Improvement of the physical state of cadets from higher educational establishments in the Ukrainian armed forces due to the use of the kettlebell sport

We studied the level and dynamics of indexes of the physical state of cadets who were involved in the kettlebell sport via an experimental program during their studies in a higher military educational establishment. Sixty nine cadets (18–20 years old) took part in the research. The sportsmen participated in either the experimental group (EG, n=32) or the control group (СG, n=37). We found that all explored indexes of the physical state of the cadets of the EG were better than the CG (Р<0.05-0.001), which testifies to the efficiency of the experimental program

Insights Into Distinct Modulation Of α7 And α7β2 Nicotinic Acetylcholine Receptors By The Volatile Anesthetic

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are targets of general anesthetics, but functional sensitivity to anesthetic inhibition varies dramatically among different subtypes of nAChRs. Potential causes underlying different functional responses to anesthetics remain elusive. Here we show that in contrast to the α7 nAChR, the α7β2 nAChR is highly susceptible to inhibition by the volatile anesthetic isoflurane in electrophysiology measurements. Isoflurane-binding sites in β2 and α7 were found at the extracellular and intracellular end of their respective transmembrane domains using NMR. Functional relevance of the identified β2 site was validated via point mutations and subsequent functional measurements. Consistent with their functional responses to isoflurane, β2 but not α7 showed pronounced dynamics changes, particularly for the channel gate residue Leu-249(9′). These results suggest that anesthetic binding alone is not sufficient to generate functional impact; only those sites that can modulate channel dynamics upon anesthetic binding will produce functional effects. © 2013 by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc

Propofol inhibits the voltage-gated sodium channel NaChBac at multiple sites.

Voltage-gated sodium (NaV) channels are important targets of general anesthetics, including the intravenous anesthetic propofol. Electrophysiology studies on the prokaryotic NaV channel NaChBac have demonstrated that propofol promotes channel activation and accelerates activation-coupled inactivation, but the molecular mechanisms of these effects are unclear. Here, guided by computational docking and molecular dynamics simulations, we predict several propofol-binding sites in NaChBac. We then strategically place small fluorinated probes at these putative binding sites and experimentally quantify the interaction strengths with a fluorinated propofol analogue, 4-fluoropropofol. In vitro and in vivo measurements show that 4-fluoropropofol and propofol have similar effects on NaChBac function and nearly identical anesthetizing effects on tadpole mobility. Using quantitative analysis by 19F-NMR saturation transfer difference spectroscopy, we reveal strong intermolecular cross-relaxation rate constants between 4-fluoropropofol and four different regions of NaChBac, including the activation gate and selectivity filter in the pore, the voltage sensing domain, and the S4-S5 linker. Unlike volatile anesthetics, 4-fluoropropofol does not bind to the extracellular interface of the pore domain. Collectively, our results show that propofol inhibits NaChBac at multiple sites, likely with distinct modes of action. This study provides a molecular basis for understanding the net inhibitory action of propofol on NaV channels. © 2018 Wang et al

Investigation of the influence of polyelectrolytes hydrodynamic properties on the hydrate formation process

One of the most perspective non-traditional sources of hydrocarbon raw materials and energy is gas hydrates (GH), which stimulates their large-scale study in many laboratories and scientific centers around the world. The interest in the GH is related to the possibility of their industrial application. The use of technologies for storage and transportation of natural gas in the form of GH requires fundamental kinetic studies of the hydration process at atmospheric pressure in the presence of chemical impurities (catalysts, surfactants, etc.). During the research, an increase in the rate of gas hydrates formation was discovered at the expense of activated impurities and composite compounds obtained on their basis, which lead to changes in the hydrochemical and hydrodynamical modes of systems. It was established that the process of GH formation occurs due to the binding of methane macromolecules and other chemical impurities, which contribute to increase the number of moles of gaseous methane, due to the flow of exchange processes between the polymer matrix and water soluble salts, as well as a result of the change in the hydrodynamics of the water system. The purpose of this work is to investigate the effect of polyelectrolytes solutions hydrodynamic properties on the GH formation. We used a number of ionenes based on polymeric quaternary ammonium salts, side aliphatic radicals of different lengths contained in the acyl fragment

Development and testing of an algorithm for calculating the load on support of mine workings

