Dust density waves in a dc flowing complex plasma with discharge polarity reversal

We report on the observation of the self-excited dust density waves in the dc discharge complex plasma. The experiments were performed under microgravity conditions in the Plasmakristall-4 facility on board the International Space Station. In the experiment, the microparticle cloud was first trapped in an inductively coupled plasma, then released to drift for some seconds in a dc discharge with constant current. After that the discharge polarity was reversed. DC plasma containing a drifting microparticle cloud was found to be strongly non-uniform in terms of microparticle drift velocity and plasma emission in accord with [Zobnin et.al., Phys. Plasmas 25, 033702 (2018)]. In addition to that, non-uniformity in the self-excited wave pattern was observed: In the front edge of the microparticle cloud (defined as head), the waves had larger phase velocity than in the rear edge (defined as tail). Also, after the polarity reversal, the wave pattern exhibited several bifurcations: Between each of the two old wave crests, a new wave crest has formed. These bifurcations, however, occurred only in the head of the microparticle cloud. We show that spatial variations of electric field inside the drifting cloud play an important role in the formation of the wave pattern. Comparison of the theoretical estimations and measurements demonstrate the significant impact of the electric field on the phase velocity of the wave. The same theoretical approach applied to the instability growth rate, showed agreement between estimated and measured values.Comment: 7 pages, 4 figure

Влияние автооблучения на формирование наноразмерных слоев золота при ионно-лучевом напылении

2–13 nm gold films were obtained by the method of ion-beam sputtering on silicon and quartz substrates. It is shown that the use of an additional operation of deposition followed by the sputtering of a gold layer of 2–3 nm thickness makes it possible to reduce the electrical resistance and surface roughness of the metal films, in comparison with similar films obtained without its use. The results of measuring the temperature coefficient of resistance of nanosized gold films on silicon substrates allowed us to conclude that the films deposited become continuous at a thickness of 6-8 nm. The results of optical measurements of 10 nm gold films, obtained on quartz substrates, showed that the reflection coefficient of electromagnetic radiation at a wavelength of 850 nm is 2.8 % higher than the corresponding coefficient for the same films obtained without using this operation, and is 83 %. An important role in the formation of nanoscale gold layers is played by the processes of self-irradiation of the growing layer of the high-energy component of the gold atoms flux. When using an additional operation of deposition/sputtering, high-energy gold atoms are implanted into the substrate to a depth of about 2 nm. On the one hand, these atoms are point defects in the surface damaged layer of the substrate; on the other hand, they serve as additional centers of cluster formation. This ensures strong adhesion of the metal layer to the substrate and, therefore, the gold films become continuous and more homogeneous in microstructure. The method of ion-beam deposition can be successfully applied to obtain high-quality conductive optically transparent nanosized gold films.Методом ионно-лучевого напыления получены пленки золота толщиной 2–13 нм на кремниевых и кварцевых подложках. Показано, что применение дополнительной операции напыления с последующим распылением слоя золота толщиной 2–3 нм позволяет снизить электрическое сопротивление и поверхностную шероховатость получаемых металлических пленок по сравнению с аналогичными пленками, полученными без ее использования. Результаты измерения температурного коэффициента сопротивления образцов наноразмерных пленок золота на кремниевых подложках позволили заключить, что напыляемые пленки становятся сплошными при толщине 6–8 нм. Результаты оптических измерений пленок золота толщиной 10 нм, полученных на кварцевых подложках, показали, что коэффициент отражения электромагнитного излучения на длине волны 850 нм на 2,8 % выше соответствующего коэффициента для таких же пленок, полученных без использования данной операции, и составляет 83 %. Важную роль в формировании наноразмерных слоев золота играют процессы автооблучения растущего слоя высокоэнергетической составляющей потока атомов золота. При использовании дополнительной операции напыления/распыления происходит внедрение в подложку высокоэнергетических атомов золота на глубину до 2 нм. С одной стороны, эти атомы являются источниками точечных дефектов в приповерхностном нарушенном слое подложки; а с другой – они служат дополнительными центрами кластерообразования. За счет этого обеспечивается высокая адгезия слоя металла к подложке, и, как следствие, пленки золота становятся сплошными и более однородными по микроструктуре. Метод ионно-лучевого напыления может быть успешно применен для получения качественных проводящих оптически прозрачных наноразмерных пленок золота

