Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ГИПОБИОЛОГИЯ

Угаров Гавриил Спиридонович,

ВВЕДЕНИЕ

PUBLISH YOUR ARTICLE AND BE EDITORIAL BOARD MEMBERS OR REVIEWERS

Dear Ugarov, GS

Good day!

We get to know your valuable article with the title Hypobiology-Studying the State of Living Organisms Under Physiological Dehydratation which has been published in INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED BIOTECHNOLOGY AND RESEARCH, and the topic of the paper has impressed us a lot.

It has drawn attention and interest from researchers and scholars specializing in hypobiosis; hypo biology; hibernation; dormancy; physiological dehydration; cold; water state; (U-0)-Ugarov scale.

Contributing Your Research Paper

Started with an aim to advance the communications within scientific community, American Journal of BioScience can make specialists in various scopes closer to the latest scientific researches. Given the advance, novelty, and potential wide applications of your innovation, we sincerely invite you to send other unpublished articles of similar themes to the journal. Your latest research of this published article is also welcomed.

Be the Member of the Editorial Board/Reviewer Team

On behalf of the Editorial Board of the journal, it is glorified for us to invite you to join us as the editorial board member or reviewer of American Journal of BioScience. In terms of your academic background and professional and rich experience in this field, we believe that you may be the most suitable candidate for this position. We believe that your position as the editorial board member/reviewer will shine a light on your research in this field.

Your research is highly appreciated by the Editorial Board, the details of which are listed as follows:

Title: Hypobiology-Studying the State of Living Organisms Under Physiological Dehydratation

Abstract. Hypobiosis in living creatures occurs as a result of low temperatures impact, drought and other adverse environmental factors, as well as certain chemical agents. According to the author’s opinion, physiological dehydration or physiological anhydria of an organism is the main reason for hypobiosis. Physiological dehydration is frequently observed under conditions of low temperatures ranging from 0(0)U to –4(0)U (from +40 (sic)o 0(0)C) on Ugarov biological temperature scale (U-0). At +4(0)C. water undergoes some sort of phase change: it gains ice-like structure, actually turning into «liquid ice», which is physiologically inaccessible for metabolic processes due to large size of associated molecules that are not capable to pass through biological membranes. As a result, poikilothermic and heterothermic organisms go through hibernation and torpor, while plants enter induced dormancy. Physiological dehydration results from moderate drought, when free water obtains ice-like structure due to long-distance effects of hydration shells of non-polar surfaces of cell components. Certain chemical substances and gases, used for anesthesia in medicine and veterinary medicine, as well as cryoprotectors can induce the same state in living organisms due to binding of free water molecules. Medical, agricultural and ecological sections of hypo biology can be useful for solving important practical problems. Aims, goals, subjects and research methods of hypo biology are described in current paper.

Please don’t hesitate to contact us if there is any question.

Thanks and regards,

Jessie Wright Editor of American Journal of BioScience

Dear Gavriil Ugarov,

Warmest Greetings.

We are glad to inform you that your application for being an editorial board member for American Journal of BioScience has been accepted.

You have been appointed as an editorial board member of this journal

Attached please find your certificate.

Sincerely yours,

Zoe King – Editorial assistant Science Publishing Group, USA

ОТКЛИК РЕДАКТОРА АМЕРИКАНСКОГО НАУЧНОГО ЖУРНАЛА

AMERICAN JOURNAL OF BIOSCIENCE Джесси РАЙТ

НА ПУБЛИКАЦИЮ Г.С.УГАРОВА О ГИПОБИОЛОГИИ

ОПУБЛИКУЙТЕ СТАТЬИ И СТАНЬТЕ

ЧЛЕНОМ РЕДКОЛЛЕГИИ ИЛИ РЕЦЕНЗЕНТОМ

Уважаемый Угаров, G.S.

Добрый день!

Мы познакомились с вашей ценной статьей под названием «Гипобиология – наука о состоянии живых организмов при физиологической дегидратации», опубликованной в INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED BIOTECHNOLOGY AND RESEARCH, и тема этой статьи очень впечатлила нас.

Она привлекла внимание и интерес со стороны исследователей и ученых, специализирующихся на гипобиозе, в частности, гипобиология; спячка; заторможенность; физиологическое обезвоживание; холод; состояние воды; (°U) – шкала Угарова.

Политика журнала – содействие вашей исследовательской работе

Продвигая коммуникации в научном сообществе, American Journal of BioScience может сделать специалистов в различных областях ближе к последним научным исследованиям. Учитывая прогресс, новизну и потенциальные возможности широкого применения ваших инноваций, мы искренне приглашаем вас присылать в журнал другие неопубликованные статьи аналогичной тематики. Ваше последнее исследование этой опубликованной статьи также приветствуется.

