Том 32, № 10 (2025)

Обложка

Весь выпуск

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальное моделирование дисбактериоза детского кишечника с применением биореакторной системы искусственного желудочно-кишечного тракта

Чемисова О.С., Седова Д.А., Головин С.Н., Ермаков А.М.

Аннотация

Обоснование. Традиционные методы культивирования микроорганизмов не позволяют воспроизвести сложные межмикробные взаимодействия, характерные для кишечного биоценоза in vivo. В связи с этим актуальны разработка и применение современных биореакторных систем для экспериментального моделирования дисбактериоза кишечника у детей, которые обеспечат стандартизацию условий эксперимента и воспроизводимость результатов без этических ограничений.

Цель. Разработка и валидация методики экспериментального моделирования дисбактериоза детского кишечника с использованием биореакторной системы искусственного желудочно-кишечного тракта для изучения патогенетических механизмов нарушений микробиоценоза и оценки эффективности корректирующих воздействий.

Методы. Исследование проводили с использованием автоматизированной системы моделирования желудочно-кишечного тракта, включающей три реактора (желудок, двенадцатиперстная кишка, толстая кишка) с контролируемыми параметрами температуры, pH и анаэробных условий. Исследование проведено с использованием образца фекалий от донора 6 лет. Период наблюдения составлял 35 дней после внесения фекальной суспензии в реакторы. Критериями валидации были соответствие микробного профиля искусственного микробиоценоза клиническому профилю исходного образца и стабильность микробного сообщества по ключевым таксонам. Методы оценки включали бактериологическое исследование на селективных средах и количественную ПЦР с использованием набора «Колонофлор-16». Критерием стабильности устанавливали коэффициент вариации ≤20% для основных бактериальных популяций.

Результаты. В исходном образце фекалий методами ПЦР и бактериологическим исследованием выявлены критический дефицит облигатной микрофлоры (снижение количества лактобактерий и бифидобактерий) и избыточный рост условно-патогенных микроорганизмов, что соответствует дисбактериозу III степени. Разработанная биореакторная модель успешно воспроизвела дисбиотические изменения. Общая бактериальная масса в реакторе толстой кишки составила 13,21±0,20 lg копий ДНК/мл на 8-й день и 13,38±0,09 lg копий ДНК/мл на 35-й день при исходном значении 13,30 lg копий ДНК/мл. Созданная модель обеспечивает воспроизведение основных характеристик детского дисбактериоза, включая дефицит облигатной микрофлоры (Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp.) и избыточный рост условно-патогенных микроорганизмов (E. coli, C. perfringens, Enterobacter spp. и др.). Анализ стабильности показал достижение коэффициентов вариации менее 20% для всех ключевых популяций со второй недели культивирования. Модель обеспечила стабильное воспроизведение дисбактериоза III степени в течение 35-дневного периода наблюдения.

Заключение. В ходе исследования успешно разработана и валидирована методика экспериментального моделирования дисбактериоза детского кишечника с использованием системы искусственного желудочно-кишечного тракта. Разработанная модель открывает новые возможности для углублённого изучения патогенетических механизмов нарушений микробиоценоза в детском возрасте, скрининга и оценки эффективности пробиотических препаратов, пребиотиков и других корректирующих воздействий в условиях, приближенных к физиологическим.

Экология человека. 2025;32(10):694-704
pages 694-704 views

Активность процессов перекисного окисления липидов и содержание металлов в сыворотке крови детей пубертатного возраста, проживающих на территориях с различной степенью антропогенной нагрузки

Тунакова Ю.А., Файзуллин Р.И., Валиев В.С.

Аннотация

Обоснование. Процессы перекисного окисления липидов являются универсальным механизмом повреждения биологических мембран. Уровень образующегося в результате малонового диальдегида считается неспецифическим маркёром адаптационных возможностей организма. Тесная взаимосвязь между соотношением ряда металлов и балансом окислительной и антиоксидантной систем позволит получить биологические маркёры качества жизни населения в урбоэкосистемах с высокой степенью антропогенной нагрузки (промышленно развитый город) в соотношении с территориями с малой степенью антропогенной нагрузки (сельская местность).