Purpose. The purpose is to develop the calculation methods for minimizing the load on the fastening system of the preparatory mine working in difficult mining and geological conditions of its maintenance. Methods. By analysing the multivariate computational experiments on the study of the stress-strain state of the load-bearing elements of the “massif – support” system in the preparatory mine workings by means of the finite-element method, as well as mine observations and measurements of displacement in the coal-overlaying rock formation. Findings. An algorithm has been developed for searching the rational modes of the fastening system resistance and methods for minimizing the load on the support of the preparatory mine working, maintained in very complex mining and geological conditions. Originality. The methodical principles have been developed of minimizing the load on the fastening system of the preparatory mine working, which are based on the use of a combination of stress-strain state studies of the “massif – support” system by means of the finite element method and provisions of normative documents for calculating the dimensions of the dome of natural equilibrium of the mine working roof rocks. Practical implications. The operation modes optimisation of the load-bearing elements interaction of the mine working fastening system reduces the material and labour costs during its construction and increases its stability during operation.Мета. Розробити методику розрахунку мінімізації навантаження на кріпильну систему підготовчої виробки у складних гірничо-геологічних умовах її підтримки. Методика. Аналіз різноманітних обчислювальних експериментів з дослідження напружено-деформованого стану вантажонесучих елементів системи “масив – кріплення” підготовчих виробок методом скінченних елементів, а також шахтних спостережень і вимірювань зрушення надвугільної товщі порід. Результати. Розроблено алгоритм пошуку раціональних режимів опору кріплення системи і методику мінімізації навантаження на кріплення підготовчої виробки, яка підтримується у досить складних гірничо-геологічних умовах. Наукова новизна. Розроблено методичні засади мінімізації навантаження на кріпильну систему підготовчої виробки, що побудовані на використанні комбінації досліджень напружено-деформованого стану системи “масив – кріплення” за допомогою методу скінченних елементів і положень нормативних документів з розрахунку розмірів склепіння природної рівноваги порід покрівлі виробки. Практична значимість. Оптимізація робочих режимів взаємодії вантажонесучих елементів кріплення системи виробки знижує матеріальні й трудові витрати при її спорудженні та підвищує стійкість при експлуатації.Цель. Разработать методику расчета минимизации нагрузки на крепежную систему подготовительной выработки в сложных горно-геологических условиях ее поддержания. Методика. Анализ многовариантных вычислительных экспериментов по исследованию напряженно-деформированного состояния грузонесущих элементов системы “массив – крепь” подготовительных выработок методом конечных элементов, а также шахтных наблюдений и измерений сдвижения надугольной толщи пород. Результаты. Разработан алгоритм поиска рациональных режимов сопротивления крепежной системы и методика минимизации нагрузки на крепь подготовительной выработки, поддерживаемой в весьма сложных горно-геологических условиях. Научная новизна. Разработаны методические принципы минимизации нагрузки на крепежную систему подготовительной вы-работки, построенные на использовании комбинации исследований напряженно-деформированного состояния системы “массив – крепь” с помощью метода конечных элементов и положений нормативных документов по расчету размеров свода естественного равновесия пород кровли выработки. Практическая значимость. Оптимизация рабочих режимов взаимодействия грузонесущих элементов крепежной системы вы-работки снижает материальные и трудовые затраты при ее сооружении и повышает устойчивость при эксплуатации.The authors express their gratitude to the management of DTEK Coal Unit for their help in organizing the experimental research

Закономірності вимивання водорозчинних фосфорно-амонійних солей вогнезахисного покриття деревини через поліуретанову оболонку

