Quantum theory of wave mixing on a two-level system

We apply the scattering matrix formalism to wave mixing on a quantum two-level system. We carry out the fermionization of the two-level system degrees of freedom using the Popov-Fedotov semions, calculate n-particle Green's function, and apply the Lehmann-Symanzik-Zimmermannn reduction procedure. Using the developed approach, we provide a consistent quantum explanation of the appearance of coherent side peaks observed in an experiment on the scattering of bichromatic radiation on a two-level artificial atom \cite{dmitriev2019probing}. We show that the spectrum observed in the experiment is the result of bosonic stimulated scattering of photons from one mode of the bichromatic drive to another and vice versa

Generation of a localised microwave magnetic field by coherent phonons in a ferromagnetic grating

A high-amplitude microwave magnetic field localized at the nanoscale is a desirable tool for various applications within the rapidly developing field of nanomagnetism. Here, we drive magnetization precession by coherent phonons in a metal ferromagnetic nanograting and generate ac-magnetic induction with extremely high amplitude (up to 10 mT) and nanometer scale localization in the grating grooves. We trigger the magnetization by a laser pulse which excites localized surface acoustic waves. The developed technique has prospective uses in several areas of research and technology, including spatially resolved access to spin states for quantum technologies

МЕТАБОЛИЗМ И МЕХАНИЗМ ТОКСИЧНОСТИ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДЕФИЦИТА МИКРОЭЛЕМЕНТА СЕЛЕНА

The work presents a review devoted to the metabolism and the mechanism of toxicity of seleniumcontaining supplements: elemental selenium, sodium selenite, diacetophenonyl selenide, selenopyrane, ebselen, dimethyl dipyrasolyl selenide and selenium-containing amino acids used for correction of selenium deficiency. Elemental selenium penetrating through cell walls, but not through transport channels demonstrates poorly predicted and difficultly regulated bioavailability. Sodium selenate is known to be the most toxic form of selenium in food. The metabolism of xenobiotic diacetophenonyl selenide resembles that of sodium selenide. The xenobiotic reacts with thiols, for instance, with the reduced form of glutathione leading to the formation of hydrogen selenide. Ebselen is not considered to be a well bioavailable form of selenium and thus possesses low toxicity. Xenobiotic selenopyrane eliminates selenium only in processes of xenobiotic liver exchange, and in our investigations - partially in acid-catalyzed hydrolysis. The metabolism of xenobiotic dimethyl dipyrasolyl selenide having low toxicity is poorly investigated. The toxicity of high doses of selenomethionine is determined by the possibility of incorporation in proteins and vitally important enzymes with dramatic changes of protein quaternary structure. The toxicity of high doses of methylselenocysteine seems to be caused by the lack of an exchange pool in the body and quick regeneration of hydrogen selenide from methylselenol which is formed as a result of enzymatic destruction of this amino acid. Also the issue of the most prospect selenium donor is discussed. The physiological compatibility, the low toxicity, the presence of an exchangeable pool in the organism, the antioxidantal properties and the simplicity of production indicate selenocystine as an optimal selenium donor.Приведены обзор литературы и результаты собственных исследований, посвященных метаболизму и механизму токсичности селенсодержащих препаратов: элементного селена, селенита натрия, диацетофенонилселенида, селенопирана, эбселена, диметилдипиразолилселенида и селенсодержащих аминокислот, используемых для коррекции дефицита селена. Элементный селен обладает труднорегулируемой и труднопрогнозируемой биодоступностью, проникая через клеточные стенки, а не по транспортным каналам клетки. Селенит натрия является наиболее токсичным, плохо совестимым с компонентами пищи и малоуправляемым соединением селена. Ксенобиотик диацетофенонилселенид, в целом, имеет схожий с селенитом натрия механизм метаболизма, взаимодействуя с тиолами, например с восстановленным глутатионом, с образованием селеноводорода. Эбселен не является биодоступным источником селена и поэтому малотоксичен. Считается, что ксенобиотик селенопиран может элиминировать селен только в процессах ксенобиотического обмена печени, однако, как показано в наших исследованиях - частично и в процессе кислотно-катализируемого гидролиза. Отмечается малое число исследований, посвященных метаболизму малотоксичного ксенобиотика диметилдипиразолилселенида. Токсичность избытка селенометионина определяется в первую очередь некорректным включением в белки и жизненно важные ферменты, т.е. связана с изменением пространственной структуры белка. Токсичность избытка метилселеноцистеина определяется, по-видимому, отсутствием обменного пула в организме и быстрой генерацией селеноводорода из метилселенола, который образуется при ферментативном расщеплении аминокислоты. Также рассматривается концепция выбора оптимального донора микроэлемента селена. По совокупности таких свойств, как полная физиологическая совместимость, низкая токсичность, наличие обменного пула в организме, антиоксидантных свойств и простота производства, определен оптимальный донор селена -аминокислота селеноцистин

