет, регулярно получающих аэробные физические нагрузки;
− третья группа – больные (мужчины, возраст
– от 36 до 65 лет, n=16), страдающие хронической артериальной недостаточностью
сосудов нижних конечностей (ХАН).
Цельную кровь получали венопункцией.
В качестве антикоагулянта использовали гепарин. Эритроциты отделяли от плазмы центрифугированием (20 мин при 3000 об/мин.). Затем
эритроциты отмывали трижды в изотоническом
растворе хлорида натрия, содержавшем глюкозу (5,0 мМ).
Был проведен анализ механизмов изменения деформируемости эритроцитов. Для этого клетки разделяли в градиенте плотности на
молодые (10% - верхняя фракция) и старые
эритроциты (10% - нижняя фракция плотных
клеток) и регистрировали степень их деформируемости. Кроме того, оценивали влияние на
деформируемость эритроцитов разной величины приложенного напряжения сдвига. Для этого в проточной микрокамере создавали три
уровня сдвигового напряжения: 0,40 Н⋅м-2, 0,78
Н⋅м-2 и 1,20 Н⋅м-2 и регистрировали степень
удлинения эритроцитов в сдвиговом потоке.
Для исключения роли цитоплазматической вязкости регистрировали степень деформации вос-
становленных теней эритроцитов, заполненных
изотоническим раствором известной вязкости.
Для анализа молекулярных механизмов
изменения деформации эритроцитов их инкубировали с внеклеточными сигнальными молекулами – агонистом бета-адренорецепторов
изопротеренолом (10-6 М); внутриклеточными
сигнальными молекулами – стимулятором аденилатциклазы форсколином (10-5 М), проникающим аналогом циклического АМФ (10-5
М), блокатором кальциевых каналов верапамилом (10-5М).
Суспензии эритроцитов, приготовленные
в изотоническом растворе NaCl (Hct= 40%),
инкубировали с препаратом в течение 15 мин
при 37°С. В этих сериях исследования в качестве контроля использовали суспензии эритроцитов, в изотоническом растворе без добавления
препаратов.
Деформируемость эритроцитов регистрировали и оценивали двумя методами: 1) регистрировали вязкость суспензий эритроцитов
с Hct=40% на полуавтоматическом капиллярном вискозиметре при шести напряжениях
сдвига (от 0,20 до 2,00 Нм-2). Все измерения
выполнены при комнатной температуре. 2) определяли индекс удлинения эритроцитов (ИУЭ;
[4]) в проточной микрокамере. Ее заполняли
суспензией эритроцитов (0,5%) в изотоническом растворе NaCl, содержащем 0,1% альбумина, и помещали на предметный столик микроскопа. В микрокамеру подавали давление,
которое создавало в ней определенную величину напряжения сдвига (длина микрокамеры –
3,5 см, ширина – 0,95 см, а высота – 120 мкм).
Величина напряжения сдвига (τ ) в камере рассчитывалась по формуле:
τ=
6ηQ
Wh 2 ,
где η – вязкость суспензии (примерно – 1,0
мПа.с), Q – объемная скорость в микрокамере,
W – ширина проточного канала микрокамеры,
h - высота канала (от 100 до 120 мкм).
Изображение растянутых потоком жидкости прикрепленных одной точкой к поверхности микроканала эритроцитов передавалось
через USB порт в компьютер с использованием
цифрового окуляра (модель DCM500). После
«захвата» и записи изображения его анализировали в программe Photoshop, где определяли
длину и ширину деформированных клеток
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИУЭ =
L −W
L +W ,
где L- длина деформированной клетки, W – ее
ширина.
Гематокрит определяли путем центрифугирования на гематокритной центрифуге СМ70.
Статистическую обработку, цифрового
материала проводили, используя табличный
редактор Microsoft Excel.
Результаты
1. Изменение деформируемости эритроцитов в
нормальных и патологических условиях
Вязкость суспензии, мП а.с
4,0
3,5
0,30
ВС
ИУЭ
0,25
3,0
2,5
0,20
2,0
0,15
1,5
0,10
1,0
0,05
0,5
0,0
И ндекс вытягивания, отн.ед
Анализ величин деформируемости эритроцитов в разных группах показал, что она существенно различалась (рис. 1). Регистрация
вязкости суспензии эритроцитов и определение
индекса их удлинения показали, что в группе
спортсменов параметры деформируемости достоверно выше, чем в контроле. Различия составили от 12 до 22% и были статистически достоверными (p<0,05).
В патологических условиях, особенно в
группе с диабетом, деформируемость эритроцитов была ниже, чем в контроле. Различия составили: 14% (р<0,05) для вязкости суспензий
клеток и на 19% меньше была величина индекса удлинения эритроцитов (рис. 1; p<0,01).
(около 100) и рассчитывали индекс удлинения
как показатель деформации:
0,00
Контроль
Спорт
Диабет
Онко
ХАН
Рис. 1. Сравнительные данные вязкости суспензии эритроцитов и индекса их удлинения (ИУЭ) в разных группах наблюдений в нормальных и патологических условиях
Умеренное снижение степени деформируемости эритроцитов по обеим характеристикам было выявлено и в группе лиц с ХАН.
Здесь различия с контролем составили от 6 до
14%, соответственно для вязкости суспензии и
для ИУЭ (р<0,05).
с индексом удлинения эритроцитов в сдвиговом потоке в микрокамере. Было показано, что
имеется выраженная отрицательная корреляция
между этими двумя показателями с величиной
коэффициента корреляции, r = – 0,917 (р<0,01).
Активизация внутриклеточных сигнальных путей может сопровождаться изменением мембранной эластичности. Было получено, что
стимулирование аденилатциклазы (АЦ) путем
инкубирования эритроцитов с форсколином (10
мкМ) на 12% снижало вязкость суспензий
эритроцитов и на 33% (p<0,05) увеличивало
степень их деформации (рис. 2).
2. Анализ механизмов изменения
деформируемости эритроцитов
Полученные данные позволили выполнить сравнение показателей вязкости суспензии
эритроцитов со стандартным гематокритом и
при постоянной вязкости суспензионной среды
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вязкость суспензии, мПа.с
4,0
0,30
ВС
3,5
ИУЭ
0,25
3,0
2,5
0,20
2,0
0,15
1,5
0,10
1,0
0,05
0,5
0,0
Индекс вытягивания, отн.ед.
