Degradable Polyhydroxyalkanoates as Herbicide Carriers

The biodegradable polymer poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) has been used to design experimental sustained-release formulations of the herbicide Zellek Super in the form of films and microgranules. The kinetics of polymer degradation and the dynamics of herbicide release show that the rate and extent of herbicide release from the polymer matrix into the soil depends on the geometry of the carrier and the proportion of the pesticide loaded into it (polymer/pesticide mass ratio). Experiments with the creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.) show that the formulations of the herbicide Zellek Super constructed as microgranules and films can be successfully used to suppress the growth of grasses. This study is the first to demonstrate that biodegradable polyhydroxyalkanoates can be used effectively to construct environmentally friendly sustained-release PHA-herbicide systems that can be placed into the soil together with seeds.Russia (Federation) (Agreement 11.G34.31.0013

Легочная гипертензия, ассоциированная с портальной гипертензией, и легочная гипертензия при саркоидозе органов дыхания: сложные патогенетические взаимоотношения

 In the literature review, modern views on the features of pathogenesis and diagnosis of pulmonary hypertension associated with portal hypertension and sarcoidosis of respiratory organs are presented. A variety of views is due to the lack of a convincing evidence base underlying the algorithm for diagnosis and treatment of this pathology. Pulmonary hypertension is one of the most complex cardiological problems and represents a pathological condition that is based on increasing resistance to blood flow in a small circle of blood circulation at any of site. Unlike the systemic arteries, there is no direct access to the pulmonary artery for measuring blood pressure by non-invasive methods, so the diagnosis of pulmonary hypertension in the early stages, before the formation of a lesion in the target organ, which is the right ventricle of the heart, is practically impossible. In actual clinical practice, pulmonary hypertension is at best diagnosed at the stage of latent right ventricular dysfunction, which is manifested by dilatation of its cavity and / or hypertrophy of its walls, at worst at the stage of right ventricular heart failure. At present, there has been a trend towards an improvement in the diagnosis of pulmonary hypertension (LH) in various diseases. This is the reason for the special interest in this interdisciplinary problem.В обзоре литературе представлены современные взгляды на особенности патогенеза и диагностику легочной гипертензии (ЛГ), ассоциированной с портальной гипертензией и саркоидозом органов дыхания, что обусловлено отсутствием убедительной доказательной базы, лежащей в основе четкого алгоритма диагностики и лечения данной патологии. Легочная гипертензия является одной из самых сложных кардиологических проблем и представляет собой патологическое состояние, в основе которого лежит повышение сопротивления току крови в малом круге кровообращения на любом из его участков. В отличие от системных артерий к легочной артерии нет прямого доступа для измерения артериального давления неинвазивными методами, поэтому диагностика ЛГ на ранних стадиях, до поражения органа-мишени, которым является правый желудочек сердца, практически невозможна. В реальной клинической практике ЛГ в лучшем случае диагностируется на стадии скрытой дисфункции правого желудочка, которая проявляется дилатацией его полости и (или) гипертрофией его стенок, в худшем – на стадии правожелудочковой сердечной недостаточности. В настоящее время отмечена тенденция к улучшению диагностики ЛГ при различных заболеваниях. Именно этим обусловлен особый интерес к данной междисциплинарной проблеме

Клинико-функциональные особенности течения саркоидоза органов дыхания в реальной практике

