Accurate Determination of Conformational Transitions in Oligomeric Membrane Proteins

The structural dynamics governing collective motions in oligomeric membrane proteins play key roles in vital biomolecular processes at cellular membranes. In this study, we present a structural refinement approach that combines solid-state NMR experiments and molecular simulations to accurately describe concerted conformational transitions identifying the overall structural, dynamical, and topological states of oligomeric membrane proteins. The accuracy of the structural ensembles generated with this method is shown to reach the statistical error limit, and is further demonstrated by correctly reproducing orthogonal NMR data. We demonstrate the accuracy of this approach by characterising the pentameric state of phospholamban, a key player in the regulation of calcium uptake in the sarcoplasmic reticulum, and by probing its dynamical activation upon phosphorylation. Our results underline the importance of using an ensemble approach to characterise the conformational transitions that are often responsible for the biological function of oligomeric membrane protein states

Эффективность и безопасность электрической дефибрилляции желудочков сердца: эксперимент и клиника

The paper provides the results of the 1990—2010 experimental and clinical studies on the optimization of the efficiency of electrical ventricular defibrillation using the Russian bipolar quasi-sinusoidal impulse. The comprehensive study of the influence of major cardiac and extracardiac factors, such as heart failure, the type and duration of fibrillation, its amplitude and frequency characteristics, chest resistance, electrode sizes, administration of antiarrhythmic drugs, and phase 2 impulse amplitude on the efficiency and safety of defibrillation, could formulate a number of new propositions and solve some methodological and methodic issues. The dose-dependent effectiveness of the quasi-sinusoidal impulse has been first investigated in patients with induced, spontaneous primary and secondary fibrillation and ventricular tachycardia. Low-energy (Key words: defibrillation, bipolar quasi-sinusoidal impulse.Представлены результаты экспериментальных и клинических исследований (1990—2010 г.), посвященных оптимизации эффективности электрической дефибрилляции желудочков сердца отечественным импульсом биполярной квазисинусоидальной формы. Комплексное изучение влияния основных кардиальных и экстракардиальных факторов (таких как: сердечная недостаточность, вид и продолжительность фибрилляции, ее амплитудно-частотные характеристики, сопротивление грудной клетки, размер электродов, введение антиаритмических препаратов, амплитуда 2-й фазы импульса) на эффективность и безопасность дефибрилляции позволило сформулировать ряд новых положений и решить некоторые методологические и методические вопросы. Впервые исследована дозозависимая эффективность квазисинусоидального импульса у больных с вызванной, спонтанной первичной и вторичной фибрилляцией, и желудочковой тахикардией. Установлена высокая эффективность разрядов небольшой энерги

Электрическая дефибрилляция при внезапной остановке сердца на догоспитальном этапе

The past decade is marked by very high cardiovascular mortality rates in Russia. Sudden death caused by ventricular fibrillation and asystole is one of the leading reasons for the high mortality. Sudden out-of-hospital cardiac arrest occurs in as high as 70—80% of the cases. The key factor that determines the success of resuscitation and survival in patients with cardiac arrest due to fibrillation is early defibrillation (within the first 5 minutes). Small-sized automated external defibrilla-tors that can be used not only by medical workers, but also paramedics and educated population should be introduced into prehospital resuscitative care to solve this problem in this country.Последнее десятилетие в России отмечается очень высокая летальность от сердечно-сосудистых заболеваний. Одной из ведущих причин высокой летальности является внезапная сердечная смерть вследствие развития фибрилляции желудочков и асистолии. При этом до 70—80% случаев внезапной остановки сердца происходит вне больницы. Ключевым фактором, определяющим успех реанимации и выживаемости больных с остановкой сердца вследствие фибрилляции, является проведение ранней (в течение первых 5 минут) дефибрилляции. Для позитивного решения данной проблемы в нашей стране необходимо внедрять в практику догоспитальной реанимации малогабаритные автоматические наружные дефибрилляторы, которые могут применять не только медицинские работники, но также парамедики и обученное население