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
0,00
Контроль
Форсколин
дБ-цАМФ Изопротеренол
Рис. 2. Изменение вязкости суспензий эритроцитов и индекса их удлинения под влиянием стимуляторов аденилатциклазы (форсколин, 10 мкМ, дБ-цАМФ, 100 мкМ, изопротеренол, 1,0 мкМ)
Сходный эффект наблюдали при инкубации эритроцитов со стабильным аналогом
цАМФ (дибутирильным производным цАМФ,
100 мкМ). При этом индекс удлинения клеток
возрастал с 0,184±0,009 (контроль) до
0,232±0,006 отн. ед. (дБ-цАМФ), что составило
26% и было статистически достоверным
(p<0,05; рис. 2).
Из внеклеточных сигнальных молекул,
активирующих АЦ, использовали бета-агонист
изопротеренол. После инкубации эритроцитов
с этим препаратом наблюдали снижение вязкости суспензий эритроцитов на 10% (p<0,05), а
индекс удлинения возрос на 22% (p<0,05;
рис. 2).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о заметном повышении деформируемости эритроцитов при стимулировании
аденилатциклазного сигнального пути.
же, чем у здоровых лиц. Одной из причин снижения этой характеристики эритроцитов может
быть избыток ионов кальция в среде [3, 4, 7].
Было показано, что при повышении концентрации Са2+ в сыворотке крови при ряде патологических состояний наблюдается снижение деформации эритроцитов [19]. В модельных опытах с повышением входа Са2+ в эритроциты,
при механическом стрессе, было зарегистрировано выраженное уменьшение фильтруемости
эритроцитов через 5 мкм поры [18]. С другой
стороны, повышение активности аденилатциклазы (АЦ) эритроцитов сочеталось с приростом
текучести их суспензий и достоверным увеличением индекса деформации. Две внутриклеточные сигнальные системы – «аденилатциклаза – цАМФ – протеинкиназа А» и «Са2+ –
кальмодулин» могут находится в антагонистических взаимоотношениях [2]. Следовательно,
стимулирование АЦ в эритроцитах форсколином или дБ-цАМФ может не только повышать
активность протеиникиназы А и способствовать фосфорилированию белков мембранного
цитоскелета, но и блокировать вход Са2+ в
клетку [12]. В то же время фосфорилирование
мембранных белков эритроцитов полосы 4,1 и
анионного транспортера – полосы 3 сочетается
с повышением пластичности клетки в целом
[13, 17]. Следовательно, эффекторами, ответственными за повышение пластичности мембраны в целом могут быть, наряду со спектрином
[11], указанные выше интегральные белки.
Эритроциты млекопитающих являются
простым типом клеток, лишенных ядра и аппарата для синтеза белков и многих сигнальных
путей. Несмотря на эту простоту конструкции
клетки, зрелые эритроциты сохранили большое
Обсуждение результатов
Полученные данные позволили установить, что в физиологических условиях у спортсменов имелась относительно высокая деформируемость и текучесть суспензий эритроцитов. Адаптивная роль этих микрореологических
изменений понятна – в условиях напряженной
мышечной деятельности требуется интенсифицировать доставку кислорода в тканевые микрорайоны. Известно, что высокая степень деформируемости эритроцитов коррелирует с
приростом эффективности транспорта и доставки кислорода, а также и с аэробной работоспособностью [5].
В патологических условиях, при метаболических нарушениях и сосудистых расстройствах, деформируемость эритроцитов была ни96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
число молекулярных компонентов сигнальных
и/или регуляторных путей [14].
Таким образом, полученные в исследовании данные свидетельствуют о том, что в физиологических условиях (при длительной адаптации к мышечным нагрузкам аэробного характера) происходит повышение деформируемости
эритроцитов, что должно обеспечить более эф-
фективную перфузию тканей и их оксигенацию. Эти адаптивные изменения могут быть
связаны с активацией аденилатциклазной системы в эритроцитах. В условиях патологии выявленное снижение деформируемости эритроцитов может быть обусловлено нарушениями
баланса внутриклеточных сигнальных систем.
Библиографический список
Галенок, В.А., Гостинская, Е.В., Диккер, В.Е. Гемореология при нарушениях углеводного обмена
[Текст] / В.А. Галенок, Е.В. Гостинская, В.Е. Диккер. – Новосибирск: Наука, 1987. – 258 с.
2. Фаллер, Д., Шилдс, Д. Молекулярная биология клетки [Текст] / Д. Фаллер, Д. Шилдс. – М.: БИНОМПресс, 2003. – 272 с.
3. Barbone, F.P., Johnso,n D.L., Farrell, F.X., et al. New epoetin molecules and novel therapeutic approaches
[Текст] / F.P. Barbone et al. – Nephrol Dial Transplant, 1999. – Vol.14. – Suppl 2. – P. 80-88.
4. Chien, S. Rheology of Sickle Cells and Erythrocyte Content [Текст] / S. Chien. – Blood Cells, 1977. – Vol. – 3.
– P. 283-303.
5. Dormandy, J.A. Blood viscosity and cell deformability [Текст] / J.A. Dormandy – In.: Methods in Angiology. –
London, 1980. – P. 214-266.
6. Fischer, D.J., Torrence, N.J., Sprung, R.J., Spence, D.M. Determination of erythrocyte deformability and its
correlation to cellular ATP release using microbore tubing with diameters that approximate resistance vessels in
vivo [Текст] / D.J. Fischer et al. – Analyst, 2003. – Vol. 128 (9). – P. 1163-1168.
7. Hochmuth, R.M., Waugh, R.E. Erythrocyte membrane elasticity and viscosity [Текст] / R.M. Hochmuth,
R.E.Waugh. – Ann. Rev. Physiol. – 1987. – Vol. 49. – P. 209-219.
8. Ling, E., Danilov, Y.N., Cohen, C.M. Modulation of red cell band 4.1 function by cAMP-dependent kinase and
protein kinase C phosphorylation [Текст] / E. Ling et al. – J Biol Chem, 1988. – Vol.15. – 263(5). – P. 22092216.
9. Manno, S., Takakuwa, Y. and Mohandas, N. Modulation of Erythrocyte Membrane Mechanical Function by
Protein 4.1 Phosphorylation [Текст] / S. Manno et al. – Biol. Chem., 2005. – Vol. 280. – Issue 9. – P. 75817587.
10. Mallozzi, C., Di Stasi, A.M. and Minetti, M. Peroxynitrite modulates tyrosine-dependent signal transduction
pathway of human erythrocyte band 3 [Текст] / C. Mallozzi et al. – FAS EB., 1997. – Vol. 11. – P. 1281–1290.