Быть членом редакционной коллегии / группы рецензента

От имени редакции журнала мы приглашаем вас присоединиться к нам в качестве члена редакционной коллегии или обозревателя American Journal of BioScience. Что касается вашего академического опыта и профессионального и богатого опыта в этой области, мы считаем, что вы можете быть наиболее подходящим кандидатом на эту должность. Мы считаем, что ваша позиция члена / рецензента в редакционной коллегии будет освещена в ваших исследованиях в этой области.

Ваши исследования высоко оценены редакционной коллегией, подробности которой перечислены ниже:

Название: Гипобиология – изучение состояния живых организмов при физиологической дегидратации.

Аннотация: Гипобиоз у живых существ наступает в результате воздействия низких температур, засухи и других неблагоприятных факторов окружающей среды, а также некоторых химических агентов. По мнению автора, физиологическое обезвоживание или физиологическая ангидрия организма являются основной причиной гипобиоза. Физиологическая ангидрия часто наблюдается в условиях холодных температур в диапазоне от 0 °U до 4 °U (от +4 °С до 0 °С) по биологической температурной шкале Угарова (°U). При +4 °С в воде происходит своеобразный фазовый переход: она приобретает ледяную структуру, фактически превращаясь в «жидкий лед», который физиологически недоступен для метаболических процессов из-за большого размера связанных молекул, которые не способны проходить через биологические мембраны. В результате пойкилотермные и гетеротермные организмы переходят в состояние спячки и оцепенения, а растения – в индуцированный покой. Физиологическая дегидратация является следствием умеренной засухи, когда свободная вода приобретает ледяную структуру под воздействием гидратных оболочек неполярных поверхностей клеточных компонентов. Определенные химические вещества и газы, используемые для анестезии в медицине и ветеринарии, а также криопротекторы, могут вызывать одно и то же состояние в живых организмах из-за связывания свободных молекул воды.

Действительно, идеи, изложенные в медицинских, сельскохозяйственных и экологических разделах гипобиологии могут быть полезны для решения важных практических задач.

Пожалуйста, если есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь и обращайтесь к нам.

Спасибо, с уважением

Джесси Райт

Редактор Американского журнала BioScience

Мы с благодарностью приняли любезное предложение Джесси Райт и через некоторое время получили письмо с Сертификатом, свидетельствующим о нашем назначении членом редколлегии Американского журнала American Journal of BioScience.

Уважаемый Гавриил Угаров!

Мы рады сообщить вам, что Ваша заявка на членство в редакции Американского журнала BioScience принята. Вы назначены членом редколлегии этого журнала.

Прилагается Сертификат члена Редколлегии журнала American Journal of BioScience, который можете скачать.

Искренне Ваш,

Зоя Кинг – Помощник редактора Science Publishing Group, США.

В монографии, наряду с собственными экспериментальными материалами и теоретическими изысканиями, использованы сведения по гипобиозу, приведенные в литературных источниках различными авторами, что позволило автору сделать важное обобщение и создать теорию физиологической ангидрии, которая является основным механизмом возникновения гипобиометаболизма в организме, приводящего к гипобиозу и еще другому интересному виду адаптации – анабиозу.

Как нами установлено, основной причиной гипобиометаболизма при всех видах гипбиоза является обезвоживание организма. Это на первый взгляд является далеко не новым утверждением, так как большинство крупных исследователей этого явления придерживались подобного же мнения (П.Ю. Шмидт, А.М. Голдовский, Н.И. Клабухов, и др.). А,М. Голдовский даже обосновал новую науку, которую он предлагал назвать ксеробиологией. Однако никто из исследователей, в том числе и А.М. Голдовский, не мог убедительно объяснить наступление гипобиоза в условиях холода с точки зрения обезвоживания организма, когда, например, во время спячки или оцепенения в клетках и тканях животного сохраняется значительное количество воды. В этом плане классическим примером может служить оцепенение пресноводных рыб, в частности, карасей, гольянов, карпа, а также лягушки и др., которые в зимний период опускаются на дно водоема для перезимовки. У них практически физическое обезвоживание не происходит.

Новым в нашей теории обезвоживания организма при гипобиозе является установление существования, кроме физического, еще и физиологического обезвоживания, которое наблюдается при всех видах гипобиоза, в том числе во время летней спячки животных, оцепенения пойкилотермных организмов при засухе, но наиболее ярко выражено во время спячки и оцепенения в холодный период года.