Цель. Определение возможной взаимосвязи между статусом урбанизированной среды, активностью процессов перекисного окисления липидов и содержанием металлов в крови детей в пубертатном возрасте. Выявление такой взаимосвязи необходимо для построения единой системы маркёров адаптационного резерва организма человека, проживающего в условиях различной интенсивности факторов воздействия.

Методы. В сыворотке крови 48 детей, проживающих в городах и сельской местности, методом атомно-абсорбционной спектроскопии определяли содержание железа (Fe), меди (Cu), цинка (Zn), стронция (Sr) и свинца (Pb). У детей фиксировали рост, вес и определяли площадь поверхности тела. Оценивали концентрацию малонового диальдегида в сыворотке крови потенциально здоровых детей в пубертатном возрасте по реакции с тиобарбитуровой кислотой. Распределение полученных значений малонового диальдегида и концентраций металлов оценивали статистически по группам исследования, корреляционные взаимосвязи — методом Спирмена. Для оценки значимости отдельных показателей провели дискриминантный анализ, использовали метод множественной регрессии.

Результаты. Не отмечено никаких значимых изменений концентраций Sr в контексте взаимосвязи с малоновым диальдегидом и с содержанием других металлов. Для Cu отмечены достаточно заметные корреляции с уровнями малонового диальдегида и с остальными металлами. Так, изменчивость концентраций Cu повторяет изменчивость концентраций Fe, но выражена значительно слабее. При построении модели множественной регрессии концентрации Cu вместе с Zn и площадью тела представляют наибольшую статистическую значимость. Методом дискриминантного анализа установлено, что содержание Pb обусловлено особенностями урбоэкосистемы, а активность процессов перекисного окисления липидов у детей может значительно меняться в зависимости от степени урбанизированности окружающей среды, статистически значимо возрастая в городских условиях.

Заключение. Установлена взаимосвязь между интенсивностью антропогенной нагрузки, активностью процессов перекисного окисления липидов и содержанием металлов в крови детей для оценки адаптационного резерва организма. Также установлена взаимосвязь между концентрациями малонового диальдегида и цинка, железа и меди в сыворотке крови. Отмечены более высокие концентрации малонового диальдегида в сыворотке крови детей, проживающих в городской среде с высокой антропогенной нагрузкой. Взаимосвязи между металлами и малоновым диальдегидом могут быть использованы для оценки адаптационного резерва организма человека.

Экология человека. 2025;32(10):705-713
pages 705-713 views

Оценка загрязнения атмосферного воздуха в Череповце по данным дистанционного зондирования Земли

Царева С.А., Лилеева Е.Г., Царев Ю.В., Дыбулина Н.С., Велиметова С.Ф.

Аннотация

Обоснование. В настоящее время наряду с традиционными методиками определения концентраций загрязнителей атмосферного воздуха находит широкое применение спутниковый мониторинг содержания поллютантов в воздушной среде. Хотя спутниковые технологии позволяют получать данные о содержании загрязнителей в атмосфере для различных диапазонов географических координат, возникают вопросы релевантности использования подобных технологий, в том числе и основанных на них оценках качества воздуха селитебной территории.

Цель. Анализ загрязнения атмосферного воздуха Череповца на основании спутниковых данных Sentinel-5P и их сопоставления с данными наземного мониторинга.

Методы. Объектом исследования являются геопространственные данные состояния атмосферного воздуха Череповца. Спутниковые данные Sentinel-5P, предоставляемые Европейским космическим агентством в рамках программы Copernicus, анализировали в программном обеспечении, созданном на базе облачной платформы Google Earth Engine. Данные спутникового мониторинга сопоставляли с данными открытого сервиса ПАО «Северсталь» мониторинга качества атмосферного воздуха в Череповце.

Результаты. В облачной среде Google Earth Engine на языке программирования JavaScript разработано программное обеспечение для анализа данных спутникового мониторинга атмосферного воздуха Череповца. Получены цифровые карты загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота и диоксидом серы. Данные оценок концентраций спутникового мониторинга сопоставлены с данными наземного мониторинга ПАО «Северсталь».

