Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Историческая справка 9
1.1.1. Краткая история биоэлектрографии 9
1.1.2. Терминология 12
1.2. Основы газоразрядной фотографии 14
1.3. Физические процессы при формировании газоразрядных изображений 16
1.4. Современное техническое обеспечение ГРВ-метода 22
1.5. Принципы диагностики методом ГРВ у человека 25
1.6. Области применения метода ГРВ 34
1.6.1. Использование ГРВ-метода в медицине 34
1.6.2. Применение ГРВ-метода в спорте 36
1.7. Биохимические показатели крови, традиционно используемые при определении уровня тренированности спортивных лошадей 40
ГЛАВА 2. Методика исследований 55
2.1. Программа и объект исследований 55
2.2. Методика исследований 56
2.2.1. Методика исследований ГРВ-методом, используемая при проведении опыта 1 56
2.2.2. Методики биохимических и ГРВ исследований проб крови троеборных лошадей (опыт 2) 60
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 72
3.1. Результаты исследований плазмы крови троеборных лошадей методом газоразрядной визуализации (опыт 1) 72
3.2. Результаты исследований крови троеборных лошадей биохимическим методом и методом газоразрядной визуализации (опыт 2) 78
3.2.1. Физиологические и биохимические характеристики крови троеборных лошадей 78
3.2.2. Результаты исследования плазмы крови спортивных лошадей методом газоразрядной визуализации 91
3.3 Анализ характеристик газоразрядных изображений плазмы крови спортивных лошадей, участвовавших в опытах 1 и 2 106
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследований 110
Выводы 116
Практические рекомендации 117
Библиографический список 118
- Физические процессы при формировании газоразрядных изображений
- Биохимические показатели крови, традиционно используемые при определении уровня тренированности спортивных лошадей
- Методика исследований ГРВ-методом, используемая при проведении опыта 1
- Результаты исследований плазмы крови троеборных лошадей методом газоразрядной визуализации (опыт 1)
Введение к работе
Актуальность темы. В связи с бурным развитием исследований в области генной инженерии, расширением биотехнологических возможностей, нарастающим интересом к теме клонирования и получения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) возникает необходимость в более подробных знаниях о нормальном протекании эмбриогенеза млекопитающих и его видовых особенностях.
Эмбрион млекопитающего преимплантационного периода развития является ценным объектом для изучения процессов цитодифференцировки, становления и развития структурных компонентов и их взаимодействия в клетках эмбриона.
Лошадь, благодаря позднему сроку имплантации, является уникальным экспериментальным животным для изучения раннего эмбриогенеза (с 6-8-х по 36-40-е сутки развития).
Представленная к защите диссертационная работа посвящена изучению нормального эмбриогенеза лошади в зародышевый период и входит составной частью в тематический план ВНИИКоневодства по программе отделения зоотехнии Россельхозакадемиии (задание 03.01, номер государственной регистрации 01.200.1 14185), утверждена ученым советом ВНИИКоневодства 17 апреля 2001 года, протокол N3.
Цель и задачи исследований. С целью углубления фундаментальных знаний о раннем эмбриональном развитии и видовых особенностях протекания зародышевого периода у лошадей, было предусмотрено решить следующие задачи:
Провести морфогистологическис исследования эмбрионов лошади с 8 по 36 день пренатального развития и охарактеризовать основные стадии морфогенеза.
Установить сроки закладки ключевых эмбриональных
структур и наступления основных критических периодов
в раннем эмбриогенезе лошади по аналогии с другими
видами животных. t
І'ОС НАЦИОНАЛЬНА*!
3 БИБЛИОТЕКА I
Составить таблицу нормального развития эмбриона лошади в зародышевый период.
Провести сравнительный анализ раннего эмбрионального развития лошадей, других с.-х. животных и человека.
Научная новизна работы. Впервые представлена полная морфологическая характеристика и составлена таблица стадий нормального развития эмбриона лошади в динамике с 8-го по 36-й день пренатального периода жизни на основе гистологического анализа эмбрионального материала. Выявлены видовые особенности эмбриогенеза у лошадей в зародышевый период . в сравнении- с другими видами сельскохозяйственных животных в свете теории критических периодов развития.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты работы позволяют расширить фундаментальные знания о раннем эмбриогенезе лошадей и использовать в будущем полученную информацию для научных экспериментов биотехнологического характера. Определены сроки основных критических периодов в развитии эмбриона лошади на раннем этапе эмбриогенеза, имеющие большое значение для практического коневодства.