Сущность этого явления заключается в том, что в условиях среды, вызывающих гипобиоз, в частности, во время холода, имеющаяся в организма вода становится физиологически недоступной для метаболических процессов в результате изменения ее структуры в сторону высокой ассоциированности молекул или в состояние «жидкого льда». Дело в том, что при температуре +4 °С вода имеет наибольшую плотность, а ниже плотность уменьшается и объем увеличивается. Это можно трактовать как своеобразный фазовый переход, связанный с образованием «жидкого льда» (жидкокристаллическое состояние). Другими словами, при температурах ниже +4 °С, по общепринятой терминологии, резко возрастает льдоподобность воды.

Было показано, что для льдоподобной структуры энергия, энтропия, плотность, межмолекулярное расстояние и координационное число меньше, чем для деструктурированной. Ассоциированные в льдоподобную структуры молекулы воды, имея крупные размеры и невысокую подвижность, обладают меньшей растворяющей и, особенно, проникающей способностью через мембрану, чем деструктурированная вода. К тому же при понижении температуры липиды мембраны загустевают, аквопоры сужаются или закупориваются. В результате этого происходит нарушение водообмена между отдельными органоидами клетки, затем между клетками и тканями, что приводит к резкому снижению интенсивности физиолого-биохимических процессов или гипобиометаболизму в организме. Подобное явление было зафиксировано у растений еще в XIX веке немецкими физиологами J. Sachs и W. Shimper и получило название «физиологической сухости холодных почв», которое стало хрестоматийным и приводится во многих учебниках по физиологии растений. Сущность этого явления заключается в физической недоступности воды из холодной почвы, так как влажная почва оказалась физиологически сухой, в результате которой в опытах Шимпера растения погибали от недостатка воды.

В надземных частях растений в условиях холода возникает «физиологическая засуха», с подобным же механизмом, только в данном случае вода становится недоступной для клеток и тканей растений при полном тургоре листьев, и растение переходит в состояние вынужденного покоя или гипобиоза.

Теория физиологического обезвоживания или физиологической ангидрии позволила установить температурную границу между теплом и холодом, которая до сего времени в науке все еще не определена. Такой температурой оказалось +4 °С, ниже которой вода становится недоступной для метаболизма, о чем говорилось выше, то есть неблагоприятной для живых организмов. Неблагоприятная для организма температура является отрицательной, а благоприятная – положительной.

Нахождение границы между благоприятными и неблагоприятными температурами натолкнуло на идею создания биологической температурной шкалы, которая, по сложившейся традиции, названа шкалой Угарова. Ноль градус по шкале Угарова находится при температуре +4 °С, то есть на границе между положительными и отрицательными температурами, или, соответственно, между теплом и холодом. Для удобства пользования, цена одного деления, то есть, размер единицы температуры (градус), принята такой же, что и на шкале Цельсия и обозначается символом °U. При принятии такого решения также учтено, что такая же цена деления шкалы, как у шкалы Цельсия, используется в термодинамической шкале Кельвина и Международной практической температурной шкале.

На основе биологической температурной шкалы нами в соавторстве с В.Г. Угровым был изобретен бытовой термометр со шкалой Угарова. Этот термометр был запатентован в Германии (№ 20 2008 017 522.4), и отмечен Национальным Сертификатом качества РАЕ в номинации «Новый продукт» (2008 г). Термометр с биологической температурной шкалой Угарова является первым в мире бытовым термометром, предназначенным для человека, так как имеющиеся градусники со шкалами Цельсия и Фаренгейта объективно не учитывают реакцию человеческого организма на температуру окружающей среды, что является причиной многих простудных заболеваний. В связи с этим, первый в мире бытовой или, как успели окрестить его в народе, биологический термометр Угарова должен прийти на замену наиболее распространенному техническому термометру со шкалой Цельсия, который используется в быту не по назначению.

Теория физиологическеой ангидрии позволила по новому определить условия возникновения гипобиоза и анабиоза. Так гипобиоз наступает при физиологической ангидрии в условиях холода и засухи. При этом физиологически инертная вода («жидкий лед») не отчуждается от структуры организма, так как ее функционирующая часть становится комплементарной с «жидким льдом». Последний таким образом оказывает содействие гипобиометаболическим процессам, направленным на поддержание жизнеспособности организма во время гипобиоза. Организм во время гипобиоза не способен перенести замораживание и иссушение.