11. Nash, G.B., Meiselman, H.J. Effect of Dehydration on the Viscoelastic Behavior of Redd Cells [Текст] / G.B.
Nash, H.J. Meiselman. – Blood Cells, 1991. – Vol. 17. – P. 517-522.
12. Nunomura, W., Takakuwa, Y. Regulation of protein 4.1R interactions with membrane proteins by Ca2+ and
calmodulin [Текст] / W. Nunomura, Y. Takakuwa. – Front Biosci., 2006. – Vol. 11. – P. 1522-1539.
13. Oliveira, S., Silva-Herdade, A.S. and Saldanha, C. Modulation of erythrocyte deformability by PKC activity
[Текст] / S. Oliveira et al. – Clin. Hemorheol. and Microcirculation, 2008. – Vol. 39. – P. 363-373.
14. Oonishi, T., Sakashita, K., Uysaka, N. Regulation of red blood cell filterability by Ca2+ inflax and cAMP –
mediated signaling pathways [Текст] / T. Oonishi et al. – Am. J. Physiol., 1997. – V.273. (Cell. Physiol. 42). –
P. 1828-1834.
15. O’Rear, E.A., Udden, M.M., Farmer, J.A., et al. Increased intracellular calcium and decreased deformability of
erythrocytes from prosthetic heart valve patients [Текст] / E.A. O’Rear et al. – Clin.Hemorheol., 1984. – Vol. 4.
– P. 461-471.
16. Sandhagen, B. Red cell fluidity in hypertension [Текст] / B. Sandhagen. – Clinical Hemorheology and Microcirculation, 1999. – Vol. 21. – N. 3-4. – P. 179-181.
17. Stuart, J., Nash, G.B. Red cell deformability and haematological disorders [Текст] / J. Stuart, G.B. Nash. –
Blood Rev., 1990, 4 (3): 141-147.
18. Takakuwa, Y. Mohandas, N. Ishibashi, T. Regulation of red cell membrane deformability and stability by skeletal protein network [Текст] / Y. Takakuwa. – Biorheology, 1990. – Vol.27(3-4). – P. 357-65.
19. Takakuwa, Y. Protein 4.1, a multifunctional protein of the erythrocyte membrane skeleton: structure and functions in erythrocytes and nonerythroid cells [Текст] / Y. Takakuwa. – Int J. Hematol., 2000. – Vol. 72 (3). –
P. 298-309.
20. Yoshimura, A., Arai, K. Physician Education: The Erythropoietin Receptor and Signal Transduction [Текст] /
A. Yoshimura, K. Arai. – Oncologist, 1996. – Vol. 1. – P. 337-339.
Работа поддержана грантом РФФИ № 07-04-12244офи
1.
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
И.А. Тихомирова, Е.П. Петроченко, С.Г. Михайлова
ВЛИЯНИЕ АСПИРИНА НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ В НОРМЕ И ПРИ
ИШЕМИЗАЦИИ СОСУДОВ СЕРДЦА
Введение
При неотложных состояниях гемореологические нарушения приобретают особо важное значение, поскольку реологические свойства крови определяют транспорт кислорода и
лекарственных препаратов в микрососудах. Капиллярный кровоток значительно страдает даже при минимальном повышении вязкости крови, что приводит к существенному снижению
оксигенации тканей. Нарушение текучести
крови является важнейшим патогенетическим
механизмом большинства патологических процессов [5,6].
Значительная часть (до 40%) больных
ишемической болезнью сердца имеет существенные нарушения реологических свойств крови. Ухудшение гемореологического статуса
пациентов происходит по мере нарастания тяжести клинического состояния больного, выраженности гемодинамических и сосудистых
нарушений, распространенности атеросклеротического поражения эндотелия сосудов. Аспирин традиционно применяется при лечении
пациентов такого профиля как антитромботический препарат, который необратимо подавляет активность циклооксигеназы.
Важной проблемой остается учет индивидуальных особенностей реакции клеток крови на те или иные терапевтические воздействия, что подтверждается рядом экспериментальных данных, свидетельствующих о частичной или полной неэффективности препаратов,
предназначенных для уменьшения вязкости
крови и снижения риска тромбообразования.
Так, от 1/4 до 1/3 больных оказываются аспиринорезистентными [2], полная реологическая
неэффективность пентоксифиллина показана
при лечении заболеваний периферических артерий [11]. Проблема резистентности к различным препаратам особенно требует внимания
при лекарственной коррекции выявленных изменений гемореологии и гемостаза. Так, в НИИ
неврологии РАМН разработана тест-система,
позволяющая in vitro определять различные
варианты реакций клеток крови на препараты
(в том числе и антиагреганты), включая парадоксальную [8].
Целью настоящего исследования было
изучение влияния in vitro терапевтических доз
аспирина на реологические свойства крови пациентов с ишемическим поражением коронарных сосудов.
Материалы и методы
Кровь для исследования отбирали венопункцией у лиц обоего пола: пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) II ФК (n=35)
и практически здоровых доноров (n=24). Вязкость цельной крови, плазмы и суспензий эритроцитов с фиксированным показателем гематокрита (Ht=40 %) в аутологичной плазме и в
неагрегирующей среде (физиологическом растворе) измеряли с помощью капиллярного вискозиметра при различных напряжениях сдвига:
от 0,21 до 1,06 Па. Показатель гематокрита измеряли общепринятым методом. Агрегируемость эритроцитов оценивали методом компьютерной микроскопии разбавленной крови с
последующей видеорегистрацией изображения
и расчетом степени агрегации (как отношения
числа агрегатов к количеству свободных эритроцитов) и среднего размера агрегата (усредненное количество клеток, приходящееся на
один агрегат) [3]. О деформируемости эритроцитов судили по их фильтруемости через
фильтры с фиксированным диаметром пор 5
мкм.
Все реологические показатели оценивали
как для интактных клеток крови, так и для
эритроцитов, подвергшихся обработке растворимым аспирином в концентрации, соответствующей терапевтической дозе этого препарата
(125 мг/ сут) с учетом биодоступности.
Эффект аспирина на реологические свойства крови сравнивали в подгруппах пациентов
с ИБС разного пола одной возрастной группы:
мужчин в возрасте от 58 до 74 лет (n = 18) и
женщин в возрасте от 56 до 78 лет (n = 17).
