Важнейшие научные результаты 2015 год

ВАЖНЕЙШИЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНЦ СО РАН, ПОЛУЧЕННЫЕ В 2015 г.

Фундаментальные исследования и прорывные технологии как основа опережающего развития Байкальского региона и его межрегиональных связей

В рамках экологического зонирования Байкальской природной территории проанализировано современное состояние энергетики, в том числе производство и потребление электро- и теплоэнергии, топлива. Для центральной экологической зоны обоснована обеспеченность возобновляемых природных энергоресурсах: гидро-, гелио-, ветровых, геотермальных, лесных. Проведены экспериментальные исследования слоевой газификации древесных отходов.

Зонирование территории по среднегодовым скоростям ветра

Изучены нефтегазоносные формации в позднедокембрийских коллекторах Восточной Сибири, обоснованы перспективы обнаружения месторождений углеводородов, разработаны основы технологий их отработки и глубокой переработки сырья, определена потенциальная потребность в природном газе Байкальского региона.

Схема перспектив региональных нефтегазоносных объектов – рифейских передовых (перикратонных) и интракратонных осадочных бассейнов территории Иркутской области – основных источников нефти и газа Сибирской платформы

Решен вопрос генезиса рудных объектов, содержащих благородные и редкие металлы в нетрадиционных (в том числе, наноразмерных) формах, разработаны технологии извлечения полезных компонентов из руд месторождений черносланцевой формации, располагающихся на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока, испытаны новые технологии извлечения мелкоразмерного золота из россыпей и пород черносланцевой формации с использованием винтовых сепараторов, показавшие значительное увеличение добычи золота из хвостохранилищ.

Технологические показатели извлечения золота с применением винтовых аппаратов

Предложены новые подходы к оценке безопасности инновационных полимерных нанокомпозитов медицинского назначения с оценкой общих закономерностей и механизмов формирования эффектов их действия на клеточном и субклеточном уровнях для реализации направленного синтеза на основе полученной информации новых высокобиосовместимых нанокомпозитов для биомедицинской визуализирующей диагностики (в частности, на рентгеновском томографе) и лечения. Установлено, что композит арабиногалактана и наносеребро при внутрижелудочном подостром введении в дозах 100 мкг и 500 серебра на килограмм массы способен индуцировать в нейронах коры головного мозга запуск апоптоза и вызывать генотоксический эффект в клетках головного мозга белых крыс. Впервые установлено, что раствор, используемый для разведения высушенного экстракта лекарственного растения, не служит инертным растворителем, а играет существенную роль в эффективности воздействия этого экстракта на формирование биопленок болезнетворных бактерий.
Установлено, что техногенная нагрузка на объекты среда обитания в Байкальском регионе выше допустимой в зоне размещения крупных промышленных предприятий. Проведена оценка заболеваемости различных групп населения, которая позволила выявить индикаторные классы болезней и нозологические формы, характерные для Иркутской области. Разработаны диагностические методики, направленные на выявление нарушений индивидуального и популяционного здоровья.
Проведено комплексное изучение донных отложений озер, торфяников методами абсолютной геохронологии, геохимического, палинологического, литологического, тектонического и суммы математических методов анализа. Впервые получена характеристика озерного морфолитогенеза озерных котловин района проявления голоценового вулканизма в Восточном Саяне, первая детальная модель изменения природной среды района проявления голоценового вулканизма в Восточном Саяне за последние 7000 лет.

Статистическая модель природно-климатических изменений за прошедшие 180 тыс. лет

Проанализирована связь палеогеографических событий на Байкале с формированием фаунистических комплексов рыб, птиц и их паразитов, с изменениями современных ландшафтов и экосистем, а также общих характеристик состояния окружающей среды региона за длительный временной период. Разработаны методические подходы для реализации прогноза состояния лесной растительности Байкальской территории при различных вариантах климатических изменений с отражением вероятности возникновения основных экологических рисков – лесных пожаров, вспышек массового размножения насекомых вредителей и др. Приведен обзор основных показателей результатов анализа здоровья населения и современных методов диагностики воздействия окружающей среды на человека.

Сдатированные индивидуальные древесно-кольцевые хронологии сосны в одном из местообитаний окрестностей г. Братска. Цифрами показаны даты пожаров.

Впервые на основе метода линейной электротомографии (геофизические наблюдения) была разработана методика поиска зон субаквальной разгрузки загрязненных бытовыми стоками грунтовых вод в поверхностном водоёме. Выполнены работы по оценке влияния поверхностных и грунтовых вод с территории п. Листвянка на экологическое состояние прилегающей мелководной зоны оз. Байкал как одного из основных факторов развития экологического кризиса. Зафиксировано активное развитие видов Spirogyra sp., нетипичных для открытых побережий Байкала. Ранее Spirogyra sp. на участках дна напротив поселка не находили, хотя их отдельные нити были отмечены преимущественно в глубоковдающихся в берег заливах и в сорах Среднего и Северного Байкала. Зафиксированы изменения в структуре ихтиоценоза мелководной зоны залива Лиственничный, которые вызваны сокращением площади нерестилищ и в перспективе могут привести к резкому снижению численности желтокрылки, а также других видов байкальских Cottoidei, нерестящихся на мелководьях Байкала.

Отдел региональных экономических и социальных проблем ИНЦ СО РАН

Сектор экономики Байкальского региона, опирающийся на предпринимательский потенциал и собственность местного сообщества, базируется на неторгуемых отраслях и растет преимущественно за счет вынужденного предпринимательства. Это препятствует накоплению собственного капитала в регионе, что отражается и на банковской системе, сокращающей ресурсы региональных банков. Развитие этого сектора актуально в отраслях «зеленой экономики» и интеллектуальных видах деловых услуг, привлекающих наиболее активную часть местного населения.

Рис. 1. Снижение доходов населения Байкальского региона от предпринимательства и от собственности в сравнении с общероссийскими показателями и средними по Сибирскому федеральному округу (на 2005 г. и на 2014 г.).

Модель демографических процессов в Иркутской области показала, что последовательное снижение численности населения в регионе в большей степени основано на высокой смертности и отрицательной миграции, обусловленных последовательным ростом заболеваемости и критическим состоянием условий жизни. Последние имеют характер устойчивого социального стресса, поскольку большинство их параметров находится в зоне риска и колеблется около критического уровня.

Рис. 2. Модель демографических процессов в Иркутской области

Отдел медико-биологических исследований и технологий

Впервые установлено, что повышение уровня вазоэндотелиального фактора роста (VEGF) ведет к усилению окислительного фосфорилирования в кардиомиоцитах, что может быть важным фактором повышения выживаемости кардиомиоцитов в постинфарктный период.

Низкий уровень окислительного фосфорилирования в периинфарктной зоне,
контрольная группа, иммунофлюоресценция, окраска на Oxphos

Высокий уровень окислительного фосфорилирования в периинфарктной зоне,
введение VEGF, иммунофлюоресценция, окраска на Oxphos

Установлены сроки активации МАР-киназных каскадов при травматическом повреждении мышечной ткани. Определен дополнительный маркер миосателлитов, вступающих в фазу деления – р38phospho.

В рамках поиска новых перспективных биомаркеров повреждения миокарда при остром коронарном синдроме изучен уровень свободно циркулирующей мтДНК крови при экспериментальном инфаркте миокарда. Показано, что уровень мтДНК плазмы крови повышается через 24 часа и сохраняется до 144 часов после острой ишемии миокарда. Установлена отрицательная корреляционная связь между динамикой уровня мтДНК и активностью анализируемых биомаркеров цитолиза миокарда. Это может представлять перспективу для диагностического мониторинга цитолитических и воспалительных процессов после острых ишемических повреждений миокарда.

Динамика уровня свободно циркулирующей мтДНК крови при экспериментальной острой ишемии миокарда

Выявлен среднепопуляционный или высокий риск гипертонической болезни у обследованных пациентов по гену CYP11B2. В рамках исследования ПРОТОКОЛ выявлено носительство гомозиготного гена CYP2C19*2 у 1% обследованных пациентов, определяющее неэффективность антиагрегантной терапии клопидогрелом после стентирования коронарных сосудов. Изучена возможность методов лучевой диагностики с целью определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости, наиболее полно удовлетворяющих ортопедов методов не выявлено. Разработана новая МРТ-методика позволяющая определять наклон суставной поверхности, что в свою очередь позволило определять тактику хирургического лечения и прогнозирования результатов.