Fecal short-chain fatty acids at different time points after ceftriaxone administration in rats

Short-chain fatty acids (SCFAs) are major products of the microbial fermentation of dietary fiber in the colon. Recent studies suggest that these products of microbial metabolism in the gut act as signaling molecules, influence host energy homeostasis and play major immunological roles. In the present study, defined the long-term effects of ceftriaxone administration on the fecal SCFAs concentration in Wistar rats. Ceftriaxone (300 mg/kg, i.m.) was administered daily for 14 days. Rats were euthanized in 1, 15 and 56 days after ceftriaxone withdrawal. Caecal weight and fecal concentration of SCFAs by gas chromatography were measured. Ceftriaxone administration induced time-dependent rats’ caecal enlargement through accumulation of undigestable substances. In 1 day after ceftriaxone withdrawal, the concentrations of acetic, propionic, butyric acids and total SCFAs were decreased 2.9-, 13.8-, 8.5-, 4.8-fold (P < 0.05), respectively. Concentration of valeric, isovaleric and caproic acids was below the detectable level. That was accompanied by decreased 4.3-fold anaerobic index and increased the relative amount of acetic acid (P < 0.05). In 56 days, concentration of SCFAs was still below control value but higher than in 1 day (except propionic acid). Anaerobic index was lower 1.3-fold (P < 0.05) vs. control. Conclusion: antibiotic therapy induced long-term disturbance in colonic microbiota metabolic activity

Pathogenetic Justification for the Use of Folates for the Prevention of Congenital Malformations

The frequency and severity of congenital malformations (CMF) do not tend to decline in modern society. CMF for etiologic factors are referred to the pathologies of a multifactorial nature. Among the many causative factors of CMF there is a hereditary predisposition. The objective of the study was to increase the effectiveness of complex individualized prophylaxis of congenital malformations in women with polymorphic alleles of genes of folate cycle enzymes, the second phase of the detoxification system through the use of diagnostic, preventive, and therapeutic measures. Materials and methods. 120 women of reproductive age who live in the city of Odessa and the Odessa region were examined. The alleles of the genes of the folate cycle enzymes of methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR), 5- methyltetrahydrofolate homocysteine methyltransferase reductase (MTRR), glutathione-S-transferase M1 (GSTM1), folate acid, cyanocobalamin were determined. Results. The determination of the polymorphic alleles of the genes of the folate cycle enzymes of methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR), 5-methyltetrahydrofolate homocysteine methyltransferase reductase (MTRR), glutathione-S-transferase M1 (GSTM1), low folate, cyanocobalamin indicates the presence of a hereditary predisposition to the emergence of CMF, before and during pregnancy. Polymorphism of genes that control the synthesis of GSTM1 may alter the activity of detoxification enzymes. Expression of genes of GSTM1 enzymes begins in the embryonic period. Glutathione-dependent detoxification plays a key role in disinfecting of DNA peroxides. Mistakes of metabolism, functions of the corresponding enzymes are realized by chromosomal abnormalities and the risk of the occurrence of CMF, which requires the use of antioxidant therapy before and during pregnancy. Conclusions. It was found that a high (about 55%) frequency of the polymorphic alleles of the genes of folate cycle enzymes MTHFR (homozygous - 10.0%, heterozygous - 16.7%), 5 MTRR (homozygous 12.5%, heterozygous - 15.5%) , the second phase of the GSTM1 detoxification system (homozygous - 13.3%, heterozygous - 15.8%), the content below the reference values of folic acid in 26.7%, cyanocobalamin - in 63.4% of observations indicates a hereditary predisposition and may contribute the emergence of CMF, which explains the expediency of timely use of preventive measures including folates, antioxidants

The use of inhibitors of fibrinolysis in the treatment of obstetric hemorrhage due to placenta detachment

Purpose. Comparative evaluation of efficacy of aprotinin and tranexamic acid for the influence on the system of hemostasis, fibrinolysis, and the blood loss degree. Results. There were studied the results of fibrinolysis inhibitor therapy in women undergoing cesarean section for premature detachment of the placenta. The condition of hemostasis was controlled by low-frequency piezoelectric thromboelastography. There were obtained data on a more pronounced antifibrinolytic and blood preserving effect of the tranexamic acid, which was reflected in the reduction of the intraoperative, general and postoperative blood loss in group of tranexamic acid by 19.8%, 13.4% and 47.6%. The need for transfusion was also the lowest in the group with the tranexamic acid, which showed its greatest "blood preserving" effect. Conclusions. Early use of inhibitors of fibrinolysis in premature detachment of the placenta is pathogenetically justified and necessary, allowing to reduce the perioperative blood loss. Using low-frequency piezoelectric thromboelastography in obstetric bleeding makes it possible to detect quickly and reliably disorders in various levels of hemostasis, allowing to carry out their correction timely and fully