As a rule, heart damage in patients with sarcoidosis of respiratory organs (SOD) is not diagnosed in time, so a very important and urgent task is to identify common heart rhythm and conduction disorders.The aim of the study was to investigate the main clinical manifestations of sarcoidosis in SOD, depending on the peculiarities of the disease course and to compare the frequency and severity of pulmonary and extrapulmonary manifestations of sarcoidosis, including myocardial lesions and electrocardiographic (ECG) signs of heart rhythm disorders.Methods. In the period 2006– 2016, the pilot open prospective uncontrolled study conducted at the Pulmonology Department of the Regional State Autonomous Healthcare Institution "Tomsk Regional Clinical Hospital" included patients (n = 84) aged 20–67 years with the diagnosis of SOD. Patients were divided into 2 clinical groups: the 1st comprised 45 (53.5%) patients with a favorable course of sarcoidosis, the second one included 39 (46.4%) patients with an unfavorable course of the disease. A full range of studies was carried out, including the analysis of medical history and clinical and epidemiological data, instrumental methods (including ECG and Holter ECG monitoring (HM), pathomorphological study of lung biopsy samples.Results. According to the data of frequency analysis of occurrence of pulmonary and extrapulmonary clinical manifestations in ODS, it was shown that the leading clinical manifestations, most frequently occurring in patients of both groups, included asthenia syndrome (72.6%), bronchial syndrome (66.7%) and fever syndrome (33%). In 33% of cases, clinical manifestations of myocardial damage were detected. In 41 (51.2%) patients in both groups, changes on ECG were recorded at rest. Regardless of the course of the disease, in 23.5% of patients of both clinical groups, according to the results of the HM ECG, rhythm and conduction disturbances were found – a combination of ventricular arrhythmias and conduction disorders (ventricular extrasystole and right His bundle branch block of various degrees) and a combination of supraventricular arrhythmias and conduction disturbances (supraventricular extrasystole and right His bundle branch block of various degrees).Conclusion. Thus, regardless of the severity of the disease course, SOD patients are concerned about complaints from both respiratory system and extrapulmonary manifestations, including cardiac complaints, as well as heart rhythm and conduction disorders (according to the results of ECG and HM ECG), the frequency of which, according to the comparative analysis, has not significantly changed in both clinical groups, which indicates the non-specific character of clinical manifestations. Как правило, поражение сердца у больных саркоидозом органов дыхания (СОД) своевременно не диагностируется, поэтому весьма важной и актуальной задачей является обнаружение часто встречающихся нарушений сердечного ритма и проводимости.Целью исследования явились изучение основных клинических проявлений при СОД в зависимости от особенностей течения заболевания и сравнительная оценка частоты и тяжести легочных и внелегочных проявлений саркоидоза, включая поражения миокарда и электрокардиографические (ЭКГ) признаки нарушений сердечного ритма.Материалы и методы. В период 2006–2016 гг. в пилотное открытое проспективное неконтролируемое исследование, проведенное в отделении пульмонологии на базе Областного государственного автономного учреждения здравоохранения «Томская областная клиническая больница», были включены пациенты (n = 84) в возрасте 20– 67 лет с диагнозом СОД. Больные были распределены на 2 клинические группы: 1-ю составили 45 (53,5 %) пациентов с благоприятным течением саркоидоза, 2-ю – 39 (46,4 %) больных с неблагоприятным течением заболевания. Проведен полный спектр исследований, включая анализ анамнестических и клинико-эпидемиологических данных, инструментальные методы (включая ЭКГ и холтеровское мониторирование (ХМ) ЭКГ), патоморфологическое исследование биоптатов легких.Результаты. По данным частотного анализа встречаемости легочных и внелегочных клинических проявлений при СОД показано, что ведущими клиническими проявлениями, встречающимися наиболее часто у пациентов обеих групп, являлись синдромы астении (72,6 %), бронхитический синдром (66,7 %), синдром лихорадки (33 %). В 33 % случаев выявлены клинические проявления поражения миокарда. У 41 (51,2 %) пациента в обеих группах в состоянии покоя зафиксированы изменения на ЭКГ. Независимо от течения заболевания, у 23,5 % больных обеих клинических групп по результатам ХМ ЭКГ обнаружены нарушения ритма и проводимости – сочетание желудочковых аритмий и нарушений проводимости (желудочковая экстрасистолия и блокада правой ножки пучка Гиса разной степени) и сочетание наджелудочковых аритмий и нарушений проводимости (суправентрикулярная экстрасистолия и блокада правой ножки пучка Гиса разной степени).Заключение. Таким образом, независимо от тяжести течения заболевания, больных СОД беспокоят жалобы как со стороны дыхательной системы, так и внелегочные проявления, включая кардиальные, а также нарушения ритма сердца и проводимости (по результатам ЭКГ и ХМ ЭКГ), частота встречаемости которых, по результатам сравнительного анализа, в обеих клинических группах достоверно не изменялась, что свидетельствует о неспецифичности клинических проявлений.