Отечественная история дефибрилляции сердца

The year 2012 is the anniversary year of the Russian history of cardiac defibrillation. Two anniversaries associated with the name of N. L. Gurvich, the founder of impulse defibrillation by high-voltage capacitor discharge, are being celebrated this year.2012 год — юбилейный для отечественной истории развития дефибрилляции сердца. В этом году отмечаются два юбилея, связанные с именем Н. Л. Гурвича — основоположника импульсной дефибрилляции высоковольтным разрядом конденсатора

Application of microwave photonics in fiber optical sensors

Microwave photonics is a new scientific and technical area of research, which was formed as a result of intensive development of such fields as fiber, integrated and nonlinear optics, laser physics, optoelectronics and microelectronics. A positive trend in the field of microwave photonic devices development has appeared in recent decades. The trend is related to the fact that these devices can operate in ultra-high and super-high frequencies and microwave ranges, and have parameters, which are unattainable by conventional electronic devices. Technical characteristics of microwave photonic measuring systems are comparable with those of traditional fiber-optic sensors. This technology can be used both for creation of new measuring devices and improvement of existing other types of measuring systems. This paper presents an analytical review of microwave photonics application technologies in fiber-optic measuring instruments. The general design concept for microwave photonic fiber-optic measuring devices is considered in the first part of the review paper. Microwave photonic filters are presented, which are the key elements of microwave photonic fiber-optic measuring devices. Their design technologies are described with indication of the features, advantages and disadvantages. Methods for creation of microwave photonic finite impulse response filters with positive and negative coefficients are considered. The following sections are devoted directly to the analysis of microwave photonic fiber-optic measuring devices and contain classification of such devices according to their principle of operation. The classification of spectral and interferometric microwave photonic fiber-optic measuring devices with indication of their distinctive features is proposed. Experimental data of the most common sensors is presented and analyzed; the main characteristics and areas of their practical application are presented for each of them. New approaches and methods are considered for creation of microwave photonic measuring systems and improvement of tactical and technical characteristics of existing devices. Comparison between microwave photonic fiber-optic measuring devices and traditional fiber-optic measuring systems is performed. According to comparison results, conclusions can be drawn about applicability of microwave photonic fiber-optic measuring devices and advantages of their use compared to other fiber-optic sensors.Радиофотоника является новым научно-техническим направлением, которое образовалось в результате интен-сивного развития таких областей, как волоконная, интегральная и нелинейная оптика, лазерная физика, опто- и микроэлектроника. В последние десятилетия наблюдается положительная динамика по созданию радиофотонных устройств, эта тенденция связана с возможностью создавать устройства ультравысоких и сверхвысоких частот с параметрами, недостижимыми обычными электронными устройствами. Характеристики радиофотонных измери-тельных систем сопоставимы с характеристиками традиционных волоконно-оптических датчиков, данная техно-логия может быть использована как для создания новых измерительных приборов, так и для усовершенствования уже существующих измерительных систем других типов. В работе представлен аналитический обзор способов применения радиофотонных технологий в волоконно-оптических измерительных приборах. В первой части обзорной статьи рассмотрен общий принцип построения радиофотонных волоконно-оптических измерительных приборов. Представлены ключевые элементы подобного рода систем — радиофотонные фильтры. Описаны тех-нологии их построения с указанием особенностей, преимуществ и недостатков. Рассмотрены способы создания радиофотонных фильтров с конечной импульсной характеристикой с положительными и отрицательными коэф-фициентами. Последующие разделы посвящены непосредственно анализу радиофотонных волоконно-оптиче-ских измерительных приборов и содержат классификацию таких устройств по их принципу работы. Предложена классификация спектральных и интерферометрических радиофотонных волоконно-оптических измерительных приборов с указанием их отличительных признаков. Представлены и проанализированы экспериментальные данные, основные характеристики и области практического применения наиболее распространенных датчи-ков. Рассмотрены новые подходы и методы по созданию радиофотонных измерительных систем и улучшению тактико-технических характеристик существующих приборов. Приведено сопоставление характеристик радио- фотонных волоконно-оптических измерительных приборов и традиционных волоконно-оптических датчиков, по результатам которого можно сделать вывод о применимости современного типа измерительных приборов, а также о преимуществах их использования по сравнению с другими волоконно-оптическими датчиками