Determining of the Influence of Reactor Parameters on the Uniformity of Mixing Substrate Components

One of the issues related to the fermentation of substrates made from biological raw materials in drum-type reactors is the difficulty of ensuring uniform mixing of their components, which adversely affects the quality of the compost produced.Uniform mixing is achieved if the components of the material are fully dispersed at the free surface of the substrate segment. It was established that in order to fully disperse the particles of the substrate by a descending flow, it is necessary that the particles, which last fall from the blade, should reach the contact point of the drum's shell and the free surface of the substrate. To describe the established conditions, a mathematical model has been built, which links the equation of the boundary of the blockage of substrate particles in the drum and their fall along a parabolic trajectory. The equations are given to determine the kinematic parameters of the mixing process, provided that the substrate particles are dispersed in the transverse and longitude cross-sections of the drum.The result of solving the differential equations is the equation of the linear speed of particle movement on the curved surface of the drum blade at which their full dispersal at the free surface of the substrate segment is achieved.In order to conduct this research, an experimental drum reactor was designed and manufactured. It was experimentally determined at which humidity values of the substrate and the angular velocity of the reactor drum the uniformity of the distribution of components in the substrate reaches maximum values while the resulting compost meets the acting requirements in terms of microbiological indicators. The adequacy of the mathematical model to the experimental data has been confirmed.The reported results are important because knowing the physicochemical properties of the substrate makes it possible to set such parameters of the process and equipment at which the high uniformity of mixing of substrate components is ensured, which affects the compost qualit

Substantiation of the Method of Integrated Group Unification of Machine and Appliance Designs

The study object: group unification of designs of process machines and appliances. Unification is one of important means of improving efficiency of production and operation of assemblies (parts) which reduces cost of their manufacture and repair. Unification is also a standardization subsystem which significantly increases the interest in its study and implementation.One of the problems in development of group unification of designs consists in the lack of sufficient theoretical base and the studies towards unification are often reduced to simplification. This causes worsening of production efficiency because of slowdown of the process of creation and implementation of unified designs at a steady rate of growth of nomenclature of assemblies (parts), equipment and tools.An approach was proposed based on a hypothesis of possibility of finding criteria (formulas) that will allow designers to a priori assess conformity of the design structure to the established levels of unification, define laws and specify methods for optimizing the design structures by adapting to the technological equipment. This approach was implemented through the use of the axiomatic theory, laws of composition, theory of groups and symbolic logic.As a result of the study, definition of the primary element was obtained and a procedure of its construction was presented, formulas of unified parts were derived and the theorem of unification of assembly (part) design structure was formulated. Features of integrated unification of groups of parts and the equipment for their manufacture were considered.The study results will allow designers to improve the intellectual design process and promote widespread use of the systems of automatic design of process equipment. The study results are of interest for:‒ designers of enterprises when creating closed databases of unified parts (assemblies) which will significantly reduce time of development and introduction in manufacture of new products and increase their efficiency;‒ software users in creation of accessible open databases of unified parts (assemblies) aimed at concealed advertising and promotion of sales of unified product

Особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу сталі на формування величини дійсного зерна