Апробация работы. Материалы диссертации
докладывались на Ученом совете ВНИИКоневодства в 2001 и 2002 годах. Основные положения диссертации также были доложены на научной конференции "Молодые ученые -животноводству страны" (ВИЖ,. 2002), Всероссийском координационном совещании по коневодству (ВНИИК, 2003).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из
введения, четырех глав (обзора литературы, материалов и
методов исследования, результатов собственных
Физические процессы при формировании газоразрядных изображений
Вокруг живых организмов существуют физические поля - тепловое, электромагнитное, световое, звуковое, и они довольно хорошо изучены. Так, например, измеряя электрическое поле, меняющееся в ритме сердца, можно снимать кардиограмму. Поля эти быстро убывают с расстоянием [33, 69, 70].
Концепция биологического поля была впервые выдвинута в середине 30-х годов XX века выдающимся российским ученым А. Г. Гурвичем. Разработка представлений о биологических полях на клеточном уровне - основной теоретический труд А.Г. Гурвича. При проведении ряда опытов, он наблюдал бесконтактное влияние одного корня растения на другое. А.Г. Гурвич заметил, что если конец одного корня молодой луковицы приблизить к корневой системе другой, но не соединять их, то в участке корня второй луковицы начинается усиленный рост клеток. Автор назвал подобное воздействие митогенетическим излучением [30, 31].
Явление сверхслабого излучения клеточных структур, экспериментально обнаруженное А.Г. Гурвичем, получило детальное развитие в работах В.П. Казначеева и Л.П. Михайловой (1981). Ими было показано, что сверхслабое излучение фотонов свойственно большинству типов биосистем. Основная роль была предписана электромагнитному диапазону длин волн [40].
В.П. Казначеевым была выдвинута гипотеза, что "кванты электромагнитного поля могут выступать как одни из наиболее значимых материальных носителей потоков информации в биосистемах" [38, 39].
Это поле - показатель жизни, и это, в частности, отражается в том, что основным критерием жизни/смерти в современной медицине считается уровень электрической активности мозга [29, 32]. Учитывая наличие электромагнитного поля организма и его активное взаимодействие с окружающим пространством, современная медицина может значительно расширить свои возможности путём использования для имплантации различных технических устройств на основе магнита [106]. Физической аурой биологического объекта является вся совокупность биологических полей и излучений, формируемых телом в пространстве за счет собственной эмиссии и за счет взаимодействия с процессами в окружающей среде [78, 79]. Биологический объект является открытой системой и его невозможно рассматривать без учета всех связей и взаимодействий. Таким образом, физическая аура — это многокомпонентный объект. В определенных условиях на первый план выступают одни компоненты, при изменении условий наблюдения или принципов регистрации - другие [29,46]. Из законов физики известно, что ни одно из изученных полей нельзя регистрировать непосредственно, но только по их действию на какие-то физические процессы или объекты. Электрическое поле регистрируется по отклонению пробного заряда, магнитное поле - по движению намагниченной стрелки или проводника с током, гравитационное - по движению пробной массы [52, 77, 93]. Следовательно, для регистрации физических полей необходимо найти физический процесс, чувствительный к максимальному числу компонентов этого поля. Таким процессом во многом является «Эффект Кирлиан» (ЭК). Инициаторами разряда при ЭК выступают заряженные частицы и фотоны, его характеристики зависят от распределения электромагнитных полей (ЭМП), поверхностных и объемных свойств объекта, а также состава газовой среды вблизи поверхности [45, 47, 60]. Физические процессы, происходящие при реализации газоразрядной фотографии (ГРФ) или газоразрядной визуализации (ГРВ), сложны и многообразны. К середине XX века уже был накоплен значительный материал, подтверждающий возможность газоразрядного фотографирования объектов самого различного происхождения, в том числе и человека. К тому времени tf s ГРФ ещё не сформировалась как отдельное научное направление, так как не имела хорошо разработанной и легко осуществимой методики фотографирования, а самое главное - оставался неясным механизм самой визуализации [46]. С изобретением супругами С.