The analysis of fire-protective materials for wooden building structures was carried out and the need to develop reliable methods for studying the process of washing out fire retardants from the surface of the building structure, which is necessary for the creation of new types of fire-protective materials, was established. That is why there arises a need to determine the conditions for the formation of a barrier for washing out and to establish a mechanism for inhibition of moisture transmission to the material. In this regard, a mathematical model was built of washing out fire retardants using a polymeric shell made of organic material as a coating, which makes it possible to estimate the effectiveness of a polymer shell by the amount of the washed-out fire retardant. According to the experimental data and theoretical dependences, the dynamics of the release of fire retardants from the fire-protective layer of the coating was calculated; it did not exceed 1.0 %, and therefore, ensures fire protection of timber. The results of determining the weight loss of the sample under the influence of water indicate the ambiguous impact of the nature of protection on the washout. In particular, this implies the availability of data sufficient for performing a high-quality process of moisture diffusion inhibition and, based on it, detection of the moment, from which a decrease in efficiency of a coating begins. The experimental studies proved that a sample of fire-protected timber after exposure to water for 30 days withstood the influence of a heat flow. In particular, the loss of timber weight after the temperature exposure was less than 6 %, and the temperature of flue gases did not exceed 185 °C. Thus, there is a reason to assert the possibility of directed control of the processes of fire protection of timber through the use of polymer coatings capable of forming a protective layer on the surface of fire-protected material, which inhibits the rate of washing out the fire retardantsПроведен анализ огнезащитных материалов для деревянных строительных конструкций и установлена необходимость разработки надежных методов исследования процесса вымывания антипиренов с поверхности строительной конструкции, необходимых для создания новых типов огнезащитных материалов. Поэтому возникает необходимость определения условий образования барьера для вымывания и установление механизма торможения передачи влаги к материалу. В связи с этим разработана математическая модель вымывания антипиренов, при применении полимерной оболочки из органического материала в качестве покрытия, позволяющей оценить эффективность полимерной оболочки по количеству вымытого антипирена. По экспериментальным данным и теоретическим зависимостям рассчитана динамика выхода антипиренов с огнезащитного слоя покрытия, которое не превышает 1,0&nbsp;%, что соответственно обеспечивает огнезащиту древесины. Результаты определения потери массы покрытия при воздействии воды, указывают на неоднозначное влияние природы средства защиты на вымывание. В частности, это предполагает наличие данных, достаточных для качественного проведения процесса торможения диффузии влаги и выявления на его основе момента времени, с которого начинается падение эффективности покрытия. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что образец огнезащищенной древесины после экспозиции воды в течение 30&nbsp;суток выдержал температурное воздействие действия теплового потока. В частности потеря массы древесины после температурного воздействия не превысила 6&nbsp;%, а температура дымовых газов становила не более 185&nbsp;°С. Таким образом, есть основания утверждать о возможности направленного регулирования процессов огнезащиты древесины путем применения полимерных покрытий, способных образовывать на поверхности огнезащитного материала защитный слой, который тормозит скорость вымывания антипиреновПроведено аналіз вогнезахисних матеріалів для дерев’яних будівельних конструкцій і встановлено необхідність розробки надійних методів дослідження процесу вимивання антипіренів з поверхні будівельної конструкції, необхідних для створення нових типів вогнезахисних матеріалів. Тому виникає необхідність визначення умов утворення бар'єру для вимивання і встановлення механізму гальмування передачі вологи до матеріалу. У зв’язку з цим розроблена математична модель вимивання антипіренів, при застосуванні полімерної оболонки з органічного матеріалу в якості покриття, що дозволяє оцінити ефективність полімерної оболонки за кількістю вимитого антипірену. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано динаміку виходу антипіренів з вогнезахищеного шару покриття, що не перевищує 1,0&nbsp;%, та відповідно забезпечує вогнезахист деревини. Результати визначення втрати маси зразка під час впливу води вказують на неоднозначний вплив природи захисту на вимивання. Зокрема, це передбачає наявність даних, достатніх для якісного проведення процесу гальмування дифузії вологи та виявлення на його основі моменту часу, з якого починається падіння ефективності покриття. Експериментальними дослідженнями підтверджено, що зразок вогнезахищеної деревини після експозиції води протягом 30&nbsp;діб витримав вплив теплового потоку. Зокрема втрата маси деревини після температурного впливу становила менше 6&nbsp;%, а температура димових газів не перевищила 185&nbsp;°С. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту деревини шляхом застосування полімерних покриттів, здатних утворювати на поверхні вогнезахищеного матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість вимивання антипірені

Features of the connective tissue component of the palatine tonsils in patients with recurrent tonsillitis

The aim: To explore the morphological changes of palatine tonsil at the levels of the epithelial layer and connective tissue; to determine the relative area of the connective tissue component in the tonsillar tissue (fibrosis) in patients with recurrent tonsillitis compared to the control. Materials and methods: This study presents a morphological assessment of the palatine tonsils of 10 people. Tonsils’ material with surrounding tissue was fixed in 10% formalin solution. The samples were dehydrated in increasing ethanol concentrations, cleared in xylol, impregnated with paraffin. Microscopy was then performed with samples stained beforehand. Results: In the samples of patients with recurrent tonsillitis pericapsular sclerosis was noted, along with thickening of interlobular septa and pronounced subepithelial fibrosis. A ratio of the dense connective tissue surface area to the total surface area of tonsil tissue was determined. The control group showed a statistically significant decrease in the degree of sclerosis of the tonsil stroma. Conclusions: Multiple changes were found in the tonsils of patients with recurrent tonsillitis at the level of the epithelial layer that manifested in structural alterations. Significant and irreversible changes were also observed in the connective stroma of the tonsil - pericapsular sclerosis, thickening of interlobular septa, and pronounced subepithelial fibrosis. A statistically significant increase in the relative surface area of the connective tissue component of the tonsil (fibrosis) by a factor of 1,26 was noted in patients with recurrent tonsillitis compared to the results of the control group of patients