Problem statement. Ingots and continuous cast billets are hot deformed when the steel is in the austenitic state. The temperature range of steel deformation in industrial conditions is quite diverse (1 080…1 200 °C). For each steel the heating temperature is determined taking into account its chemical composition and propensity to grow austenitic grains. Plastic deformation of metals and alloys in the austenitic state is accompanied by two competing processes: an increase of the density of dislocations, which causes the hardening, and rebuilding of the microstructure and substructure (dynamic softening). In the intervals between reductions the steel partially restores its structure, therefore the formation of the final microstructure is the result of the total number of reductions at different temperatures and pauses between them, that is, it depends on static and dynamic processes. Purpose. To establish the peculiarities of the influence of the parameters of post-deformation heat treatment and the chemical composition of carbon steel on the formation of the size of pearlite grains in the structure of rolled products. Results. The established specific features of the influence of post- deformation heat treatment parameters and chemical composition indicate that when the air cooling temperature is decreased for high carbon steel C82DV, along with dispersion hardening, grain-boundary hardening can develop, which is caused not only by the release of carbides or nitrides, but also by slowing down the recrystallization processes. At the same time, when steel C82DCr is doping with chromium in an amount up to 0.27 %, hardening occurs due to the solid-solution mechanism (carbides and chromium nitrides are not detected). It is shown that the study of the features of the formation of the grain structure and mechanical properties of high carbon steels, including those doped with carbide-forming elements (vanadium and / or chromium), should be carried out from temperatures of at least 1 040 °C, at which the barrier mechanism does not significantly affect the migration of austenite grain boundaries and the formation of austenite structure before the start of continuous air cooling of wire rod.Постановка проблемы. Слитки и непрерывнолитые заготовки подвергают горячей деформации, когда сталь находится в аустенитном состоянии. Интервал температур деформации сталей в промышленных условиях достаточно разнообразный (1 080…1 200 °С). Для каждой стали температура нагрева определяется с учетом её химического состава и склонности к росту аустенитных зерен. Пластическое деформирование металлов и сплавов в аустенитном состоянии сопровождается двумя конкурирующими процессами: увеличением плотности дислокаций, что вызывает упрочнение, и перестраиванием микроструктуры и субструктуры (динамическое разупрочнение). В промежутках между обжатиями сталь частично восстанавливает свою структуру, поэтому формирование окончательной микроструктуры является результатом общего количества обжатий при различных температурах и пауз между ними, то есть зависит от статических и динамических процессов. Цель исследования. Установить особенности влияния параметров последеформационной термической обработки и химического состава углеродистой стали на формирование размера перлитных зерен в структуре бунтового проката. Результаты. Установленные особенности влияния параметров последеформационной термической обработки и химического состава свидетельствуют о том, что при снижении температуры начала воздушного охлаждения в высокоуглеродистой стали С82DV наряду с дисперсионным упрочнением может развиваться зернограничное упрочнение, что обусловлено не только выделением карбидов или нитридов, но и замедлением процессов рекристаллизации. В то же время при легировании стали C82DCr хромом в количестве до 0,27 % упрочнение происходит за счет твёрдорастворного механизма (карбиды и нитриды хрома не обнаружены). Показано, что исследование особенностей формирования зеренной структуры и механических свойств высокоуглеродистых сталей, в том числе легированных карбидообразующими элементами (ванадий и/или хром), следует проводить от температур не ниже 1 040 °С, при которых барьерный механизм не оказывает существенного влияния на миграцию границ аустенитных зерен и формирование структуры аустенита перед началом непрерывного воздушного охлаждения бунтового проката.Постановка проблеми. Злитки та безперервнолиті заготовки піддають гарячій деформації, коли сталь перебуває в аустенітному стані. Інтервал температур деформації сталей у промислових умовах достатньо різноманітний (1 080…1 200 °С). Для кожної сталі температура нагріву визначається з урахуванням її хімічного складу і схильності до росту аустенітних зерен. Пластичне деформування металів і сплавів в аустенітному стані супроводжується двома конкуруючими процесами: збільшенням щільності дислокацій, що викликає зміцнення, та перебудовою мікроструктури і субструктури (динамічне знеміцнення). У проміжках між обтисненнями сталь частково відновлює свою структуру, тому формування остаточної мікроструктури постає результатом загальної кількості обтиснень за різних температур і пауз між ними, тобто залежить від статичних і динамічних процесів. Мета дослідження − встановити особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу вуглецевої сталі на формування розміру перлітних зерен у структурі бунтового прокату. Результати. Встановлені особливості впливу параметрів післядеформаційної термічної обробки та хімічного складу свідчать про те, що у разі зниження температури початку повітряного охолодження у високовуглецевій сталі С82DV поряд із дисперсійним зміцненням можливий розвиток зернограничного зміцнення, що зумовлено не тільки виділенням карбідів або нітридів, а й уповільненням процесів рекристалізації. В той же час у разі легування сталі C82DCr хромом у кількості до 0,27 % зміцнення відбувається за рахунок твердорозчинного механізму (карбіди і нітриди хрому не виявлені). Показано, що дослідження особливостей формування структури й механічних властивостей високовуглецевих сталей, в тому числі легованих карбідотвірними елементами (ванадій і/або хром), слід проводити від температур не менше 1 040 °С, за яких бар’єрний механізм не чинить істотного впливу на міграцію границь аустенітних зерен і формування структури аустеніту перед початком безперервного повітряного охолодження бунтового прокату

Substantiation of the Method of Integrated Group Unification of Machine and Appliance Designs