Заключение. Разработано программное обеспечение, позволяющее строить цифровые карты загрязнения атмосферного воздуха критериальными загрязнителями (диоксидом серы и азота). Проанализировано различие данных спутникового мониторинга и наземного мониторинга загрязнения атмосферного воздуха Череповца.

Экология человека. 2025;32(10):714-722
pages 714-722 views

Взаимосвязь между уровнем множественной химической чувствительности и выраженностью симптомов токсической нагрузки

Болотова Е.В., Оноприев В.В., Батракова Л.В., Абраменко А.Г., Павельев И.Г.

Аннотация

Обоснование. Воздействие факторов окружающей среды, включая низкие концентрации химических веществ, связано с развитием множественной химической чувствительности и симптомов токсической нагрузки, что представляет значимую проблему для общественного здоровья.

Цель. Изучение и количественная оценка взаимосвязи между уровнем множественной химической чувствительности, измеряемым опросником Quick Environmental Exposure and Sensitivity Inventory (QEESI), и выраженностью симптомов токсической нагрузки, оцениваемой по Medical Symptom/Toxicity Questionnaire (MSQ), у жителей Краснодарского края.

Методы. В поперечном исследовании проанализированы данные 50 пользователей веб-платформы «ЭкоМедик», заполнивших опросники QEESI и MSQ. Средний возраст участников — 42,3±10,5 года, 68% выборки составили женщины. Статистический анализ включал описательную статистику и корреляционный анализ Спирмена.

Результаты. Средний общий балл QEESI составил 102,06±35,29, MSQ — 80,06±24,28. Выявлена значимая положительная корреляция между общими баллами QEESI и MSQ (r=0,649, p <0,001). Категория «другие симптомы» MSQ показала умеренную корреляцию с общим баллом QEESI (r=0,283, p=0,046).

Заключение. Полученные результаты подтверждают связь между множественной химической чувствительностью и токсической нагрузкой, подчёркивая ценность для скрининга опросников QEESI и MSQ, которые могут быть использованы в разработке стратегий диагностики и лечения в экологической медицине.

Экология человека. 2025;32(10):723-734
pages 723-734 views

Взаимосвязь субъективной оценки доверчивости и способности распознавания обмана в пожилом и старческом возрасте

Никишина В.Б., Петраш Е.А., Лисичкина А.А., Кучерявенко И.А.

Аннотация

Обоснование. Актуальность исследования обусловлена, с одной стороны, увеличением доли населения пожилого и старческого возраста в структуре общества практически во всех странах мира, с другой стороны — увеличением количества преступлений в отношении людей пожилого возраста, особенно в сфере мошенничества с использованием телефонной коммуникации.

Цель. Изучение взаимосвязи субъективной оценки доверчивости и способности распознавания обмана в пожилом и старческом возрасте.

Методы. Исследование осуществлялось на базе Российского геронтологического научно-клинического центра в три этапа: изучение способности фактического распознавания обмана; изучение субъективной оценки доверчивости; оценка взаимосвязи показателей распознавания обмана и субъективного показателя доверчивости. Объём выборки составил 60 человек: 36 человек пожилого (60–75 лет) и 24 человека старческого (76–90 лет) возраста. Критериями включения в выборку являлись сохранный нейрокогнитивный статус, отсутствие тяжёлых хронических соматических и психических заболеваний, сохранность функционирования анализаторных систем, отсутствие в анамнезе нарушений мозгового кровообращения. Использовали следующие методы исследования: МоСа-тест; методика Pragmatic Interpretation Short Stories Winner’s Task в адаптации Н.И. Колесовой и Е.А. Сергиенко, методика Дембо–Рубинштейн, шкала субъективного ощущения одиночества Д. Расселла, Л. Пепло, М. Фергюсона. Количественную оценку проводили с использованием методов описательной, сравнительной, корреляционной и многомерной статистики.