Вентиляция и механика дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких при разном положении тела

The aim of this work was to study changes in mechanical lung properties in cases of COPD in general and in different zones depending on the body position.Materials and methods. The research was performed in 37 patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in the vertical and horizontal positions (VP and HP).Results. The analysis of integral respiration mechanics has revealed a reduction in dynamic lung compliance and an increase in total non-elastic lung resistance during expiration (TNRexp) in HP vs. VP. At the same time, despite the increase in TNRexp in HP, the total work of breathing did not increase. Unlike healthy individuals, the COPD patients were characterized by the absence of differences in regional mechanical properties in both VP and HP. There were no differences in the respiration mechanics of the left lung, and the zones of the right lung only differed in the parameters of regional non-elastic work of breathing (NWBr ) that was increasing from top downwards: the indicators of NWBr during expiration and NWBr in the lower zone were higher as opposed to those of the upper zone in VP. As for HP, NWBr during inspiration, NWBr during expiration and NWBr were higher.Conclusion. The data obtained contradict the prevailing opinion about an escalation in regional differences in ventilation and respiration mechanics under the influence of emerging focal and diffuse inflammatorysclerotic pathological changes in lungs and emphysema. Целью данной работы являлось изучение особенностей изменения механических свойств легких при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) в целом и по зонам в зависимости от положения тела.Материалы и методы. Исследование выполнено у 37 пациентов с ХОБЛ в вертикальном и горизонтальном положениях (ВП и ГП).Результаты. При исследовании интегральной механики дыхания было установлено снижение динамической растяжимости и повышение общего неэластического сопротивления легких на выдохе в ГП по сравнению с ВП. При этом, несмотря на повышение значений общего неэластического сопротивления на выдохе (ОНСвыд) в горизонтальном положении, не отмечалось увеличения общей работы дыхания. У пациентов с ХОБЛ, в отличие от здоровых лиц, регистрировалось исчезновение различий регионарных механических характеристик как в ВП, так и ГП тела. Отсутствовали различия в механике дыхания верхних, средних и нижних регионов левого легкого, зоны правого легкого различались лишь по показателям регионарной неэластической работы дыхания (НРДр ), которые увеличивались по направлению сверху вниз. В нижней зоне по сравнению с верхней большие значения показателей НРДр на вдохе (НРДвдр ) и НРДр на выдохе (НРДвыдр ) отмечены при ВП и ГП тела.Заключение. Полученные данные противоречат доминирующему мнению об усугублении регионарных различий вентиляции и механики дыхания под влиянием развивающихся в легких очаговых и диффузных воспалительно-склеротических патологических изменений и эмфиземы.

Анализ 19,9 млн публикаций базы данных PubMed/MEDLINE методами искусственного интеллекта: подходы к обобщению накопленных данных и феномен “fake news”