Макрофаги при бактериальных болезнях легких: фенотип и функции (обзор)

This literature review is devoted to the analysis of the role of macrophages in the immunopathogenesis of infectious lung diseases of bacterial etiology. The article summarizes information about the origin of macrophages, their phenotypic and functional heterogeneity. The mechanisms of impaired protective function of innate immunity are associated with the polarization of the program of maturation and activation of macrophages in the direction to tolerogenic or immunoregulatory cells with phenotype of M2. Alveolar macrophages perform a variety of functions (from pro-inflammatory to regenerative) in the development of inflammation in the respiratory organs. Their inherent plasticity suggests that the same macrophages can change their phenotype and function depending on the microenvironment in the inflammatory focus at different stages of the disease. Understanding the mechanisms that regulate macrophage plasticity will be an important step towards realizing the potential of personalized immunomodulatory therapy.Обзор литературы посвящен анализу роли макрофагов в иммунопатогенезе инфекционных заболеваний легких бактериальной этиологии. В статье обобщены сведения о происхождении макрофагов, их фенотипической и функциональной гетерогенности. Механизмы нарушений защитной функции врожденного иммунитета связаны с поляризацией программы созревания и активации макрофагов в направлении толерогенных или иммунорегуляторных клеток с фенотипом М2. Альвеолярные макрофаги выполняют разнообразные функции (от провоспалительной до регенераторной) при развитии воспаления в органах дыхания. Присущая им пластичность свидетельствует, что одни и те же макрофаги могут изменять свой фенотип и функции в зависимости от микроокружения в очаге воспаления на разных стадиях заболевания. Понимание механизмов, которые регулируют пластичность макрофагов, станет важным шагом на пути реализации потенциала персонифицированной иммуномодулирующей терапии

Субпопуляции моноцитов крови у больных с генерализованной гипоксией

The aim of the work is to establish general regularities and features of differentiation of blood monocytes into 4 subpopulations in diseases associated with circulatory and respiratory hypoxia.Materials and methods. 18 patients with ischemic heart disease (IHD), 12 patients with ischemic cardiomyopathy (ICMP), 14 patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), 15 patients with newly diagnosed infiltrative pulmonary tuberculosis (PTB) and 12 healthy donors were examined. In whole blood, we determined the relative number of different subpopulations of monocytes by flow cytometry. The results were analyzed by statistical methods.Results. It is shown that an increase in the number of classical (80.56 [77.60; 83.55]%) and the deficit of intermediate (10.38 [9.36; 11.26]%), non-classical (6.03 [5.24; 6.77]%) and transitional (2.14 [1.41; 3.92] %) monocytes in the blood is determined in patients with COPD when compared with the group of healthy donors (p < 0.05). In groups of patients with PTB and IHD, an increase in the number of intermediate monocytes (26.24 respectively [22.38; 42.88] % and 25.27 [15.78; 31.39]%) and the lack of transitional cells (1.77 [1.36; 3.74]% and 2.68 [2.63; 4.0]%) at the normal content of classical and non-classical forms of monocytes (p < 0.05) is detected. In patients with ICMP, a decrease in the number of non-classical monocytes (up to 5.05 [4.08; 6.58]%) is combined with the normal cell content of other subpopulations (p < 0.05). The interrelation between the number of classical and intermediate monocytes in patients with COPD (r = –0.63; p < 0.05), PTB (r = –0.72; p < 0.01), IHD (r = –0.59; p < 0.05), ICMP (r = –0.58; p < 0.05) was established.Conclusion. In COPD associated with generalized hypoxia, an increase in the number of classical monocytes is combined with a deficiency of their other subpopulations in the blood. In PTB and IHD, antigenic stimulation of the immune system mediates accelerated differentiation of monocytes from classical to intermediate forms with a decrease in the number of transitional cells regardless of the etiology of the disease (infectious or non-infectious) and the type of hypoxia (respiratory or circulatory).Цель работы – установить общие закономерности и особенности дифференцировки моноцитов крови на четыре субпопуляции (классические (CD14hiCD16-), промежуточные (CD14hiCD16lo), неклассические (CD14loCD16lo) и переходные (CD14loCD16-)) при заболеваниях, ассоциированных с циркуляторной и дыхательной гипоксией.Материалы и методы. Обследованы 18 больных ишемической болезнью сердца (ИБС), 12 больных ишемической кардиомиопатией (ИКМП), 14 больных с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), 15 больных с впервые выявленным инфильтративным туберкулезом легких (ТБЛ) и 12 здоровых доноров. В цельной крови определяли относительное количество различных субпопуляций моноцитов методом проточной цитометрии. Полученные результаты анализировали статистическими методами.Результаты. Показано, что у больных ХОБЛ определяется увеличение доли классических (80,56 [77,60; 83,55]%) и дефицит промежуточных (10,38 [9,36; 11,26]%), неклассических (6,03 [5,24; 6,77]%) и переходных (2,14 [1,41; 3,92]%) моноцитов в крови по сравнению с группой здоровых доноров (р < 0,05). В группах больных с ТБЛ и ИБС обнаруживается повышение количества промежуточных моноцитов (соответственно 26,24 [22,38; 42,88]% и 25,27 [15,78; 31,39]%) на фоне дефицита переходных клеток (1,77 [1,36; 3,74]% и 2,68 [2,63; 4,0]%) при нормальном содержании классических и неклассических форм моноцитов (р < 0,05). У больных ИКМП снижение численности неклассических моноцитов (до 5,05 [4,08; 6,58]%) сочетается с нормальным содержанием клеток остальных субпопуляций (р < 0,05). Установлена взаимосвязь между численностью классических и промежуточных моноцитов у больных ХОБЛ (r = –0,63; p < 0,05), ТБЛ (r = –0,72; p < 0,01), ИБС (r = –0,59; p < 0,05), ИКМП (r = –0,58; p < 0,05).Заключение. При ХОБЛ, ассоциированной с генерализованной гипоксией, увеличение числа классических моноцитов сочетается с дефицитом остальных их субпопуляций в крови. При ТБЛ и ИБС антигенная стимуляция иммунной системы опосредует ускоренную дифференцировку моноцитов из классических в промежуточные формы при снижении числа переходных клеток вне зависимости от этиологии заболевания (инфекционная или неинфекционная) и вида гипоксии (дыхательная или циркуляторная)