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Результаты и обсуждение
при возникновении патологического процесса и
способствует прогрессированию морфологических признаков заболевания. Повышение вязкости крови, усиление агрегационной способности красных клеток крови, снижение их деформируемости приводят к системным нарушениям микроциркуляции в ишемизированном
органе (сердце, мозге), что может способствовать дальнейшему прогрессированию ишемии
вплоть до некроза, усугубляя действие других
проишемических факторов на пораженную
ткань.
Указанные нарушения реологических
свойств крови, с одной стороны, могут иметь
определенное прогностическое значение, с другой – требуют применения реокорригирующих
средств в комплексе лечения заболевания в целях предупреждения осложнений. Кроме того,
назначаемые при терапии конкретного заболевания лекарственные препараты, кроме своего
основного действия, могут влиять и на реологические свойства крови, изменяя ее транспортный потенциал и параметры кровотока на
уровне микроциркуляции.
Традиционно применяемый в курсе терапии пациентов с ишемической болезнью аспирин кроме специфического действия может
иметь и неспецифический эффект на состояние
микроциркуляции, поскольку его влияние на
реологические свойства крови и, в частности,
на красные клетки крови, пока недостаточно
изучено. В ходе нашего исследования было выявлено, что обработка эритроцитов аспирином
привела к выраженному изменению реологических свойств крови у пациентов с ишемической
болезнью сердца.
Реологические показатели крови в группе
здоровых доноров практически не изменились
после инкубации красных клеток крови с аспирином: изменения вязкости суспензии эритроцитов с фиксированным гематокритом как в
аутоплазме, так и в физиологическом растворе
были статистически недостоверными (рис. 1).
Влияние аспирина на клеточные свойства выразилось в тенденции к повышению агрегируемости эритроцитов и росту их деформируемости.
Патологические процессы, происходящие
в организме человека, вызывают различные
изменения кровотока, отражающие нарушения
гомеостаза. При этом показатели центральной
гемодинамики зачастую не дают истинной картины периферического кровообращения и изменяются лишь тогда, когда наступают не
только выраженные, но и порой необратимые
нарушения микроциркуляции. Расстройства
микроциркуляции при острых и хронических
заболеваниях возникают раньше и сохраняются
дольше клинических проявлений и определяют
тяжесть заболевания [4].
Нарушения микроциркуляции выявляются уже в начале развития таких заболеваний,
как инфаркт миокарда, стенокардия, артериальная гипертония [9]. Причем такие нарушения обнаруживаются уже на ранних стадиях
заболевания, нередко задолго до клинического
проявления, и нарастают по мере его прогрессирования [7].
Особое место в патогенезе ишемической
болезни сердца, как и многих других патологических процессов, занимают изменения реологических свойств крови. Так, у пациентов с
ишемической болезнью сердца отмечается
чрезмерная агрегация эритроцитов, причем
степень нарушений структуры крови возрастает
с увеличением тяжести заболевания и феномен
повышенного агрегатообразования особенно
выражен в остром периоде инфаркта миокарда
[10], что было подтверждено и результатами
нашего исследования: степень агрегации эритроцитов у пациентов с ИБС была на 47% (Р <
0,01) выше в сравнении с показателями здоровых доноров.
Изменения реологических свойств крови
неизбежно приводят к нарушениям кровотока и
снижению эффективности транспортной функции крови, что является одним из патогенетических механизмов развития и прогрессирования сердечно-сосудистых заболеваний [1].
Раннее возникновение микрореологических расстройств крови может приводить к нарушению кровотока в системе микроциркуляции, которая принимает на себя первый удар
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Аспирин
Контроль
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Вязкость, мПа.с
Вязкость, мПа.с
Контроль
Аспирин
20
15
10
5
0
0,21
0,42
0,64
0,85
0,21
1,06
Напряж ение сдвига (Па)
0,42
0,64
0,85
1,06
Напряж ение сдвига (Па)
1
2
Рис. 1. Изменение вязкости суспензий эритроцитов практически здоровых лиц в физиологическом растворе (1) и в аутоплазме (2) до и после обработки аспирином
Вязкость, мПа.с
Контроль
Аспирин
25
20
15
10
5
0
0,21
0,42
0,64
0,85
1,06
Напряжение сдвига (Па)
Поскольку деформируемость клеток при
этом изменилась недостоверно (отмечена лишь
тенденция к росту), выявленные негативные
изменения текучести крови в данном случае
можно объяснить за счет роста агрегируемости
клеток крови: после обработки аспирином степень агрегации эритроцитов увеличилась на
24,3 % (Р < 0,05).
Вязкость, мПа.с
В группе пациентов с ИБС обработка
эритроцитов аспирином привела к статистически достоверному росту вязкости суспензии
эритроцитов с фиксированным гематокритом в
аутоплазме при всех напряжениях сдвига: от
повышения вязкости на 17,9% (р<0,05) при высоких напряжениях сдвига до более выраженного снижения текучести на 44,6% (р<0,05) при
низкосдвиговом течении (рис. 2).
Контроль
25
20
15
10
5
0
Аспирин
*
*
*
0,21
0,42
0,64
*
0,85
*
1,06
Напряжение сдвига (Па)
1
2
Рис. 2. Изменение вязкости суспензий эритроцитов пациентов с ИБС в физиологическом растворе (1) и в аутоплазме (2)
до и после обработки аспирином
Анализ особенностей реологических между показателями вязкости суспензий эритсвойств крови при ишемической болезни в за- роцитов при приведении к стандартному покависимости от пола пациентов позволил выявить зателю гематокрита. Однако степень выраженсущественные различия в текучести цельной ности эффекта аспирина на реологические
крови мужчин и женщин: вязкость крови паци- свойства крови статистически достоверно отентов-мужчин была достоверно выше, чем у личалась в группах пациентов мужчин и женженщин (от 15% при высоких напряжениях щин: если у мужчин вязкость суспензий крассдвига до 51% при низкосдвиговом течении, Р ных клеток крови в аутоплазме увеличилась
< 0,01), что обусловлено более высоким пока- под действием аспирина от 8 до 35% при раззателем гематокрита у мужчин (44,2%, у жен- ных напряжениях сдвига (Р < 0,05), то в группе
щин − 38,6%), поскольку вязкость плазмы, сте- пациенток эти изменения составили от 27 до
пень агрегации и деформируемость эритроци- 65% (Р < 0,05) (рис. 3).