Д. и В.Х. Кирлиан в 1949 году специальных устройств для ГРФ была разрешена техническая сторона получения изображений в газовом разряде. Многие труды С.Д. и В.Х. Кирлиан были посвящены теории ГРФ [108]. Под газоразрядной фотографией обычно понимают процесс получения V изображения исследуемого объекта в слаботочном газовом разряде. Реализация метода заключается в переносе изображения исследуемого объекта на фотобумагу или другой регистрирующий материал. Для этого воспринимающий материал располагают между двумя электродами, причем в качестве одного из них служит исследуемый объект [46, 54]. Для газового разряда характерны три основных вида его развития: 1) лавинная ГРВ, основанная на разрядах при малых межэлектронных промежутках (менее 1мм) и атмосферном давлении; 2) поверхностная ГРВ, в основе которой заложено получение и расшифровка «фигур Лихтенберга», образующихся при скользящем по поверхности диэлектрика разряде; 3) вакуумная ГРВ - когда изображение исследуемого объекта при пониженном давлении газа переносится на специальный лгоминисцентный экран. При поверхностной ГРВ разряд возникает от поверхности объекта вдоль поверхности диэлектрической пластины (стеклянная поверхность оптической системы или фотоматериал), служащей носителем изображения [103, 104]. Между исследуемым объектом (1) и диэлектрической пластиной (2), на которой размещается объект, подаются импульсы напряжения от генератора ЭМП (5), для чего на обратную сторону нанесено прозрачное токопроводящее покрытие. При высокой напряженности поля в газовой среде пространства контакта объекта (1) и пластины (2) развивается лавинный и/или скользящий газовый разряд, параметры которого определяются свойствами объекта. Свечение разряда с помощью оптической системы и видеокамеры преобразуется в видеосигналы, которые записываются в виде одиночных кадров, так называемых грв-грамм, в блок памяти (4), связанный с компьютерным процессором обработки. Процессор обработки зафиксированного изображения (грв-граммы) представляет собой специализированный программный комплекс, который позволяет вычислять ряд параметров видеоизображений [54].
Биохимические показатели крови, традиционно используемые при определении уровня тренированности спортивных лошадей
В комплекс физиологических исследований по оценке степени тренированности лошадей входят определение клинико-физиологических показателей (частота сердечных сокращений и дыхательных движений за минуту), биохимических параметров крови и, как дополнительное средство выявления состояния двигательного аппарата, определение тонуса мышц [73].
Биохимический анализ крови является необходимым условием подготовки лошади к ответственным стартам. По уровню содержания различных веществ в крови традиционно судят о степени подготовленности лошади к соревнованиям [6]. Вопросу определения уровня тренированности спортивных лошадей посвящено значительное количество научных работ.
Кровь (греч. Haima, лат. Sangius) — жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе организма животного и человека; разновидность соединительной ткани, составляющая вместе с лимфой и тканевой жидкостью внутреннюю среду. Поддерживая относительное постоянство своего состава, кровь осуществляет стабилизацию внутренней среды (гомеостаз) и обеспечивает, наряду с нервной системой, жизнедеятельность клеток и тканей, функциональное единство всех клеток и тканей [4, 7].