Анабиоз наступает в результате глубокой физиологической ангидрии на фоне физического обезвоживания (иссушение, замерзание) и глубокой физиологической ангидрии. При анабиозе вода, поддерживающая нативность организма сохраняется, однако свободная вода полностью отчуждается от функциональной системы организма и обмен веществ практически прекращается. Организм в состоянии анабиоза выдерживает и иссушение и замораживание. Таким образом, учитывая общность механизма наступления Гипобиоза и Анабиоза, последний можно считать наиболее глубокой формой Гипобиоза, то есть разновидностью Гипобиоза.

Теория физиологиченской ангидрии оказалась весьма плодотворной. Она позволила обосновать и дать новое определение понятию биологического нуля, согласно которому биологический нуль един для всех живых организмов Земли и находится при температуре +4 °С, или при 0 °U по биологической температурной шкале Угарова, то есть на границе между теплом и холодом.

Выступление воды в новом качестве в явлениях гипобиоза и анабиоза дало основание несколько иначе подойти к проблеме происхождения жизни на Земле и сформулировать понятие живой материи. В частности, Гипобиология, не отрицая земное происхождение жизни, допускает занесение простейших форм жизни и фрагментов живой материи на Землю, которые дали толчок к развитию органической жизни на нашей планете.

Теория физиологической ангидрии хорошо объясняет существующие и предсказывает новые способы хранения медицинских препаратов, продуктов сельскохозяйственного производства, повышения продуктивности с/х растений и животных. Теоретически обоснует возможность осуществления мечты людей всех времен – продление жизни путем погружения их в состояние гипобиоза и анабиоза.

Представит интерес для широкого круга сельских жителей, проживающих в Северных регионах, идея использования явления гибернации в сельском хозяйстве, в частности, содержания молодняка крупного рогатого скота в состоянии искусственной спячки в зимний период. Это позволило бы повышать рентабельность скотоводства в условиях Севера и помогло облегчению и поднятию культуры труда тружеников села.

Установление основного механизма наступления явления гипобиоза, заключающегося в физиологическом обезвоживании или физиологической ангидрии организма, в результате которого у них происходит резкое замедление процессов жизнедеятельности, приводящего к гипобиозу, стало теоретической основой создания нового направления в биологической науке – Гипобиологии, которой посвящена данная монография.

Автор благодарен своим учителям и коллегам – профессорам И.Г. Сулейманову, Ф.Д. Самулиову, Н.А. Гусеву, Л.Х. Гордону, В.М. Пахомовой (г. Казань), профессорам В.Н. Жолкевичу, В.В. Кузнецову, Г.В. Лебедеву, Н.Н. Третьякову, Т.И. Труновой, Н.И. Якушкиной (г. Москва), профессорам В.К. Войникову, А.К. Глянько, О.П. Родченко (г. Иркутск), докторам биологических наук И.Д. Зелепухину, В.Д. Зелепухину (г. Алматы), профессорам А.В. Капле, И.Г. Шматько (г. Киев), профессору А.И. Коровину (г. Санкт-Петербург), профессору А.Ф. Титову (г. Петрозаводск), доктору биологических наук Л.Г. Емельянову (г. Минск), член-корреспонденту РАН, профессору Н.Г. Соломонову, к.б.н. Г.П. Никитину, к.б.н. С.Р. Попову, к.б.н. доцентам А.А. Макарову, В.Н. Дохунаеву, К.К. Кривошпкину, В.Е. Колодезникову (г. Якутск), родному коллективу кафедры ботаники и мерзлотного лесоведения СВФУ имени М.К. Аммосова, всем тем коллегам и друзьям, которых своими советами, словом и делом помогли ему в его научной работе, итогом которой является данный научный труд.

Автор выражает особую благодарность ректору Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова Е.И. Михайловой за всемерную поддержку и создание условий для написания данной монографии.

Глубокую благодарность автор приносит также своему редактору – доктору медицинских наук, профессору Рево Захаровичу Алексееву, известному специалисту в области криомедицины, автору оригинального изобретения, позволяющего оживлять недавно умерших людей от переохлаждения; своим рецензентам: доктору сельскохозяйственных наук, профессору Борису Ивановичу Иванову, одному из инициаторов и организаторов создания криохранилища в толще вечной мерзлоты в пригороде г. Якутска, исследователю и пропагандисту производства криокорма на Севере; доктору биологических наук Климу Алексеевичу Петрову, автору прекрасных статей и монографий по криорезистентности растений, получивших высокую оценку отечественных и зарубежных специалистов; Валерию Михайловичу Сафронову, крупному специалисту в области экологии животных, обитающих на Севере; доктору медицинских наук, профессору Игорю Алксандровичу Самченко, видному организатору здравоохранения и др.

 


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074