тов не имели статистически достоверных отлиИсходя из того, что изменения деформичий. Это подтвердилось и отсутствием разницы руемости красных клеток крови под влиянием
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Контроль
30
25
20
15
10
5
0
том степени агрегации эритроцитов после инкубации с аспирином, в большей степени выраженный в группе пациенток (рис. 4).
Аспирин
Вязкость, мПа.с
Вязкость, мПа.с
аспирина были статистически недостоверными
(тенденция к увеличению), указанный эффект
препарата на реологические свойства крови по
всей видимости обусловлен значительным рос-
*
*
*
*
*
0,21 0,42 0,64 0,85 1,06
Напряжение сдвига (Па)
Контроль
30
25
20
15
10
5
0
Аспирин
*
*
*
*
*
0,21 0,42 0,64 0,85 1,06
Напряжение сдвига (Па)
Деформируемость
эритроцитов
Контроль
Степень агрегации
эритроцитов (отн.ед.)
1
2
Рис. 3. Изменение вязкости суспензий эритроцитов с Ht = 40 после обработки аспирином у пациентов с ИБС (1 – мужчины, 2 – женщины)
Аспирин
0,8
0,6
0,4
0,2
мужчины
женщины
Контроль
0,3
0,2
0,2
0,2
0,1
0,1
0,0
0,0
Аспирин
*
*
мужчины
женщины
Рис. 4. Деформируемость и степень агрегации эритроцитов пациентов с ИБС до и после обработки аспирином
Выводы
Таким образом, результаты проведенного
нами исследования продемонстрировали выраженный эффект аспирина in vitro на реологические свойства крови пациентов с ишемической
болезнью сердца, который выразился в снижении текучести крови за счет повышения агрегируемости эритроцитов, несмотря на тенденцию к росту деформируемости этих клеток.
При этом эффект аспирина был более
выраженным в группе пациенток по сравнению
с влиянием этого препарата на реологические
свойства крови мужчин, страдающих ИБС, той
же возрастной группы.
Полученные данные демонстрируют возможное негативное влияние аспирина на реологические свойства крови пациентов с ишемической болезнью сердца.
Это подтверждает высказывавшееся ранее мнение о необходимости учета индивидуальной реактивности и резистентности при назначении лекарственных препаратов для терапии нарушений кровообращения.
Библиографический список
1.
2.
3.
4.
5.
Банин, В.В. Механизмы обмена внутренней среды [Текст] / В.В. Банин. – М.: Медицина, 1980. – 90 с.
Баркаган, З.С. Эндотелиоз и воспалительная концепция атеротромбоза – критерии диагностики и проблемы терапии [Текст] / З.С Баркаган, Г.И. Костюченко, Е.Ф. Котовщикова // Тромбоз, гемостаз и реология. – 2004. – № 4. – С. 3–11.
Муравьев, А.В. Компьютерная регистрация агрегации эритроцитов при их инкубации с адреналином
[Текст] / А.В. Муравьев // Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в
клинике: мат. научно-практ. конференции: – СПб. – 2003. – С. 78–80.
Мчедлишвили, Г.И. Микроциркуляция крови [Текст] / Г.И. Мчедлишвили. – Л.: Наука, 1989. – 295 с.
Ройтман, Е.В. Клиническая гемореология [Текст] / Е.В. Ройтман // Тромбоз, гемостаз и реология. – 2003.
– №3 (15). –С. 14-15.
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ройтман, Е.В. Термины, понятия и подходы к исследованиям реологии крови в клинике [Текст] / Е.В.
Ройтман, Н.Н. Фирсов, М.Г. Дементьева // Тромбоз, гемостаз и реология. – 2000. – №3 (3). – С. 5–12.
7. Старцева, Ю.В. Методика проведения и оценки результатов биомикроскопии конъюнктивы глаза
[Текст] / Ю.В. Старцева, Е.Э. Константинова. – Пермь, 2005. – 55 с.
8. Суслина, З.А. Дизрегуляция систем гемореологии и гемостаза при ишемических нарушениях мозгового
кровообращения [Текст] / З.А. Суслина, М.М. Танашян, В.Г. Ионова // Ангиология и сосудистая хирургия. – 2006. – Прил. – С. 5.
9. Фуркало, Н.К. Нарушение микроциркуляции как облигатный компонент патогенеза ишемической болезни сердца [Текст] / Н.К. Фуркало // Актуальные вопросы нарушений гемодинамики и регуляции
микроциркуляции в клинике и эксперименте. – 1984. – №1. – С. 264-265.
10. Agabiti-Rossei, E. Treatment alternatives in hypertensive subgroups and the role of the microcirculation [Text]
/ E. Agabiti-Rossei. – Lippincot Williams and Wilkins, 2000. – P. 153-165.
11. Dawson, D.L. Failure of pentoxifylline or cilostazol to improve blood and plasma viscosity, fibrinogen, and
erythrocyte deformability in claudication [Text] / D.L. Dawson, Q. Zheng, S.A. Worthy // Angiology. – 2002. –
Vol. 53, № 5. – P. 509–520.
6.
Работа выполнена при поддержке РФФИ – грант № 07-04-12244-офи
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
А.Н. Бармин, М.М. Иолин
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КАК ФАКТОР ВЛИЯНИЯ НА БИОЦЕНОЗЫ ДЕЛЬТЫ
Р. ВОЛГИ
Исследования ведущих климатологов
многолетних изменений приземной температуры воздуха показывают, что существует достаточно определенная тенденция, прослеживающаяся на протяжении 400 лет, к постепенному
ее повышению [1].
Современное потепление у поверхности
земли многие исследователи (М.И. Будыко,
Е.П. Борисенков) считают антропогенным и
связывают его с увеличением содержания парниковых газов в атмосфере. Современное потепление проходит за счет роста зимней температуры воздуха, это свидетельствует в пользу антропогенного потепления, так как парниковый
эффект обычно действует ночью.
По прогнозу ведущих климатологов мира, наблюдавшееся потепление, наиболее заметно проявившиеся в зимние месяцы, продлится с той же скоростью до 2040-2045 гг. Ис-
следования состояния климата в последние десятилетия позволяют утверждать, что глобальное антропогенное потепление ускоряется.
Значительные положительные отклонения температуры воздуха и осадков от многолетних значений в Астраханском регионе связаны с аномальным развитием западной формы
атмосферной циркуляции, при которой в последние 30 лет влажные и теплые воздушные
массы с Атлантики влияют на погоду Нижней
Волги. За период наблюдений 1922-2006 гг.