Analysis of Working Conditions and Modeling of Activity Algorithms for Contact-Center Operators

У статті розглядаються питання забезпечення надійності діяльності операторів обробки інформації, які працюють у контактних центрах. Проведено дослідження чинників, що знижують ефективність роботи операторів кол-центрів. Запропоновано метод формалізованого опису діяльності операторів на основі функціональних мереж професора А. Губінського. Використання цього методу дає змогу оцінити надійність з урахуванням структури діяльності операторів та умов праці. Запропоновано модель для обґрунтування кількості операторів, проєктування структури діяльності та умов праці. Дослідження може бути корисним для обґрунтування доцільності вдосконалення ергономіки в контактних центрах комерційних та державних організацій.The article examines the issues of ensuring the reliability of the activities of information processing operators who work in contact centers. A study of factors that reduce the effectiveness of call center operators was carried out. A method of formalized description of operators’ activities based on functional networks of professor A. Gubinsky is proposed. The use of this method makes it possible to assess reliability taking into account the structure of the operators’ activities and working conditions. A model is proposed to justify the number of operators, design the structure of activities and working conditions. The study can be useful to justify the feasibility of improving ergonomics in contact centers of commercial and government organizations

Functional Networks for Modeling and Optimization Human-Machine Systems

У статті розглядаються питання надійності або систем людина-машина та моделювання взаємодії людина-машина. Наведена класифікація моделей для опису людської діяльності та її взаємодії з машиною. Показано переваги функціональних мереж для ергономіки. Наведено опис математичного апарату функціональних мереж. Наведено характеристики моделей для опису, оцінки та оптимізації алгоритмів діяльності людини-оператора у процесі роботи з автоматами. Наведено приклади моделей систем управління складними об'єктами різних типів. Описано комп'ютерну систему для моделювання та оптимізації діяльності операторів систем управління. Поставлено завдання для вдосконалення теорії і практики функціональних мереж, пов'язаних з розробленням ситуаційних моделей управління та інтелектуальним аналізом даних про надійність людини-оператора. Результати будуть корисні для пошуку ергономічних резервів для підвищення надійності автоматизованих систем.The article examines the issues of reliability or human-machine systems and modeling of human-machine interaction. The classification of models for describing human activity and its interaction with a machine is carried out. The advantages of functional networks for ergonomics are show. The description of the mathematical apparatus of functional networks is given. The characteristics of the models for describing, evaluating and optimizing the algorithms of the human operator's activity when they work with automaton are given. Examples of models for control systems for complex objects of different types are given. A computer system for modeling and optimizing the activities of operators of control systems is described. The tasks are set for improving the theory and practice of functional networks, associated with the development of situational control models and intelligent analysis of data on the reliability of the human operator. The results will be useful for finding ergonomic reserves for increasing the reliability of automated systems

NMR Structure and Dynamics of a Designed Water-Soluble Transmembrane Domain of Nicotinic Acetylcholine Receptor

The nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) is an important therapeutic target for a wide range of pathophysiological conditions, for which rational drug designs often require receptor structures at atomic resolution. Recent proof-of-concept studies demonstrated a water-solubilization approach to structure determination of membrane proteins by NMR (Slovic et al., PNAS, 101: 1828–1833, 2004; Ma et al., PNAS, 105: 16537–42, 2008). We report here the computational design and experimental characterization of WSA, a water-soluble protein with ~ 83% sequence identity to the transmembrane (TM) domain of the nAChR α1 subunit. Although the design was based on a low-resolution structural template, the resulting high-resolution NMR structure agrees remarkably well with the recent crystal structure of the TM domains of the bacterial Gloeobacter violaceuspentameric ligand-gated ion channel (GLIC), demonstrating the robustness and general applicability of the approach. NMR T2 dispersion measurements showed that the TM2 domain of the designed protein was dynamic, undergoing conformational exchange on the NMR timescale. Photoaffinity labeling with isoflurane and propofol photolabels identified a common binding site in the immediate proximity of the anesthetic binding site found in the crystal structure of the anesthetic-GLIC complex. Our results illustrate the usefulness of high-resolution NMR analyses of water-solubilized channel proteins for the discovery of potential drug binding sites