Introduction. The English-language databases PubMed/MEDLINE and Embase are valuable information resources for finding original publications in basic and clinical medicine. Currently, there are no artificial intelligence systems to evaluate the quality of these publications.Aim. Development and testing of a system for sentiment analysis (i.e. analysis of emotional modality) of biomedical publications.Materials and methods. The technique of analysis of the “Big data” of biomedical publications was formulated on the basis of the topological theory of sentiment analysis. Algorithms have been developed that allow for the classification of texts from 16 sentiment classes with 90% accuracy (manipulative speech, research without positive results, propaganda, falsification of results, negative personal attitude, aggressive text, negative emotional background, etc.). Based on the algorithms, a scale for assessing the sentiment quality of research (β-score) is proposed.Results. Abstracts of 19.9 million publications registered in PubMed/MEDLINE over the past 50 years (1970–2019) were analyzed. It was shown that publications with low sentiment quality (the value of the β-score of the text is less than zero, which corresponds to the prevalence of manipulative and negative sentiments in the text) comprise only 18.5% (3.68 out of 19.9 million). The greatest values of the β-score were characterized by publications on sports medicine, systems biology, nutrition, on the use of applied mathematics and data mining in medicine. The rubrication of the entire array of publications by 27,840 headings (MESH-system of PubMed/MEDLINE) indicated an increase in the β-score by years (i.e., the positive dynamics of sentiment quality of the texts of publications) for 27,090 of the studied headings. The most intense positive dynamics was found for research in genetics, physiology, pharmacology, and gerontology. 249 headings with sharply negative dynamics of sentiment quality and with a pronounced increase in the manipulative sentiments characteristic of the tabloid press were highlighted. Separate assessments of international experts are presented that confirm the patterns identified.Conclusion. The proposed artificial intelligence system allows a researcher to make an effective assessment of the sentiment quality of biomedical research papers, filtering out potentially inappropriate publications disguised as “evidence-based”.  Введение. Англоязычные базы данных PubMed/MEDLINE и Embase являются ценными информационными ресурсами для нахождения оригинальных публикаций по фундаментальной и клинической медицине. В настоящее время не существует систем искусственного интеллекта, позволяющих оценивать качество этих публикаций.Цель. Разработка и апробация системы для проведения сентимент-анализа (то есть анализа эмоциональной модальности) публикаций по биомедицине.Материалы и методы. Сформулирована методика анализа «больших данных» биомедицинских публикаций, основанная на топологической теории сентимент-анализа медицинских текстов. Разработаны алгоритмы, позволяющие с 90%-й точностью классифицировать тексты по 16 классам сентиментов (манипулятивные обороты речи, исследования без положительных результатов, пропаганда, подделка результатов, негативное личное отношение, агрессивность текста, негативный эмоциональный фон и др.). На основе алгоритмов предложена балльная шкала оценки сентимент-качества исследований (β-балл).Результаты. Проведен анализ текстов абстрактов 19,9 млн публикаций, зарегистрированных в PubMed/MEDLINE за последние 50 лет (1970–2019). Показано, что публикации с низким сентимент-качеством (значение β-балла текста меньше нуля, что соответствует преобладанию манипулятивных и негативных сентиментов в тексте) составляют всего 18,5% (3,68 из 19,9 млн).  Наибольшими значениями β-балла характеризовались публикации по спортивной медицине,  системной биологии, нутрициологии, по использованию методов прикладной математики и интеллектуального анализа данных в медицине. Рубрикация всего массива публикаций по 27840 рубрикам (MESH-система PubMed/MEDLINE) указала на повышение β-балла по годам (то есть на положительную динамику сентимент-качества текстов публикаций) для 27090 исследованных рубрик. Наиболее интенсивная положительная динамика найдена для исследований по генетике, физиологии, фармакологии и геронтологии. Выделены 249 рубрик с резко отрицательной  динамикой сентимент-качества и с выраженным нарастанием манипулятивных сентиментов,  характерных для «желтой» англоязычной прессы. Приведены отдельные оценки международных экспертов, которые подтверждают выявленные закономерности. Заключение. Разработанная система искусственного интеллекта позволяет проводить  эффективную оценку сентимент-качества биомедицинских исследований, отфильтровывая  потенциально неадекватные публикации, публикуемые под маской «доказательных». 