Polymorphism rs3088232 in the BRDT gene is associated with idiopathic male infertility in the West Siberian Region of Russia

Allelic variants of genes involved in spermatogenesis can contribute to the genetic predisposition to idiopathic male infertility. In the present study we investigated the association of polymorphism rs3088232 in the BRDT gene with the risk of this pathology on the sample of 105 infertile patients and 230 healthy controls. We revealed the association of allele G (OR = 1.80; CI 1.16—2.80; p = 0.008) and genotype GG (OR = 6.47; CI 1.23—34.15; p = 0.01) with idiopathic male infertility

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРВЫХ ФАЗ ДЕФИБРИЛЛЯЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ БИПОЛЯРНОЙ ФОРМЫ НА МЕМБРАНУ КАРДИОМИОЦИТА

Objective: to evaluate the effects of the immunostimulants panavir and derinate on a postresuscitation process in animals of different sexes.Material and methods. The investigation was made on 200—250-g albino rats of both sexes in winter. Circulation  was  stopped  by  intrathoracic  ligation  of  the  cardiac  vascular  bundle  in  ether<anesthetized  rats  for  10  min. Functional recovery of the central nervous system and changes in sex steroid hormones were assessed in the postresuscitation period. The investigation used two immunoactive drugs: panavir 0.02 mg/kg and derinate 150 μg/kg. Either agent was intramuscularly injected twice: at 3 0 minutes after resuscitation and on the following day.Results. The injected drugs were ascertained to have a positive effect on functional recovery of the brain. Their use was shown to modify the sex steroid hormone  profiles  in  both  males  and  females  in  the  early postresuscitation period.Conclusion. The findings suggest that the immunoactive agents are able to affect the nervous and  endocrine  systems  in  critical  conditions.Цель — обоснование эффективности биполярных импульсов различной формы и длительности.Метод. Для исследования была использована модель мембраны кардиомиоцита морской свинки Luo-Rudy Mammalian Ventricular Model II (dynamic), 1994—2000 гг. Воздействие электрических разрядов на мембрану кардиомиоцита проводили методом замещения плотности тока изучаемого импульса. Затем рассчитывали пороговый энергетический коэффициент импульса, который рассматривали в качестве интегрального показателя порогового воздействия (критерий эффективности) импульса, измеряемый в мкА 2 мс/см4 . Проводили сравнение: классического квазисинусоидального импульса, ступенчатого квазисинусоидального, прямолинейного, классического трапецеидального, трапецеидального модулированного (наличие высокочастотных, высокоамплитудных осцилляций тока) импульса и его немодулированного эквивалента, трапецеидального импульса с пологими фронтом и срезом и длительностью, равной длительности классического квазисинусоидального. Форма импульсов соответствовала сопротивлению грудной клетки около 100 Ом.Результаты.  Самыми  эффективными  импульсами  оказались:  квазисинусоидальный  ступенчатый  (229,6  мкА2 мс/см4),  затем классический квазисинусоидальный (249 мкА2 мс/см4 , +9%) и трапецеидальный с пологими фронтом и срезом (253,0 мкА2 мс/см4 , +10%). Самая низкая эффективность (по значению порогового энергетического коэффициента) оказалась у трапецеидального модулированного импульса (397 мкА2 мс/см4 , +73%). Остальные импульсы занимают промежуточное положение между указанными выше импульсами в следующем порядке: эквивалент модулированного трапецеидального  импульса  (272,0  мкА2 мс/см4),  затем  прямолинейный  (273,5  мкА2 мс/см4 )  и  классический трапецеидальный импульс (307,7 мкА2 мс/см4 ).Заключение. По критерию порогового возбуждения модели мембраны кардиомиоцита морской свинки Luo-Rudy самыми эффективными импульсами являются: квазисинусоидальный ступенчатый, затем — классический квазисинусоидальный и трапецеидальный с пологими фронтом и срезом.