Кровь является той средой, через которую клетки тела получают все необходимые для их деятельности вещества. Состав крови представлен в таблице 1. Кровь - одна из наиболее специализированных тканей организма, изучение которой in vitro технически легко осуществимо путем простых взятий крови. Её параметры отражают динамику функционирования всех систем организма. Для биологических исследований используют цельную кровь, плазму или сыворотку. Однако, чаще всего для анализов привлекают плазму или сыворотку. Плазма крови содержит сотни тысяч различных веществ. Анализ изменений отдельно взятых показателей позволяет достаточно точно определить функциональное состояние спортивных лошадей [22]. В то же время, Milne D.W. отмечал, что биохимические показатели крови спортивных лошадей не отражают полной картины состояния тренированности животного. По результатам собственных опытов он рекомендовал исследовать не только содержание различных веществ, но и давление смеси газов (С02 и 02) в артериальной и венозной крови [114]. Эритроциты и гемоглобин. Эритроциты, или красные кровяные тельца, выполняют важнейшую задачу крови - перенос кислорода, необходимого для выработки энергии клетками тканей, выведение образовавшегося углекислого газа. Форма эритроцитов круглая-двояковогнутая. За счет этого создается большая поверхность и лучшие условия для соединения кислорода с гемоглобином [7]. Показатели красной крови (гемоглобин и эритроциты) дают достаточно полную информацию о реакции организма на физическую нагрузку [76]. Динамика этих показателей представлена в таблице 2. соревновательный период Таким образом, исследователи сходятся в едином мнении, что в процессе тренинга спортивных лошадей количество эритроцитов и гемоглобина повышается по сравнению с исходным уровнем. Систематическая нагрузка вызывает повышение уровня гемоглобина в эритроците в состоянии покоя. Эти изменения можно рассматривать как адаптацию к новым для организма условиям, связанным с физическими нагрузками. Увеличение гемоглобина, видимо, происходит из-за возросшей потребности работающего организма в кислороде [21,89,97]. Х.Ф. Кушнер (1939г.) отметил, что у лошадей, показавших лучшие результаты на испытаниях, значительно выше уровень гемоглобина и эритроцитов [61]. Лошадям, имеющим более низкие показатели, трудно соперничать с другими, несмотря на способность к относительно высоким сдвигам в количестве гемоглобина и эритроцитов во время напряженных работ [8]. А.А. Ласков, проводя широкие исследования, установил, что под влиянием тренинга у лошадей наблюдается в состоянии относительного покоя увеличение количества гемоглобина и эритроцитов [62, 63, 64]. При интенсивных тренировках на водяной миле Voss В. (2002г.) выявил значительное увеличение в крови лошадей содержания эритроцитов и гемоглобина. На степень изменения этих показателей повлияли как скорость движения животного, так и уровень воды на тренмиле [121]. Лейкоциты - белые форменные элементы крови. В отцентрифугированной крови они оседают тонким слоем над массой красных кровяных телец (эритроцитов) [90, 94]. Главная функция лейкоцитов -защитная. Они обеспечивают невосприимчивость организма к различным факторам (клеткам, веществам), которые несут чужеродную генетическую информацию [100]. Увеличение числа лейкоцитов по сравнению с нормой говорит о наличии в организме воспалительного процесса или инфекции. Исследование количества лейкоцитов в динамике помогает оценить течение патологического процесса, спрогнозировать возможность осложнений и исход заболевания, выбрать наиболее подходящее лечение. R.J. Rose (1980-1986гг.) отмечал значительный лейкоцитоз у лошадей, участвовавших в соревнованиях по троеборью и пробегам [118, 119]. В таблице 3 показано нормальное содержание лейкоцитов в крови лошадей и его изменение при физической нагрузке. Глюкоза. Это важнейшее энергетическое вещество организма. Она легче многих других веществ вовлекается в обмен веществ и быстрее других соединений подвергается разрушению до конечных продуктов - углекислоты (СОг) и воды (Н20), освобождая при этом энергию, необходимую животному для осуществления жизненных функций. Происхождение в крови глюкозы двоякое. Одна её часть появляется в крови в результате распада гликогена тканей. Углеводы, поступающие из кишечника, идут главным образом на синтез запасных полисахаридов организма, а моносахариды, образующиеся в результате разложения гликогена, используются на энергетические нужды организма. Глюкоза находится как в свободном, так и в связанном состоянии в виде комплексов с белками. Содержание связанной глюкозы может достигать 40-50% от общего её количества в крови. Содержание сахара "в крови удерживается на определенном уровне под влиянием нервной системы, гормонов, витаминов [7, 28, 65]. В крови животных содержание глюкозы относительно постоянное [100]. Количественная характеристика глюкозы и её динамика в процессе тренинга представлена в таблице 4.