произошло заметное увеличение годовых осадков по Астрахани от 180 мм (1946-1955 гг.) до
230 мм (1983-1992 гг.) и 250 мм (1997-2006 гг.),
что больше климатической нормы на 47 мм [2].
Среднегодовая температура за последние
30 лет возросла на 0,6ºC. Причем этот рост
произошел в основном за счет зимних температур (табл. 1).
Таблица 1
Климатические показатели по данным гидрометеорологической станции г. Астрахани
Годы
1946-1955
1956-1972
1973-1982
1983-1992
1993-2006
Средняя сумма
осадков за период с t > 10ºC,
мм
89,5
99,5
118,6
143,9
155,3
Средняя сумма
температур за период с t > 10ºC,
мм
3626
3584
3606
3736
3698
Увеличение осадков повлияло и на водность р. Волги. В результате анализа многолетних колебаний стока Волги установлено, что с
середины 70-х гг. практически по всем гидрометрическим створам наблюдаются однонаправленные и значимые изменения во внутригодовом распределении стока, которые ранее не
отмечались. Они связаны с увеличением водности в меженные месяцы (летние и зимние),
снижением стока весеннего половодья и увеличением годового стока в бассейне самой Волги
и ее основных притоков. За период 1978-2006
Гидротермический
коэффициент по
Г.Т. Селянинову
Среднегодовая
сумма осадков, мм
Среднегодовая
температура
0,25
0,28
0,33
0,39
0,42
179
189
208
235
250
9,5
9,7
9,9
10,2
10,5
гг. увеличение меженного стока в целом достигает 20-40 % от нормы.
Средний многолетний сток Волги составляет 250-300 км3. За инструментальный период
наблюдений с 1881 г. максимальная его величина составила 390 куб. км (1926 г.), минимальная – 161 куб. км (1937 г.). За условно естественный период 1946-1959 гг. объем стока
составлял в среднем за год 260 куб. км. В первый период зарегулированного стока (19601973 гг.) он уменьшился до 228 куб. км, а в
следующий период (1974-1987 гг.) годовой
сток возрос, а его объем во втором квартале
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
еще более уменьшился. И, начиная с 90-х годов
(1988-2007 гг.), объем стока возрос до 265 куб.
км. Возросший сток Волги вызвал подъём Каспийского моря более чем на 2 м (табл. 2).
Таблица 2
Характеристика гидрологических условий р. Волги
Годы
1946-1959
1960-1973
1974-1987
1988-2007
Объем стока в Объем стока в ствоДоля весенне- Максимальные уровни воды
створе Волгоре Волгоградской
го половодья, по рейке водомерного поста
градской ГЭС, ГЭС, куб. км за 2-й
%
Астрахань, (см)
куб. км за год
квартал
260
228
248
265
141
102
96
116
54
45
39
44
Высота подъема полых вод после зарегулирования стока резко уменьшилась, но в последние периоды значительно возросла - до 333
см (1988-2007 гг.) по рейке водомерного поста
г. Астрахани.
Изменения климата и увеличение водного стока привело к динамическим изменениям
биоценозов в дельте р. Волги и в первую очередь к динамике почвенно-растительного покрова.
Ниже приводятся данные о результатах
мониторинговых исследований, которые проводятся в дельте р. Волги на стационарном
профиле с 1979 г. Данные этих исследований за
последние годы опубликованы [3, 4, 5, 6, 7].
Сопоставления ионного состава водных
вытяжек из почвенных образцов за наблюдаемый период показало, что от начала наблюдений в 1979 г. и после 1981 г. произошло резкое
уменьшение содержания водорастворимых солей на 30%, особенно токсичных ионов Cl и Na.
С 90-х годов по настоящее время общее количество солей флуктуировало в нешироких пределах, вызванное прежде всего объемом весенне-летних половодий (табл. 3).
В целом по результатам анализов с 1979
по 2006 гг. по 126 почвенным образцам отношение Cl/SO4 уменьшилось в 2 раза, с 0,6 до
0,3. Если судить по суммарному эффекту токсичных ионов в эквивалентах хлор-иона, то
средняя токсичность почвенного раствора на
профиле с 1979 к 2006 г. уменьшилась в 2 раза,
особенно этот процесс выражен на площадках,
представленных на лугах низкого (1,2 м и ниже
над меженью) и высокого уровней (2,5 и более)
– в 2,4 раза.
240
251
252
333
На лугах низкого уровня общее количество солей постоянно уменьшалось от 1979 к
2002 г., а затем в 2006 г. произошло небольшое
увеличение, которое связано с тем, что половодье в 2006 году было значительно меньше по
сравнению с предыдущими годами (76 куб. км),
в связи с этим многие участки лугов низкого
уровня были затоплены на непродолжительный
период и токсичные соли не были вымыты.
Токсичность почвенного раствора увеличилась
в 2 раза по сравнению с 2002 г., но по сравнению с началом наблюдений она уменьшилась в
2,5 раза.
На лугах среднего уровня в интервале
высот (1,3-1,8 м и 1,9-2,4 м) общее количество
солей флуктуировало, то повышаясь, то
уменьшаясь, но при этом и отношение Cl/SO4,
и токсичность почвенного раствора были
меньше по сравнению с началом наблюдений в
1,4 раза.
На высотах 2,5 м и более (луга высокого
уровня) содержание солей флуктуировало, но в
2006 г. достигло наименьших значений, также
как и отношение Cl/SO4, токсичность почвенного раствора осталась на прежнем уровне.
Если на лугах низкого уровня уменьшение общего количества солей можно приписать
промывному эффекту весенне-летних половодий, то уменьшение солей на лугах высокого
уровня можно объяснить увеличением количества осадков, которые фиксируются в последнее время (2006 г. – за период отрастания трав
на лугах количество осадков превысило норму
в 10 раз).