Результаты. В результате оценки взаимосвязи уровня субъективной оценки доверчивости и способности распознавания обмана в пожилом и старческом возрасте статистически значимых взаимосвязей не выявлено. Однако процедура факторизации показала, что около 40% испытуемых заблуждаются относительно своей способности распознавать обман вне зависимости от фактического уровня распознавания обмана.

Заключение. Лица пожилого и старческого возраста характеризуются схожим уровнем способности к распознаванию обмана. Низкий уровень распознавания обмана указанными возрастными группами обусловлен повышенной доверчивостью и невысокой субъективной оценкой собственных умственных способностей.

Экология человека. 2025;32(10):745-755
pages 745-755 views

Влияние оптической стимуляции с частотами альфа-диапазона электроэнцефалограммы на параметры сенсомоторной деятельности человека

Каратыгин Н.А., Коробейникова И.И., Цыганова М.А., Венерина Я.А., Джебраилова Т.Д.

Аннотация

Обоснование Временны́е характеристики сенсомоторной деятельности определяются индивидуально-типологическими особенностями человека и могут изменяться под влиянием различных видов экзогенной стимуляции, в том числе оптической. Установлено, что разнонаправленное влияние оптической стимуляции на результативность деятельности связано с характеристиками исходной электроэнцефалограммы (ЭЭГ) индивида. Оптическая стимуляция с частотой индивидуального α-пика оказывает наибольшее влияние на эндогенную ритмику, а с частотой выше или ниже на несколько герц способна в некоторых случаях оказывать эффект навязывания ритма и, сдвигая частоту осцилляций нейронных сетей, влиять на результативность деятельности.

Цель. Выявить индивидуальные различия влияния оптической стимуляции с частотой индивидуального α-пика и с частотой, превышающей её на 2 Гц, на параметры сложной сенсомоторной реакции человека.

Методы. В ходе исследования 65 испытуемых (мужчины 18–23 лет, правши) выполняли тесты на простую (в обычных условиях) и сложную двигательные реакции в трёх экспериментальных ситуациях: обычные условия, при предъявлении стимула в условиях оптической стимуляции с частотой индивидуального α-пика, в условиях оптической стимуляции с частотой выше частоты индивидуального α-пика на 2 Гц. Определяли среднее время реакции и её вариабельность. В обычных условиях вычисляли время принятия решения по разнице времени простой и сложной реакций. Выделены две группы испытуемых с малым (1-я группа, 16 человек,) и большим (2-я группа, 16 человек) временем принятия решения. По исходной ЭЭГ, зарегистрированной в затылочно-теменных отведениях при закрытых глазах, рассчитывали частоту и амплитуду индивидуального α-пика.

Результаты. Оптическая стимуляция с частотой индивидуального α-пика +2 Гц в целом по всем испытуемым снижала время сложной двигательной реакции. У испытуемых с малым временем принятия решения и высокой амплитудой α-пика при оптической стимуляции с частотой α-пика время сложной реакции увеличивалось, при оптической стимуляции с частотой α-пика +2 Гц значимых изменений времени реакции не обнаружено. У испытуемых с бо́льшим временем принятия решения и низкой амплитудой α-пика при оптической стимуляции с частотой α-пика значимых изменений времени сложной реакции не наблюдалось, при оптической стимуляции с частотой α-пика +2 Гц уменьшались время и вариабельность сложной реакции.

Заключение. Установлено, что оптическая стимуляция с частотой индивидуального α-пика +2 Гц снижает время сложной двигательной реакции у лиц с определёнными электрофизиологическими характеристиками ЭЭГ. Именно поэтому при применении оптической стимуляции с частотами α-диапазона необходимо учитывать исходные характеристики ЭЭГ, прежде всего амплитуду индивидуального α-пика, так как она связана с выраженностью и направленностью эффекта влияния стимуляции. Результаты исследования позволяют говорить о принципиально различном влиянии на временны́е параметры сенсомоторной деятельности двух исследуемых видов оптической стимуляции с частотами α-диапазона.

Экология человека. 2025;32(10):735-744
pages 735-744 views