Компьютерный анализ эмоциональной модальности 20 млн публикаций в базе данных PUBMED указывает на пути повышения эффективности фармакотерапии посредством идентификации псевдонаучных публикаций, направленных на негативную эмоциональную «накачку» врачей

The search for original publications on fundamental and clinical medicine that would produce results of the highest scientific quality represents an urgent need for every medical researcher. Such publications are essential, in particular, for the development of reliable treatment standards. The Englishlanguage resources PUBMED and EMBASE are essential to help in solving this problem. However, there is an obvious problem in assessing the quality of the studies found. The paper formulates a method for analyzing the texts of biomedical publications, which is based on an algorithmic assessment of the emotional modality of medical texts (so-called sentiment analysis). The use of the topological theory of data analysis made it possible to develop a set of high-precision algorithms for identifying 16 types of sentiments (manipulative turns of speech, research without positive results, propaganda, falsification of results, negative personal attitude, aggressiveness of the text, negative emotional background, etc.). On the basis of the developed algorithms, a point scale for assessing the sentiment quality of research was obtained, which we called the "β-score": the higher the β-score, the less the evaluated text contains manipulative language constructions. As a result, the ANTIFAKE system (http://antifake-news.ru) was developed to analyze the sentiment-quality of Englishlanguage scientific texts. An analysis of ~ 20 million abstracts from PUBMED showed that publications with low sentiment quality (β-score <0, that is, that the prevalence of manipulative constructions over meaningful ones) is only 19 %. In the overwhelming majority of thematic headings (27,090 out of 27,840 headings of the MESH system PUBMED), a positive dynamics of sentiment quality of the texts of publications is shown by years). At the same time, as a result of the study, 249 headings were identified with sharply negative dynamics of sentiment quality and with a pronounced increase in manipulative sentiments characteristic of the "yellow" English-language press. These headings include tens of thousands of publications in peer-reviewed journals, which are aimed at (1) legalizing ethically unacceptable practices (euthanasia, perversions, so-called "population control", etc.), (2) discrediting psychiatry as a science, (3) media the war against micronutrients and (4) discrediting evidence-based medicine under the guise of developing the so-called "international standards of evidence-based medicine". In general, the developed system of artificial intelligence allows researchers to filter out pseudoscientific publications, the text of which is overloaded with emotional manipulation and which are published under the guise of "evidence-based standards".Поиск оригинальных публикаций по фундаментальной и клинической медицине наивысшего научного качества – насущная необходимость для каждого врача-исследователя. Такие публикации принципиально необходимы, в частности, для разработки надёжных стандартов лечения. Существенной подмогой в решении этой задачи являются англоязычные ресурсы PUBMED и EMBASE. Однако существует очевидная проблема оценки качества находимых исследований. В работе сформулирована методика анализа текстов биомедицинских публикаций, в основе которой лежит алгоритмическая оценка эмоциональной модальности медицинских текстов (т. н. сентимент-анализа). Применение топологической теории анализа данных позволило разработать комплекс высокоточных алгоритмов для выявления 16 типов сентиментов (манипулятивные обороты речи, исследования без положительных результатов, пропаганда, подделка результатов, негативное личное отношение, агрессивность текста, негативный эмоциональный фон и др.). На основе разработанных алгоритмов получена балльная шкала оценки сентимент-качества исследований, которую мы назвали «β-баллом»: чем выше β-балл, тем в меньшей степени оцениваемый текст содержит манипулятивные языковые конструкции. В результате разработана и апробирована система ANTIFAKE (http://antifake-news.ru), предназначенная для анализа сентимент-качества англоязычных научных текстов. Анализ ~20 млн абстрактов из PUBMED показал, что публикации с низким сентимент-качеством (β-балл которые направлены на (1) легализацию этически порочных практик (эвтаназия, т. н. «контроль популяций» и т. п.), (2) дискредитацию психиатрии как науки, (3) медийную войну против микронутриентов и (4) дискредитацию доказательной медицины под видом разработки т. н. «международных стандартов доказательной медицины». В целом, разработанная система искусственного интеллекта позволяет отфильтровывать псевдонаучные публикации, текст которых перегружен эмоциональной манипуляцией и которые публикуются под маской «доказательных стандартов»