Таблица 3
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
Содержание ионов водорастворимых солей в слое почвы 0-15 см в различных интервалах высот профиля
над меженью, мг-экв. на 100 г почвы (126 точек)
Годы
1979
1980
1981
1990
1991
1995
1996
2002
2006
HCO-3
0,20
0.22
0.26
0.29
0.32
0.16
0.15
0.39
0,37
Cl4,82
5.06
3.60
1.38
1.27
1.46
0.70
0.61
1,58
1979
1980
1981
1990
1991
1995
1996
2002
2006
0.26
0.31
0.32
0.35
0.27
0.24
0.14
0.40
0,44
8.53
7.90
6.00
2.55
2.30
3.72
2.60
3.99
4,9
1979
1980
1981
1990
1991
1995
1996
2002
2006
0.33
0.36
0.34
0.23
0.29
0.23
0.15
0.32
0,41
2.90
5.48
2.59
3.05
2.99
3.58
2.90
3.08
1,80
1979
1980
1981
1990
1991
1995
1996
2002
2006
0.39
0.50
0.42
0.35
0.30
0.24
0.16
0.47
0,38
6.49
5.10
5.24
4.24
6.96
4.91
3.30
2.00
2,4
SO2-4
Ca2+
Mg2+
7,49
4,75
3,35
7.36
5.13
3.07
5.51
3.46
3.14
6.75
3.31
2.85
6.26
3.45
2.26
4.85
3.16
1.95
7.10
4.80
2.50
4.04
2.41
0.96
6,78
3,88
2,28
1.3-1.8 м –54 площадки
14.20
7.30
7.02
13.88
7.12
6.43
11.84
5.94
6.08
11.70
5.29
4.70
10.82
6.16
4.10
11.02
5.22
5.26
17.75
7.70
8.70
12.15
7.68
3.28
14,78
7,98
5,75
1.9-2.4 м –34 площадки
11.90
6.36
5.06
12.06
6.29
5.23
9.81
5.87
4.12
11.20
6.04
4.68
11.10
6.43
4.24
10.82
5.30
5.41
15.60
7.30
8.00
9.54
5.51
2.54
11,54
6,30
3,60
2.5 м и более – 11 площадок
7.98
5.75
3.64
7.98
4.38
3.38
6.44
4.26
3.52
7.81
4.60
3.11
10.25
5.57
5.00
7.63
3.80
4.23
10.60
5.13
5.31
7.18
3.95
2.15
6,61
3,45
2,11
Na+
4,41
4.44
2.77
2.26
2.14
1.36
0.65
1.67
2,57
Т
5,41
5,55
4,06
2,13
1,90
1,83
1,19
1,01
2,23
Сумма
25,02
25,28
18,74
16,84
15,70
12,94
15,90
10,08
17,46
8.68
8.54
6.14
4.61
3.13
4.50
4.09
5.59
6,28
9,96
9,31
7,24
3,90
3,29
4,93
4,64
4,90
6,35
46.00
44.18
36.32
29.20
26.78
29.96
40.98
33.12
40,13
3.73
6.39
2.75
3.76
3.70
3.92
3.35
4.89
3,90
4,07
6,71
3,45
4,11
3,98
4,73
4,59
3,95
2,93
30.28
35.82
25.48
28.96
28.75
29.26
37.30
25.91
27,53
5.47
5.82
4.32
4.69
6.94
4.75
3.62
3.55
3,74
7,01
5,92
5,76
4,95
7,95
5,72
4,43
2,74
3,11
29.42
27.16
24.20
24.80
35.02
25.56
28.12
19.30
18,70
Увеличение увлажнения в дельте р. Волги повлияло и на продуктивность фитоценозов.
В сравнении с 1982 г. общая надземная масса к
2006 г. увеличилась на всех высотных отметках
(табл. 4).
Таблица 4
Величина средней общей надземной массы травостоя, г/м2
Интервалы высот
1,2 м и ниже
1,3 – 1,8 м
1,8-2,4 м
2,5 м и выше
1982 г.
720,9
351,3
255,5
232,6
1991 г.
1014,5
368,7
343,9
480,0
1996 г.
964,2
236,3
223,2
272,4
105
2001 г.
1491,9
1147,2
757,2
625,2
2006 г.
1779,4
688,4
885,0
472,4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
Особенно большое увеличение продуктивности отмечено на высотах 1,2 и ниже (луга
низкого уровня) в 2,5 раза. Эти участки стали
затапливаться на более длительные периоды, и
на них произошло общее уменьшение содержания солей, что индуцирует Crypsis schoenoides,
уменьшивший общую массу с 1982 по 2006 гг.
в 11 раз, а это вызвало перемещение растений
гликофитов на ранее засоленные экотопы.
На высотах 1,3-1,8 м над меженью происходит увеличение биомассы, за исследуемые
годы, кроме 1996 и 2006 гг. которые были наименьшими по объему половодий (64 и 72 куб.
км), и это сказалось на уменьшении продуктивности растительности.
На высотах 1,9 -2,4 м и 2,5 и выше (луга
высокого уровня), которые затапливаются 1 раз
в 9-10 лет, в 2006 г. по сравнению с 1982 г.
произошло увеличение продуктивности в 2-2,5
раза, но за счет увеличения количества осадков.
Из 17 видов растений, которые выделялись при разборке укосов, надземная масса к
2006 году по сравнению с 1982 годом возросла
у 11 видов и у 6 видов уменьшилась (табл. 5).
Особенно направленное увеличение массы произошло у крупных растений, отрицательно реагирующих на выпас и сенокошение,
таких как Typha angustifolia, Pragmites australis,
Glycyrriza glabra, в 8, 49 и 83 раза соответственно.
Таблица 5
Средний вес надземной массы растений, на 126 точках профиля, г/м2
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Название растений
Typha angustifolia
Bolboschoenus maritimus
Eleocharis palustris
Petrosimonia oppositififolia
Litrum virgatum
Aeluropus pungens
Phalaroides arundinacea
Crypsis schoenoides
Elytrigia repens
Inula britannica
Althaca officinalis
Suaeda confuse
Rubia tatarica
Pragmites australis
Hierochloe repens
Glycyrriza glabra
Atriplex prostrata
Общая масса
1982 г.
3,1
2,7
3,4
0,7
0,2
10,1
10,0
5,5
3,6
2,2
1,7
0,1
1,8
1,4
5,4
0,6
1,5
394,3
После резкого уменьшения представленности к 1991-1996 гг. злака Phalaroides
arundinacea и Elytrigia repens в 2001 году произошло восстановление представленности до
значений 1982 года и увеличение в 2,5 раза в
2006 г., что улучшило качество сенокосов в
дельте.
Изменения климата в последние десятилетия привели к увеличению среднегодовых
температур, росту годового количества осадков
и увеличению водности рек, в том числе и р.
Волги. Это привело к сукцессионным изменениям в почвенно-растительном покрове низовий Волги. На лугах низкого уровня произошло
1991 г.
36,7
16,6
6,6
6,1
1,4
5,7
2,9
1,3
0,2
0,1
1,2
0,4
1,5
1,1
3,8
2,9
2,6
510,1
1996 г.