The study object: group unification of designs of process machines and appliances. Unification is one of important means of improving efficiency of production and operation of assemblies (parts) which reduces cost of their manufacture and repair. Unification is also a standardization subsystem which significantly increases the interest in its study and implementation.One of the problems in development of group unification of designs consists in the lack of sufficient theoretical base and the studies towards unification are often reduced to simplification. This causes worsening of production efficiency because of slowdown of the process of creation and implementation of unified designs at a steady rate of growth of nomenclature of assemblies (parts), equipment and tools.An approach was proposed based on a hypothesis of possibility of finding criteria (formulas) that will allow designers to a priori assess conformity of the design structure to the established levels of unification, define laws and specify methods for optimizing the design structures by adapting to the technological equipment. This approach was implemented through the use of the axiomatic theory, laws of composition, theory of groups and symbolic logic.As a result of the study, definition of the primary element was obtained and a procedure of its construction was presented, formulas of unified parts were derived and the theorem of unification of assembly (part) design structure was formulated. Features of integrated unification of groups of parts and the equipment for their manufacture were considered.The study results will allow designers to improve the intellectual design process and promote widespread use of the systems of automatic design of process equipment. The study results are of interest for:‒ designers of enterprises when creating closed databases of unified parts (assemblies) which will significantly reduce time of development and introduction in manufacture of new products and increase their efficiency;‒ software users in creation of accessible open databases of unified parts (assemblies) aimed at concealed advertising and promotion of sales of unified product