Методика исследований ГРВ-методом, используемая при проведении опыта 1
Исходя из данных таблицы 22, можно заключить: 1)CNC - показатели красной и белой крови лошадей первой группы на порядок ниже, чем таковые у лошадей, занявших последние места. Содержание лейкоцитов в крови лошадей первой группы превышает модельное значение, которое составляет 8,0 тыс/мкл. У лошадей третьей группы наблюдается высокое содержание в крови эритроцитов и гемоглобина по сравнению с другими группами. Согласно модельным характеристикам, содержание эритроцитов должно достигать 8,7 млн/мкл, чему не соответствует ни одна из групп. Количество гемоглобина у хорошо тренированных лошадей должно составлять в пересчете на ммоль/л - 9,81 (мг% х 0,6206). Из таблицы видно, что у лошадей-лидеров этот показатель не соответствует модельному значению и на порядок ниже, чем у лошадей-аутсайдеров. У лошадей второй группы отмечается высокая насыщаемость эритроцитов гемоглобином, поскольку низкое количество эритроцитов сочетается с высоким значением гемоглобина. 2)CNC - у лошадей V группы эритроцитов меньше, чем у лошадей VI группы, но содержание гемоглобина выше. Это говорит о высокой насыщаемости эритроцитов гемоглобином в крови животных V группы. Аэробные процессы обеспечиваются у этих лошадей за счет увеличения количества гемоглобина, а не числа эритроцитов. Лейкоциты находятся в пределах физиологической нормы. 3)CNC для юношей - содержание эритроцитов у лошадей VII группы высокое, но в то же время содержание гемоглобина ниже, чем у лошадей-аутсайдеров. Видимо, недостаток развития аэробных процессов компенсируется за счет увеличения числа эритроцитов, а не за счет увеличения содержания дыхательного белка - гемоглобина. У лошадей VII группы лейкоциты находятся в пределах физиологической нормы. Высокое содержание гемоглобина (10,16 ммоль/л) в крови лошадей VIII группы сочетается с небольшим количеством эритроцитов. Это указывает на высокую насыщаемость гемоглобином эритроцитов. 4) Программа для любителей - количество эритроцитов в крови у этой группы животных невысокое, у них также отмечается самое низкое содержание гемоглобина по сравнению с другими группами лошадей. На диаграммах 10-12 наглядно показано содержание эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов в крови троеборных лошадей.
На диаграммах 10-12 видно, что лошади, участвовавшие в соревнованиях уровня CNC , имеют показатели красной и белой крови хуже, чем показатели крови лошадей, выступавших по двум другим программам. У лошадей-лидеров (CNC ) отмечается самый высокий уровень содержания в крови лейкоцитов.
Снабжение сокращающихся мышц энергией происходит при химических превращениях, идущих без участия кислорода (анаэробный гликолиз) и при его участии - окислительное (аэробное) фосфорилирование .
Активность альдолазы и содержание в крови молочной кислоты характеризует развитие анаэробных процессов, фермент каталаза - аэробные процессы (таблица 23). Мочевина характеризует степень интенсивности белкового метаболизма в организме и служит косвенным показателем тренированности.
Результаты исследований плазмы крови троеборных лошадей методом газоразрядной визуализации (опыт 1)
Учитывая достоверную разницу между показателями, наиболее целесообразно проанализировать коррелятивные отношения именно между этими признаками. В таблицах 27 и 28 коэффициенты корреляции по достоверным показателям выделены жирным шрифтом.
Коэффициент корреляции выражается в относительных единицах, и его значение лежит в пределах от 0 до ± 1. Принято считать связь малой, если коэффициент корреляции имеет уровень 0,2 - 0,3; средняя величина связи считается при коэффициенте, близком к 0,5; если коэффициент больше 0,7, то связь считается высокой.
Клинические показатели (пульс и дыхание) являются достоверными признаками. Отмечается некоторая отрицательная связь между ними и параметрами ГРВ-изображений. Однако, ранее было установлено отсутствие корреляционных отношений между гематологическими показателями и клинико-физиологическими характеристиками троеборных лошадей [118]. Поэтому полученные корреляты являются малозначимыми.