РЕСПИРАТОРНЫЕ НАРУШЕНИЯ В ОСТРОМ ПЕРИОДЕ ОСЛОЖНЕННОЙ ТРАВМЫ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Objective. Evaluating the results of respiratory therapy in patients with complicated traumatic injury of the cervical spine.Materials and methods. A retrospective comparative analysis of the clinical course was carried out in 52 patients with complicated traumatic injury of the cervical spine: group A: complete spinal cord injury (ASIA A), 37 patients and group B: incomplete injury (ASIA B), 15 patients. The severity of patients' status on integral scales, parameters of the respiratory pattern and thoracopulmonary compliance, gas composition, and acidbase status of the blood were assessed. Data on patients who required prolonged mechanical ventilation, duration of mechanical ventilation, incidence of nosocomial pneumonia, duration of stay in the ICU, time of hospital treatment, and mortality were included in the analysis. Results. The average APACHE II and SOFA scores were higher in group A patients. The development of the acute respiratory failure required longterm mechanical ventilation (more than 48 hours) in 91.4% of group A patients and in 53.3% of group B patients. Ventilatorassociated pneumonia complicated the disease in 81.3% of group A patients and 62.5% of group B patients and was accompanied by sepsis in 25% and 12.5% of cases, respectively. Statistically significant deterioration of biomechanical properties and gas exchange function of the lungs was observed in patients complicated with septic pneumonia.Conclusion. Patients with complicated ASIA A and ASIA B cervical spine injuries demonstrate the presence of respiratory failure of neurogenic origin. In addition, the infectious bronchopulmonary complications aggravated respiratory failure in patients with ASIA A injury in 70.3% versus 33.3% in patients with ASIA B. Developmentof pulmonogenic sepsis led to deterioration of the biomechanical and gas exchange functions of the lungs and increased the likelihood of unfavorable outcome of the disease in 77.8% of cases. The high incidence of respiratory disorders in patients with complicated cervical spine injury requires timely decision on ventilatory support, especially in patients with complete spinal cord injury.Цель исследования: определить частоту развития и характер респираторных нарушений у больных с осложненной травмой шейного отдела позвоночника в зависимости от исходного неврологического дефицита.Материалы и методы. Проведен ретроспективный сравнительный анализ течения заболевания у 52 пациентов с осложненной травмой шейного отдела позвоночника: группа A — полное повреждение спинного мозга (ASIA А) — 37 больных; группа В — неполное повреждение (ASIA В) — 15 больных. Оценивали тяжесть состояния пациентов по интегральным шкалам, показатели респираторного паттерна и торакопульмональной податливости, газовый состав и кислотноосновное состояние крови. Регистрировали количество больных, нуждавшихся в пролонгированной ИВЛ, длительность ИВЛ, частоту развития нозокомиальной пневмонии, длительность пребывания в ОРИТ, сроки стационарного лечения, летальность.Результаты. Средний балл по шкалам APACHE II и SOFA у больных в группе А имел более высокий уровень. Развитие острой дыхательной недостаточности требовало проведения длительной ИВЛ (более 48 ч) в группе А у 91,4% больных, а в группе В у 53,3% больных. Вентиляторассоциированная пневмония осложнила течение заболевания у 81,3% больных группы А и у 62,5% группы В с развитием сепсиса в 25% и в 12,5% случаях соответственно. Статистически значимое ухудшение биомеханических свойств и газообменной функции легких выявлено у больных, осложненных септической пневмонией.Заключение. Осложненная травма шейного отдела позвоночника типа ASIA A и ASIA B определяет на личие дыхательной недостаточности нейрогенного генеза. Присоединение инфекционных бронхолегочных осложнений усугубляет течение дыхательной недостаточности у пациентов с ASIA A в 70,3%, с ASIA В в 33,3% случаев. Развитие пульмоногенного сепсиса приводит к ухудшению биомеханических и газообменной функций легких и увеличивает вероятность неблагоприятного исхода заболевания в 77,8% случаев. Высокая частота респираторных нарушений у пациентов с осложненной травмой шейного отдела позвоночника требует своевременного принятия решения о необходимости респираторной поддержки, особенно у пациентов с полным повреждением спинного мозга

THE RATIONALE FOR THE DEVELOPMENT OF RECOMMENDATIONS ON THE SELECTION OF MODES OF GRINDING OF THE RESTORED CRANKSHAFTS

In this article is described the shortcomings of existing methods of recovery of necks of the crankshafts. Crankshafts restore to the nominal size, grind on grinding machine, and install on engine after overhauling. The main problem of this process is low resource of crankshafts after repair. This article proves the necessity of developing of recommendations on the selection of modes of grinding of the restored crankshafts. When today, the processing of the restored crankshafts no difference from processing of a new product

METABOLISM AND MECHANISM OF TOXICITY OF SELENIUM-CONTAINING SUPPLEMENTS USED FOR OPTIMIZING HUMAN SELENIUM STATUS

The work presents a review devoted to the metabolism and the mechanism of toxicity of seleniumcontaining supplements: elemental selenium, sodium selenite, diacetophenonyl selenide, selenopyrane, ebselen, dimethyl dipyrasolyl selenide and selenium-containing amino acids used for correction of selenium deficiency. Elemental selenium penetrating through cell walls, but not through transport channels demonstrates poorly predicted and difficultly regulated bioavailability. Sodium selenate is known to be the most toxic form of selenium in food. The metabolism of xenobiotic diacetophenonyl selenide resembles that of sodium selenide. The xenobiotic reacts with thiols, for instance, with the reduced form of glutathione leading to the formation of hydrogen selenide. Ebselen is not considered to be a well bioavailable form of selenium and thus possesses low toxicity. Xenobiotic selenopyrane eliminates selenium only in processes of xenobiotic liver exchange, and in our investigations - partially in acid-catalyzed hydrolysis. The metabolism of xenobiotic dimethyl dipyrasolyl selenide having low toxicity is poorly investigated. The toxicity of high doses of selenomethionine is determined by the possibility of incorporation in proteins and vitally important enzymes with dramatic changes of protein quaternary structure. The toxicity of high doses of methylselenocysteine seems to be caused by the lack of an exchange pool in the body and quick regeneration of hydrogen selenide from methylselenol which is formed as a result of enzymatic destruction of this amino acid. Also the issue of the most prospect selenium donor is discussed. The physiological compatibility, the low toxicity, the presence of an exchangeable pool in the organism, the antioxidantal properties and the simplicity of production indicate selenocystine as an optimal selenium donor