Subpopulation structure of IFNγ-producing T lymphocytes in patients with pulmonary tuberculosis

The study of subpopulation structure of IFNγ-producing T cells in patients with pulmonary tuberculosis revealed a decrease in the number of CD3+ IFNγ+ cells against the background of significantly increased IFNγ secretion in vitro irrespective of the clinical form of the disease and drug sensitivity of M. tuberculosis, most strongly expressed in case of the disseminated tuberculosis. In patients with infiltrative drug-sensitive and drug-resistant pulmonary tuberculosis, increased number of Th1/Th17 lymphocytes (CD4+ IFNγ+IL-17A+) and, conversely, decreased number of blood γδT cells was detected

Subpopulation structure of IFNγ-producing T lymphocytes in patients with pulmonary tuberculosis

The study of subpopulation structure of IFNγ-producing T cells in patients with pulmonary tuberculosis revealed a decrease in the number of CD3+ IFNγ+ cells against the background of significantly increased IFNγ secretion in vitro irrespective of the clinical form of the disease and drug sensitivity of M. tuberculosis, most strongly expressed in case of the disseminated tuberculosis. In patients with infiltrative drug-sensitive and drug-resistant pulmonary tuberculosis, increased number of Th1/Th17 lymphocytes (CD4+ IFNγ+IL-17A+) and, conversely, decreased number of blood γδT cells was detected

STATE OF JNK AND P38 MAP-KINASE SYSTEM IN BLOOD monon uclea r le ucocytes DUR ING INFLAMMATION

Abstract. Pogrammed cell death of peripheral blood mononuclear leucocytes from patients with acute inflammatory diseases (non-nosocomial pneumonia, acute appendicitis) was investigated under ex vivo conditions, upon cultivation of the cells with selective inhibitors of JNK (SP600125) and р38 МАРК (ML3403). In vitro addition of SP600125 and ML3403 under oxidative stress conditions prevents increase of annexinpositive mononuclear cells numbers, thus suggesting JNK and р38 МАР-kinases to be involved into oxidative mechanisms of apoptosis deregulation. A role of JNK in IL-8 production by mononuclear leucocytes was revealed in cases of acute inflammation. Regulatory effect of JNK and p38 MAP-kinases can be mediated through activation of redox-sensitive apoptogenic signal transduction systems, as well as due to changes in cellular cytokine-producing function