Данные таблиц 27 и 28 показывают, что достоверные параметры эритроциты и энтропия имеют малую отрицательную связь, а эритроциты и фрактальность среднюю отрицательную связь. Возможно, с увеличением числа эритроцитов значения энтропии и фрактальности уменьшаются. Как известно, хорошо тренированные лошади имеют высокие показатели красной крови. Если предположить, что у хорошо тренированных лошадей грв-граммы должны иметь более низкие показатели энтропии и фрактальности по сравнению с лошадьми хуже тренированными, то в то же время они обладают более высокими показателями красной крови. Следовательно, зависимость этих показателей друг от друга должна быть обратной, то есть с увеличением эритроцитов газоразрядные параметры уменьшаются и, наоборот, с уменьшением количества эритроцитов эти параметры увеличиваются. Можно сделать вывод, что связь (хоть и невысокая), этих признаков имеет место.
Малая отрицательная связь наблюдается между содержанием в крови глюкозы и фрактал ьностью. При повышении уровня глюкозы фрактал ьность уменьшается. Такая связь возможна, когда лошадь находится в устойчивом психоэмоциональном состоянии, так как высокое содержание в крови глюкозы свидетельствует о стрессовом состоянии организма. Это может дать очень низкий коэффициент фрактальности. Возможно, здесь имеет место криволинейный тип связи показателей.
Показатель альдолазы обнаруживает малую положительную связь с фрактальностью по группе лидеров. По группе аутсайдеров связь между альдолазой и энтропией довольно высока и положительна, средняя положительная между альдолазой и фрактальностью. Видимо, с повышением активности альдолазы увеличиваются энтропия и фрактал ьность.
Невысокая отрицательная связь отмечается между содержанием кальция и фрактальностью.
По группе лошадей-лидеров обращает на себя внимание высокая положительная связь между недостоверными показателями и показателями ГРВ-анализа: гемоглобином и энтропией, альдолазой и девиацией фрактальности; высокая отрицательная связь между содержанием лейкоцитов и фрактальностью, каталазой и энтропией, мочевиной и энтропией и фрактальностью.
По группе лошадей-аутсайдеров отмечается высокая положительная связь между количеством лейкоцитов и девиацией площади, альдолазой и девиацией фрактальности; высокая отрицательная связь между лейкоцитами и энтропией, катал азой и энтропией, лактатом и фрактальностью.
Следует отметить, что данные коэффициентов корреляции по группам лидеров и аутсайдеров совпадают. Это выражается, прежде всего, в знаке коррелята. Числовые значения корреляционных коэффициентов по группам лидеров и аутсайдеров чаще всего довольно близки. При анализе данных таблиц 27 и 28 видно, что коэффициенты корреляции достоверных признаков находятся на низком уровне, а корреляты недостоверных признаков довольно высоки. Это подтверждает правильность подхода к анализу корреляционных отношений по достоверным признакам.
Как уже отмечалось в методике, на каждый образец плазмы крови мы имеем видеофайл AVI длительностью 5 секунд, содержащий 30 графических файлов формата ВМР. Для каждой ВМР картинки было рассчитано значение площади, по которым стало возможным построение вариационного ряда площадей для каждого образца плазмы. По этим данным были построены графики изменения площадей грв-грамм плазмы крови в течение 5 секунд. При анализе графиков были отмечены следующие тенденции: 1. В том случае, когда средняя площадь грв-грамм сравнительно невелика, график этого образца «спокойный», без резких колебаний кривой. Например: Азар - 6419,806 пик. (CNC , 3место); 2. Если средняя площадь грв-граммы велика, то общий вид графика неровный, со значительными перепадами и скачками. Например: Арбитр -49666,35 пик. (CNC , 16 место). 3. Как «спокойные», так и «неровные» графики встречаются во всех группах обследованных лошадей, независимо от результативности их выступления на соревнованиях по троеборью.
![Оценка уровня здоровья и его коррекция методами аудиовизуальной стимуляции и нейробиоуправления при наркотически зависимых состояниях [Электронный ресурс]](/i/i/4236/177287.png "Оценка уровня здоровья и его коррекция методами аудиовизуальной стимуляции и нейробиоуправления при наркотически зависимых состояниях [Электронный ресурс] Макаров Сергей Владимирович")