Приоритетность цистатина С среди почечных биомаркеров в диагностике преэклампсии

Суттєвими компонентами в патогенезі прееклампсії є ішемія плаценти та ренальна дисфункція. Для забезпечення своєчасного розродження та мінімізації ускладнень під час вагітності важливо застосовувати ретельний контроль функції нирок, що дозволить діагностувати розвиток прееклампсії на доклінічному етапі реалізації. Мета дослідження: дослідити показники сироваткового цистатину С та оцінити його ефективність у прогнозуванні прееклампсії вагітних порівняно з креатиніном та сечовиною сироватки крові. Матеріали та методи. У дослідження були включені 30 жінок у першому триместрі вагітності, з них 20 жінок з анамнестичними факторами ризику з розвитку прееклампсії увійшли в основну групу і контрольну групу становили 10 жінок без факторів ризику прееклампсії - здорові. Дослідження рівнів сироваткових цистатину С, креатиніну та сечовини проводилося в період від 22 до 36 тижнів вагітності. Результати. При порівнянні середніх показників у групі жінок, у яких у подальшому діагностували прееклампсію (n = 8), із середніми показниками в групі жінок без прееклампсії (n = 12) рівні цистатину С, креатиніну та сечовини становили відповідно: 1,34 ± 0,11 проти 0,88 ± 0,03 та значуще відрізнялись для цистатину С (р < 0,001); 78,54 ± 3,68 проти 69,06 ± 4,94 та значимо відрізнялись для креатинину (р < 0,05); 2,79 ± 0,34 проти 3,07 ± 0,23, та статистичної значимості не було відзначено (р = 0,364). У групі вагітних, у яких в подальшому діагностували прееклампсію, розрахована за креатиніном швидкість клубочкової фільтрації (ШКФ) (88,25 ± 5,76) є фізіологічною, тоді як при розрахунку ШКФ за цистатином С (58,62 ± 4,11) виявлено значне зниження фільтраційної здатності нирок. У групі вагітних із рівнем цистатину С більше 1,0 (n = 10) для значення 1,08 щодо розвитку прееклампсії відзначені чутливість 87,5 % та специфічність 100 %. При ROС-аналізі площі під кривою відмічена різниця між трьома маркерами у вагітних щодо розвитку прееклампсії, а саме цистатин С як відмінний маркер (0,99), креатинин як добрий маркер (0,78) та сечовина (0,42) як незадовільний маркер щодо ранньої діагностики прееклампсії. Висновки. У нашому дослідженні доведено, що у вагітних на етапі доклінічної реалізації прееклампсії суттєво підвищені рівні сироваткового цистатину С, але не сироваткових креатинину та сечовини. Сироватковий цистатин С - ефективний і вірогідний маркер у прогнозуванні прееклампсії у вагітних у другому та третьому триместрі гестації.Placental ischemia and renal dysfunction are crucial elements of pre-eclampsia development. Thorough renal function control enables timely delivery and minimization of complications during pregnancy. It also enables pre-eclampsia diagnosing at the pre-clinical stage. The purpose was to study serum cystatin C levels and to evaluate its efficacy in pre-eclampsia prognosis compared to creatinine and urea serum levels in pregnant patients. Materials and methods. Thirty females at their first trimester of pregnancy were enrolled. Twenty females with a history of pre-eclampsia risk factors were included into the study group, 10 healthy females without any pre-eclampsia risk factors were included into the control group. Serum levels of cystatin C, creatinine and urea were studied at 22–36 weeks of gestation. Results. Comparison of mean values in a group of females, who subsequently developed pre-eclampsia (n = 8), and average values in females without pre-eclampsia (n = 12) demonstrated following cystatin C, creatinine and urea levels: 1.34 ± 0.11 mg/l vs 0.88 ± 0.03 mg/l, a significant difference for cystatin C has been demonstrated С (р < 0.001); 78.54 ± 3.68 μmol/l vs 69.06 ± 4.94 μmol/l, a significant difference for creatinine has been demonstrated (р < 0.05); 2.79 ± 0.34 mmol/l vs 3.07 ± 0.23 mmol/l, no statistically significant difference for urea has been demonstrated (р = 0.364). In a group of pregnant females, who subsequently developed pre-eclampsia, glomerular filtration rate as calculated based on creatinine level (88.25 ± 5.76 ml/min/1.73 m2) was physiologic. However, glomerular filtration rate as calculated based on cystatin C level (58.62 ± 4.11 ml/min/1.73 m2) demonstrated a significant decrease of renal filtration capacity. In females with cystatin C level over 1.0 mg/l (n = 10), sensitivity of 87.5 % and specificity of 100 % regarding pre-eclampsia development has been demonstrated for 1.08 value. Area under the ROС curve analysis demonstrated the difference between these three markers in a group of pregnant females, who further developed pre-eclampsia. Namely, cystatin C level as a perfect marker (0.99), creatinine level as a good marker (0.78) and urea level as a poor marker (0.42) for early pre-eclampsia diagnosing. Conclusions. Our study demonstrated a significant elevation of cystatin C serum levels in pregnant patients at the preclinical stage of eclampsia without any increase in creatinine and urea serum levels. Cystatin C serum level is an effective and reliable marker for pre-eclampsia prognosis at second and third trimesters of pregnancy.Существенными компонентами в патогенезе преэклампсии являются ишемия плаценты и почечная дисфункция. Для обеспечения своевременного родоразрешения и минимизации осложнений во время беременности важно тщательно контролировать функцию почек, что позволит диагностировать развитие преэклампсии на доклиническом этапе реализации. Цель исследования: исследовать показатели сывороточного цистатина С и оценить его эффективность в прогнозировании преэклампсии беременных по сравнению с креатинином и мочевиной сыворотки крови. Материалы и методы. В исследование были включены 30 женщин в первом триместре беременности, из них 20 женщин с анамнестическими факторами риска по развитию преэклампсии вошли в основную группу и контрольную группу составили 10 женщин без факторов риска преэклампсии - здоровые. Исследование уровней сывороточных цистатина С, креатинина и мочевины проводилось в период от 22 до 36 недель беременности. Результаты. При сравнении средних показателей в группе женщин, у которых в дальнейшем диагностировали преэклампсию (n = 8), с группой женщин без преэклампсии (n = 12) уровни цистатина С, креатинина и мочевины составили соответственно: 1,34 ± 0,11 против 0,88 ± 0,03 и значимо отличались для цистатина С (р < 0,001); 78,54 ± 3,68 против 69,06 ± 4,94 и значимо отличались для креатинина (р < 0,05); 2,79 ± 0,34 против 3,07 ± 0,23, и статистической значимости не было отмечено (р = 0,364). В группе беременных, у которых в дальнейшем диагностировали преэклампсию, рассчитанная по креатинину скорость клубочковой фильтрации (СКФ) (88,25 ± 5,76) является физиологической, тогда как при расчете СКФ по цистатину С (58,62 ± 4,11) выявлено значительное снижение фильтрационной способности почек. В группе беременных с уровнем цистатина С более 1,0 (n = 10) для значения 1,08 относительно развития преэклампсии отмечены чувствительность 87,5 % и специфичность 100 %. При ROС-анализе площади под кривой отмечена разница между тремя маркерами в группе беременных, у которых в дальнейшем диагностировали преэклампсию, а именно: цистатин С как отличный маркер (0,99), креатинин как хороший маркер (0,78) и мочевина (0,42) как неудовлетворительный маркер в ранней диагностике преэклампсии. Выводы. В нашем исследовании доказано, что у беременных на этапе доклинической реализации преэклампсии существенно повышены уровни сывороточного цистатина С, но не сывороточных креатинина и мочевины. Сывороточный цистатин С - эффективный и достоверный маркер в прогнозе преэклампсии у беременных во втором и третьем триместре гестации