39,6
9,4
3,5
0,6
0,5
5,2
1,8
0,3
1,6
0,3
2,9
2,2
0,5
3,7
3,4
4,1
2,2
368,1
2001 г.
41,4
15,8
14,0
3,1
2,7
9,3
7,5
0,2
3,1
0,1
3,4
0,3
0,4
15,6
6,5
20,0
0,6
945,0
2006 г.
23,4
9,7
8,2
1,1
0,8
6,0
25,1
0,3
15,3
0,2
0,2
0,1
4,8
68,6
4,6
49,5
0,1
947,7
уменьшение токсичности почвенного раствора
и смена более токсичного хлоридного засоления на сульфатное, что привело к формированию монодоминантных сообществ с Typha
angustifolia и росту надземной массы от 5 до 8
раз. На лугах среднего уровня произошло увеличение общего содержания солей с уменьшением токсичности почвенного раствора в почве,
что также привело к увеличению биомассы,
особенно в многоводные годы. На лугах высокого уровня наблюдается увеличение биомассы
в связи с увеличением осадков в период вегетации.
Библиографический список
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ярославский педагогический вестник. Серия Естественные науки. Вып. 1-2009
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Клиге, Р.К. Влияние геодинамики на современный климат и водные ресурсы бассейна Волги [Текст] /
Р.К. Клиге // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления: мат. Всеросс. науч.практич конф. – Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2007. – С. 140–142.
Вознесенская, Л.М. Изменение климата в Астраханской области в XX – начале XXI в. и его природные
последствия [Текст] / Л.М. Вознесенская // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы
управления: мат. Всеросс. науч.-практич. конф. – Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет»,
2007. – С. 58–61.
Бармин, А.Н. Динамика травянистой растительности дельты р. Волги в условиях возросшего водного
стока [Текст]: автореф. дис. … канд. биол. наук / А.Н. Бармин. – Воронеж, 1993. – 16 с.
Голуб, В.Б. Оценка изменений растительности средней части дельты р. Волги [Текст] / В.Б. Голуб, А.Н.
Бармин // Бот. журн. – 1994. – Т. 79. – № 10. – С. 84–90.
Голуб, В.Б. Некоторые аспекты динамики почвенно-растительного покрова дельты р. Волги [Текст] /
В.Б. Голуб, А.Н. Бармин // Экология. – 1995. – № 2. – С. 156–159.
Голуб, В.Б. Дополнительные итоги многолетних наблюдений на стационарном профиле в дельте р. Волги [Текст] / В.Б. Голуб, А.Н. Бармин // Экологические проблемы бассейнов крупных рек – 2. – Тольятти:
ИЭВБ РАН, 1998. – С. 56–59.
Иолин, М.М. Динамика экологических характеристик почвенно-растительного покрова южной части
Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги [Текст]: автореф. дис. … канд. геогр. наук / М.М. Иолин.
– Ярославль, 2003. – 24 с.
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Александрова Елена Викторовна – кандидат педагогических наук, ст. преподаватель
кафедры органической и неорганической химии
Ярославского государственного педагогического
университета
Бармин Александр Николаевич – доктор
географических наук, профессор, декан геологогеографического факультета Астраханского государственного университета
Бельчик Елена Евгеньевна – ассистент
кафедры органической и неорганической химии
Ярославского государственного педагогического
университета
Ватлина Лидия Павловна – кандидат химических наук, доцент кафедры органической и
неорганической химии Ярославского государственного педагогического университета
Горяченкова Татьяна Евгеньевна –
младший научный сотрудник Института проблем
хемогеномики Ярославского государственного
педагогического университета
Грачева Екатерина Леонидовна – старший преподаватель кафедры общей и биоорганической химии Ярославского государственного
университета им. П.Г. Демидова
Жуленев Сергей Викторович – кандидат
физико-математических наук, доцент кафедры
теории вероятности МГУ им. М.В. Ломоносова
Заводчиков Михаил Александрович – ассистент кафедры геометрии Ярославского государственного педагогического университета
Иолин Михаил Михайлович – кандидат
географических наук, доцент, заведующий кафедрой природопользования и землеустройства
Астраханского государственного университета
Карабанова Мария Валерьевна – аспирантка кафедры органической и неорганической
химии Ярославского государственного педагогического университета
Кобылинский Дмитрий Борисович –
кандидат химических наук, старший научный сотрудник института проблем хемогеномики Ярославского государственного педагогического
университета
Кузнецов Дмитрий Юрьевич – кандидат
физико-математических наук, доцент кафедры
алгебры Ярославского государственного педагогического университета
Лебедев Алексей Викторович – кандидат
физико-математических наук, доцент кафедры
теории вероятности МГУ им. М.В. Ломоносова
Михайлов Павел Валентинович – кандидат биологических наук, старший преподаватель
кафедры спортивных дисциплин Ярославского
государственного педагогического университета
Михайлова Светлана Геннадьевна – аспирант кафедры анатомии и физиологии человека
и животных Ярославского государственного педагогического университета
Новожилов Юрий Владимирович – аспирант кафедры органической и неорганической
химии Ярославского государственного педагогического университета
Осетров Игорь Александрович – кандидат биологических наук, доцент кафедры спортивных дисциплин Ярославского государственного педагогического университета
Петроченко Елена Петровна – аспирантка
кафедры анатомии и физиологии человека и животных Ярославского государственного педагогического университета
Проскурина Ирина Константиновна –
кандидат биологических наук, доцент кафедры
органической и неорганической химии Ярославского государственного педагогического университета
Сахарова Татьяна Валерьевна – аспирантка кафедры органической и неорганической
химии Ярославского государственного педагогического университета
Смирнов Евгений Иванович – доктор педагогических наук, профессор, зав. кафедрой математического анализа Ярославского государственного педагогического университета
Тихомиров Александр Сергеевич – доктор физико-математических наук, профессор, зав.
кафедрой алгебры Ярославского государственного педагогического университета
Тихомирова Ирина Александровна –
д.б.н. доцент кафедры анатомии и физиологии
человека и животных Ярославского государственного педагогического университета
Трошина Татьяна Львовна – кандидат
физико-математических наук, доцент кафедры
алгебры Ярославского государственного педагогического университета
Уваров Артем Дмитриевич – ассистент
кафедры математического анализа Ярославского
государственного педагогического университета
Ясинский Олег Анатольевич – доктор
химических наук, доцент кафедры органической
и неорганической химии Ярославского государственного педагогического университета
108
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа