Природничий альманах (біологічні науки)

Зміст

«Природничий альманах (біологічні науки)» — 2025-05-07

ISSN 2524-0838 (друковане видання)

ISSN 2706-9133 (онлайн видання)

ПРОГНОСТИЧНІ МОДЕЛІ ДЛЯ ОБРОБКИ ТА ІНТЕРПРЕТАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ В ОНКОЛОГІЇ

А.В. Жидко — 2025-05-07

У 2020 році кількість вперше встановлених онкопатологій у світі склала 19,29 мільйона випадків, кількість смертей – 9,96 мільйона. В Україні протягом 2023 року було зареєстровано 106151 випадок вперше виявлених злоякісних новоутворень, кількість смертей склала 42642 випадки. Останні десятиліття спостерігається збільшення ролі штучного інтелекту в скрінінгу, діагностиці, прогнозах виникнення та ускладнень онкопатологій. Різні моделі нейронних мереж демонструють спроможність працювати з різними типами даних, обробляти великий масиви даних. Метою статті є окреслити основні перспективи та проблеми використання нейронних мереж в аналізі та інтерпретації візуальних даних в онкології, а саме при діагностиці та прогнозуванні онкопатологій на основі візуальних даних. Літературні джерела для аналізу відбирали в загальнодоступній базі даних PubMed. Ключові слова для пошуку використовували «oncology», «artificial intelligence», «visualisation». Для аналізу відбиралися статті, опубліковані з 2020 по 2025 рік. Звернення до бази даних робили 21.03.2025 року. Загалом було знайдено 2131 дослідження. аналіз літературних джерел продемонстрував, що для інтерпретації зображень таких, як гістопатологічні знімки, ендоскопія, УЗД, МРТ, КТ, ренгенографія, переважно використовуються алгоритми deep learning. Всі проаналізовані статті, де ШІ використовувався для аналізу медичних зображень вказували на AUC вище 0,75. В дослідженнях, що проводили порівняння ефективності діагностики злоякісних новоутворень за допомогою ШІ та профільним лікарем, їх AUC не мала статистично значимої різниці. Проте, дослідження проводяться на ретроспективних даних, тобто навчання ШІ проходить у ідеалізованих умовах.

ОЦІНКА ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ ДІТЕЙ З РІЗНОЮ МАСОЮ ТІЛА

С.М. Коц — 2025-05-07

Мета роботи – охарактеризувати функціональний стан серцево-судинної системи, адаптаційні можливості та регуляторні можливості серцево-судиннної системи у дітей з різною масою тіла. У дослідженні прийняли участь 125 хлопчиків і дівчаток віком 12 років міста Славути. Для проведення дослідження було отримано дозвіл у батьків учасників дослідження. Для порівняння було визначено дві групи: група за нормальною вагою тіла (І група, п=62) та з підвищеною масою тіла (ІІ група, п= 63). Для дослідження функціонального стану серцево-судинної системи розраховувались індекси, адаптаційний потенціал за формулою Баєвського. Як показав аналіз даних, у І групі із нормальною масою тіла виявлено значні кількості дітей з високим та вище за середній рівнями індексу Робінсона, що говорить про парасимпатичну та виражену парасимпатичну регуляцію, високий та вище середнього рівень фізичного здоров’я. А в ІІ групі із зайвою вагою тіла – є діти із нижче середнього рівнем індексу Робінсона, що говорить про симпатичну регуляцію (38,28%) та низьким ІР- сильно виражене домінування симпатичної системи (3,22% учасників). При цьому в групі ІІ із зайвою вагою тіла відсутні діти із високим рівнем систолічної роботи серця та всього лише 6,65% дітей із парасимпатичною регуляцією та вище середнього рівнем аеробних можливостей серця. Симпатичний та виражений ефект симпатичного відділу вегетативної нервової системи негативно впливає на функціональні можливості організму, несе небезпеку перенапруги серцево-судинної системи та може у майбутньому обумовити виникнення серцево-судинних захворювань.

Виявлено статистично значущі відмінності адаптаційного потенціалу (на рівні значущості p<0,05). Порівнюючи адаптаційні можливості у ІІ групі з підвищеною масою тіла виявлена незадовільна адаптація організму до умов навколишнього середовища, що говорить про зниженні функціональні можливості серцево-судинної системи та організму. Порівняльний аналіз даних виявив достовірне підвищення показників гемодинаміки (артеріальний тиск систолічний, артеріальний тиск діастолічний, частота серцевих скорочень) та гірші показники функціональних можливостей серцево-судинної системи, адаптаційного потенціалу у дітей 12 років групи ІІ, що свідчить про негативний вплив підвищеної маси тіла. Серед дітей другої групи виявлено 41,50% із низьким та нижче середнього рівнями індексу Робінсона, що свідчить про розвиток дефіциту функціональних можливостей серцево-судинної систем, що при відсутності змін в способі життя та відсутності корекції факторів у майбутньому призведе до розвитку серцево-судинних захворювань.

ПОРІВНЯННЯ ПОКАЗНИКІВ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ СТУДЕНТОК З РІЗНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

С.М. Коц — 2025-05-07

Мета роботи – охарактеризувати функціональний стан серцево-судинної системи, адаптаційні можливості та регуляторні можливості серцево-судиннної системи у студенток різних спеціальностей. Проведено дослідження функціональних показників серцево-судинної системи організму у студенток (210), що навчаються на факультеті початкового навчання (А) та факультеті іноземних мов (Б). Вимірювали фізіометричні показники гемодинаміки; розрахункову величину індекс Робінсона, адаптаційний потенціал серцево-судинної системи. Проаналізувавши величину індексу Робінсона у учасниць обох груп виявлено, що в групі А рівень індексу Робінсона – вище середнього, що вказує на рівень резервних можливостей серцево-судинної системи вище середнього, а в групі Б рівень резервних можливостей серцево-судинної системи та систолічної роботи серця – нижче середнього. У групі А виявлена значна кількість досліджуваних із вираженим ефектом парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи та парасимпатичним типом регуляції (55%), що позитивно впливає на їх функціональні можливості організму. Аналіз даних показав наявність значної кількості студенток саме в групі Б із вираженим ефектом симпатичного відділу вегетативної нервової системи та симпатичним типом регуляції (58%), що впливає негативно на аеробні можливості серця, функціональні можливості, несе небезпеку перенапруги серцево-судинної системи, що у подальшому, при відсутності корекції способу життя може привести до патологій та захворювань серцево-судинної системи. Порівняльний аналіз даних показників гемодинаміки, функціональних можливостей серцево-судинної системи, адаптаційних можливостей, аеробних здібностей серця, рівня функціонального стану системи кровообігу виявив достовірно краші показники у студенток групи А, що дає підстави припускати про позитивний вплив характеру навчальних дисциплін їх спеціальності. Результати дають підстави говорити, що наявність в житті студенток групи А творчих дисциплін позитивно впливає на функціональний стан серцево-судинної системи. З метою поліпшення функціонального стану серцево-судинної системи студенток, особливо групи Б, необхідне впровадження здоров’язбережувальних технологій (в тому числі і арт-терапії).

ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТВЕРДОКРИЛИХ ПІДРОДИНИ DASYTINAE (COLEOPTERA: MELYRIDAE) ФАУНИ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ

В.В. Мірутенко — 2025-05-07

У роботі проаналізовано екологічні особливості жуків підродини Dasytinae з родини Melyridae. Більшість видів на стадії імаго заселяють напіввідкриті та затінені ділянки місцевості, де їх можна знайти на трав’янистій, кущовій та деревні рослинності. На основі аналізу гігропреферендуму імаго дазітид ми виділяємо групи: лісові мезофіли, лісові мезоксерофіли, лісо-лучні мезофіли, лісо-лучні мезоксерофіли, політопні мезоксерофіли, політопні мезофіли. Найбільша кількість видів є лісовими мезофілами – 34%. За преференціями до рослинних ярусів досліджуваних твердокрилих можна розподілити на хортобіонтів, дендробіонтів і дендро-хортобіонтів, і це співвідношення становить 40%, 33,3% і 26,7% видів підродини відповідно. Додатково проводили досліди на виявлення пилку в травній системі імаго. При детальному аналізі вмісту відпрепарованих стравоходів були виявлені подрібнені та цілі пилкові зерна, а також дрібні залишки кутикулярного покриву членистоногих зі щетинками й волосками. Мікроскопічний аналіз показав, що більшість пилкових зерен належить рослинам родини злакових. Проведені дослідження дозволили виділити серед жуків Dasytinae дві трофічні групи: палінофаги – понад 93% видів, паліно-зоофаги – ~7%. Серед даної групи жуків найбільше представників живиться на рослинах з родини букових – 10 видів. Твердокрилі підродини, заселяючи широкий спектр природних та штучних біоценозів в Українських Карпатах, є звичайними компонентами біологічних угруповань як відкритих лучних, так і лісових екосистем. Імаго дазітид заселяють переважно трав’янистий ярус рослинності, і більшість видів є консументами І порядку. Ці види, живлячись пилком, виконують функцію запилювачів рослин з родин Asteraceae, Ranunculaceae, Rosaceae, Fabaceae, Polygonaceae, Brassicaceae, Grossulariaceae, Apiaceae, Cyperaceae.

DOES LEUCINE-ENRICHED PROTEIN REALLY AFFECT PROTEIN LEVELS IN THE MUSCLES OF OLD MICE?

Yu. S. Onufrieva — 2025-05-07

Sarcopenia, characterised by the progressive loss of skeletal muscle mass, strength, and functionality, represents a significant health concern in the aging population. One of the promising approaches to preventing sarcopenia is the use of the amino acid leucine, which activates the mTOR signalling pathway and promotes muscle protein synthesis. Reduced muscle strength and coordination increase the risk of falls, which can lead to severe injuries, such as hip or vertebral fractures. Such injuries often require prolonged recovery and may result in disability. Sarcopenia is often accompanied by an increase in fat mass against the background of muscle loss. This reduces the basal metabolic rate, contributing to the development of obesity and metabolic diseases such as type 2 diabetes. Loss of muscle mass lowers overall physical endurance, complicating the function of the heart and blood vessels, which increases the risk of cardiovascular diseases and related complications. The study was conducted on aged mice (25 months old), divided into three groups: a control group, a group receiving pure leucine supplementation, and a group receiving leucine-enriched whey protein. At the end of the experiment, the levels of leucine, glucose, and insulin in the blood, as well as protein synthesis in muscle tissue, were assessed. The results showed that the administration of pure leucine significantly increased its concentration in the blood (8-fold) and muscle tissue (3.8-fold) but did not promote muscle protein synthesis. In contrast, administering leucine in a whey protein mixture showed a less pronounced increase in leucine levels but effectively enhanced protein synthesis (by 1.2-fold) and reduced glucose levels. Insulin levels increased in both experimental groups, but this effect was less pronounced in the leucine mixture group. These findings underscore the potential efficacy of using leucine in combination with whey protein as an effective strategy for maintaining muscle mass and function during ageing. The obtained data have practical significance for the development of dietary and pharmacological strategies in combating sarcopenia.

NEW FINDS OF NAKED FILOSE AND LOBOSE AMOEBAE IN FRESHWATER BODIES AND SOILS OF UKRAINE

M. K. Patsyuk — 2025-05-07

In the natural biotopes of Ukraine, 12 species of naked amoebae were identified, of which seven species are lobose and five are filose. The molecular cluster Amoebozoa includes seven species of amoebae, Opisthokonta includes two species, and Rhizaria includes three species. The following species were recorded: Leptomyxa spec., Chaos nobile Penard, 1902, Chaos carolinense Wilson, 1900, Deuteramoeba algonquinensis Baldock, Rogerson & Berger, 1983, Polychaos annulatum Penard, 1902, Saccamoeba limna Bovee, 1972, Trichamoeba sinuosa Siemensma & Page, 1986, Nuclearia simplex Cienkowski, 1865, Nuclearia radians Greeff, 1869, Filoreta spec., Leptophrys spec., Vernalophrys algivore Gong et al., 2015. All protist species were infrequently encountered (ranging from 1.5% to 24%), except for Leptomyxa spec. (30%). Naked lobose amoebae belong to polytactic (C. nobile, C. carolinense, D. algonquinensis, P. annulatum), monopodial (S. limna, T. sinuosa) and branched (Leptomyxa spec.) morphotypes. Water temperature and dissolved oxygen concentration were measured at the sites where naked amoebae species were recorded. Accordingly, N. simplex, P. annulatum were recorded at a water temperature of +13 °C, at 10.42 mg/l dissolved oxygen in water; N. radians, V. algivore – +17 °C, 9.35 mg/l; Leptophrys spec. – +15 °C, 9.74 mg/l; C. carolinense – +15 °C, 9.85 mg/l; C. nobile, D. algonquinensis – +16 °C, – 8.95 mg/l; S. limna – +12 °C, 10.50 mg/l; T. sinuosa – +15 °C, 9.65 mg/l. The values of abiotic environmental factors at which soil amoebae species were recorded were established. Thus, Filoreta spec. and Leptomyxa spec. were found at soil temperatures of +12 °C and +10 °C and humidity levels of 90.34% and 94.45%, respectively. The filose amoeba Nuclearia simplex was identified through 18S rRNA gene sequencing (GenBank accession No. PV030488). This is the first report of these naked amoeba species in the fauna of Ukraine.

CHIRONOMIDAE (INSECTA, DIPTERA) FAUNA OF THE LOWER DNIPRO. PART 2: SUBFAMILY ORTHOCLADIINAE

I. V. Shevchenko — 2025-05-07

The current work is the second part of a series of articles intended to describe the state of Chironomidae (Insecta, Diptera) fauna of the Lower Dnipro, based on the long-term studies of this family as part of the benthic, plankton and zoophytos communities and widely represented in the different types of water bodies of this area. This part of research is focused on the subfamily Orthocladiinae. The research was conducted on following water bodies, both the flowing and the standing waters, located in the delta and pre-delta areas of the Lower Dnipro: the Dnipro River, the Koshova River, the Viryovchyna River, the strait into Lake Bobrove, the strait into Lake Kruhle, the Hadiuchka Strait, the Chaika River, the Kozak River, Lake Liahushache, Lake Chychkuvate, Lake Skadovsk-Pohorile, Lake Stebliivskyi Liman, Lake Nazarove-Pohorile, Lake Zakitne, Lake Bobrove, Lake Kruhle, Lake Kardashynskyi Liman and Lake Sabetskyi Liman. Based on larval and pupal specimens, 14 species/taxa of the subfamily Orthocladiinae are recorded and described: Corynoneura scutellata Winnertz, 1846, Cricotopus (Cricotopus) bicinctus (Meigen, 1818), Cricotopus (Cricotopus) sp., Cricotopus (Isocladius) intersectus (Staeger, 1839), Cricotopus (Isocladius) cf. sylvestris (Fabricius, 1794), Hydrobaenus lugubris Fries, 1830, Limnophyes sp., Nanocladius (Nanocladius) dichromus (Kieffer, 1906), Orthocladius (Euorthocladius) sp., Propsilocerus lacustris Kieffer, 1923, Psectrocladius (Psectrocladius) cf. psilopterus (Kieffer, 1906), Psectrocladius (Psectrocladius) cf. sordidellus (Zetterstedt, 1838), Psectrocladius (Psectrocladius) cf. zetterstedti Brundin, 1949, Psectrocladius (Psectrocladius) sp. The biological and ecological characteristics of the Orthocladiinae species were given, including frequency indexes, indicators of quantitative development, seasonality, habitats, macrophytes association and abiotic factors. The distribution of widespread, common and rare species of the subfamily Orthocladiinae in the water bodies of the Lower Dnipro area have been determined.