Characterization of Cupriavidus eutrophus В-10646 Culture Synthesizing Polyhydroxyalkanoates Grown on Sugars And Lipidic Substrates

Исследованы рост, синтез полимера, изменения в общем жирнокислотном составе липидов Cupriavidus eutrophus B-10646 при культивировании на сахарах (фруктоза, глюкоза) и липидных субстратах (олеиновая кислота, подсолнечное масло). Наилучшими субстратами для роста бактерий (7.8-8.6 г/л) и синтеза полимера (7.3-7.9 г/л) были сахара и олеиновая кислота. При росте на всех субстратах, за исключением олеиновой кислоты, бактерии синтезировали гомополимер поли(3-гидроксибутират). В составе полимера, полученного при росте на олеиновой кислоте, идентифицированы включения 3-гидроксивалерата (2.0-4.2 мол. %). Исследование общего жирнокислотного (ЖК) состава липидов показало, что основными жирными кислотами были пальмитиновая (16:0), пальмитолеиновая (16:1ω7) и цис-вакценовая (18:1ω7). Установлено, что замена углеводного субстрата на олеиновую кислоту или подсолнечное масло отразилась на спектре общего ЖК состава липидов бактерий, приводя к значительному увеличению олеиновой кислоты. Кроме того, в составе ЖК липидов бактерий, выращенных на растительном масле, обнаружена и линолевая кислота, являющаяся основной кислотой подсолнечного маслаGrowth, polyhydroxyalkanoates (PHAs) accumulation and total fatty acid composition of the lipids of Cupriavidus eutrophus B-10646 were studied, using various carbon sources (fructose, glucose, oleic acid, sunflower seed oil). The best substrates for biomass production (7.8-8.6 g/l) and polymer synthesis (7.3-7.9 g/l) were sugars and oleic acid. Bacterial cells grown on sugars and sunflower seed oil synthesized only homopolymer poly(3-hydroxybutyrate). 3-hydroxyvalerate (2.0-4.2 mol. %) was identified in polymer when Cupriavidus eutrophus used oleic acid as sole carbon source. Study of total fatty acid composition of lipids showed that major fatty acids were palmitic (16:0), palmitoleic (16:1ω7), and cis-vaccenic (18:1ω7) acids. When carbohydrate substrate was replaced by oleic acid or sunflower seed oil, the proportion of oleic acid in the total fatty acids increased considerably. In addition to that, the lipid fatty acids of bacterial cells grown on sunflower seed oil also contained linoleic acid, which is the major acid of sunflower seed oi

Biosynthesis of Multi-component Polyhydroxyalkanoates by the Bacterium Wautersia Eutropha

The study addresses the effect of different conditions of carbon nutrition on synthesis of polyhydroxyalkanoates by the bacterium Wautersia eutropha. In experiments with two wild-type strains (H16 and B5786) it has been first found that under mixotrophic growth conditions – CO2 + co-substrate (alkanoic acids) – bacteria can synthesize multi-component PHAs, consisting of short- and medium-chain-length monomers with carbon chains containing 4 to 8 atoms. It has been shown that PHA composition is determined by the type of the co-substrate. Fatty acids with odd number of carbons induce bacteria to synthesize four- and five-component PHAs with hydroxybutyrate, hydroxyvalerate, and hydroxyhexanoate as major monomers and hydroxyhexanoate and hydroxyoctanoate as minor, occasionally occurring, ones. Fatty acids with even number of carbons induce synthesis of not only their respective monomers (hydroxyhexanoate and hydroxyoctanoate) but also hydroxyvalerate, making possible synthesis of four-component PHAs, containing hydroxybutyrate and hydroxyhexanoate as major components (up to 18 mol%). A family of short- and medium-chain-length four- and five-component PHAs has been synthesized and their physicochemical properties examined