Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологические эффекты кадмия на модели виргинских устриц

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологические эффекты кадмия на модели виргинских устриц"

005008717

Иванина Анна Валерьевна

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ КАДМИЯ НА МОДЕЛИ ВИРГИНСКИХ УСТРИЦ (СКАвЗОБТЯЕА \qRGINICA)

03.03.01- физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 Я Н В 2012

Казань - 2012

005008717

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Гильмугдинов Рустам Якубович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Логинов Георгий Павлович

доктор биологических наук, профессор Нигматуллина Разина Рамазановна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная

сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится «27 » января 2012 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д-220.034.02 при ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»: 420074, Казань, Сибирский тракт, 35, тел. (8432) 73-96-17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»

Автореферат разослан « 27 » декабря 2011 года и размещен на сайтах http: // www.mon.gov. ги/ и // www.ksavm.senet.ru/

Ученый секретарь

диссертационного совета, /auJL<£J>/

доктор биологический наук, профессор Vffir^i/ Мухаметгалиев H.H.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кадмий обладает разносторонними биологическими свойствами (Thevenod F., 2009; Hyun S. et al., 2006 и др.). Это достаточно «сложный» элемент; отношение к нему медицинских и ветеринарных специалистов достаточно осторожное, поскольку он хорошо известен своей токсичностью. При этом его относят как к группе «новых» микроэлементов (кадмий, ванадий, кремний, олово, фтор), так и, наряду с РЬ, Sn и Rb, к условно необходимым микроэлементам и в низких концентрациях он способен стимулировать рост (Авцын А.П. и др., 1991; Скальный А.В., 2004). В последние годы возрос интерес отечественных исследователей к кадмию, рассмотрены его физиологические эффекты на сельскохозяйственных животных (Савчук C.B., 2003; Матиосов А.Д., 2004; Артемьева О.А., 2005; Кияева Е.В., 2010).

Механизмы действия кадмия охватывают большое число критических физиологических, в первую очередь клеточных, функций. Он влияет на многие процессы организма, в том числе метаболические, путем прямого и опосредованного действия на регуляторные механизмы, образуя прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами, содержащими HS-и RS-группы, заменяя металлы в содержащих их ферментах (Виселина Т.Н., Лукьянова О.Н., 2000; Андриянова Е.Е., Куличенко И.С., 2002; Amiard J.C., et al. 2006 и др.). Полагают, что действие кадмия связано не только с его физиологической активностью, но и способностью вытеснять другие жизненно необходимые для организма микроэлементы, такие как цинк, медь, железо (Pinot F et al., 2000; Hodgson A., 2010).

Между тем, действие кадмия на морских гидробионтов, в частности устриц, которые концентрируют его в значительном количестве, изучено

мало. Недостаточно сравнительных сведений, раскрывающих механизм эффектов кадмия на организменном, тканевом и клеточном уровнях. В связи с вышеизложенным, изучение особенностей физиологического действия кадмия на разных уровнях организации животного организма имеет большое теоретическое и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение различных физиологических процессов у виргинских устриц (Crassostrea virginica) при воздействии кадмия.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Определить распределение кадмия в значимых тканях виргинских устриц.

2. Оценить дыхательные функции виргинских устриц при воздействии кадмием.

3. Изучить состояние систем защиты первой группы (металлотионеины и П-гликопротеины) и репарации клеточных повреждений у виргинских устриц при воздействии кадмием.

4. Исследовать аэробный и анаэробный метаболизмы виргинских устриц при воздействии кадмием.

Научная новизна работы. Впервые на модели виргинских устриц показаны особенности изменения дыхательных функций различных морфо-функциональных структур животного организма при воздействии кадмием. Впервые оценено влияние кадмия на аэробный и анаэробный метаболизмы, а именно на активность некоторых ключевых ферментов, у виргинских устриц. Впервые на виргинских устрицах in vitro установлены изменения в синтезе белков при действии кадмия, а также взаимосвязь общего синтеза белка с экспрессией металлсвязывающих (металлотионеины) и репарирующих

(белки теплового шока) белков. Впервые продемонстрирована возможность использования молекулярных, биохимических и физиологических биомаркеров для изучения эффектов кадмия на животный организм.

Практическая ценность работы. Полученные данные вносят существенный вклад в понимание механизмов влияния кадмия на различные морфо-функциональные структуры организма. Результаты исследований могут найти применение при прогнозировании влияния кадмия на состояние водных экосистем. Показана возможность использования клеток при оценке эффектов действия кадмия.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на международных конференциях "SEB" (Марсель, 2008); "SEB" (Глазго, 2009); "APS Intersociety Meeting: Global Change and Global Science: Comparative Physiology in a Changing World", (Вестминстер, 2010); "Physiomar 10" (Квебек, 2010); Международных научно-практических конференциях "Биотехнология: токсикологическая, радиационная и биологическая безопасность" (Казань, 2010); конференции, посвященной 80-летию факультета биотехнологии и стандартизации Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана (Казань, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Распределение кадмия в клетках жабер и гепатопанкреаса в условиях in

vivo и in vitro.

2. Особенности клеточного, тканевого и организменного уровней эффектов кадмия на модели устриц.

3. Изменения аэробного и анаэробного метаболизмов у виргинских устриц под влиянием кадмия.

4. Протеосинтетический ответ разных морфологических структур устриц при воздействии кадмием.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, разделов «Материалы и методы», «Результаты собственных исследований», «Обсуждение результатов», а также выводов, практических предложений и списка литературы. Работа содержит 8 таблиц и 18 рисунков. Список литературы включает 271 библиографических источников, в том числе - 185 зарубежных.

2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Материалы и методы исследований

Работа выполнена на кафедре патологической физиологии Казанской государственной академии ветеринарной медицины в течение 2006-2011 гг. Экспериментальная часть проведена в лаборатории физиологии и токсикологии морских организмов Университета Северной Каролины (США).

Объектом исследования служили виргинские устрицы (Crassoslrea virginica), которых помещали в хорошо аэрируемые аквариумы с искусственной морской водой при 20±1 °С и солености 30 %о. В качестве корма использовали коммерческий препарат "DT's Live Marine Phytoplancton" (США), содержащий Nannochloropsis oculata, Phaeodactylum tricornutum и Chlorella. Устриц, предварительно адаптированных в течение 12-14 суток, разделили случайным образом на две группы (контрольную и опытную, содержавшуюся в искусственной морской воде с 50 мкг/л кадмия

хлорида). После измерения дыхания на целом организме, отдельных тканях и изолированных клетках, жабры и гепатопанкреас устриц замораживались в жидком азоте для дальнейших анализов. Скорость дыхания (М02) определяли в проточных камерах. Кислородный микросенсор ТХ-100 ("Presens", Германия) калибровался в бескислородном насыщенном растворе сульфита натрия (Na2S03) и насыщенной (100 %) кислородом морской воде. Калибровка и измерения проводились при 20 °С. Парциальное давление кислорода в гемолимфе (Р02) определяли в течение 24 ч. Кислородный микросенсор внедряли в перикардиум устриц через небольшое отверстие в верхней раковине и фиксировали воском для предотвращения смещения микросенсора. Длительность активного дыхания оценивалась, как % времени, которое устрицы провели с открытой раковиной при активной вентиляции мантийной полости,-к общей продолжительности измерений - 797 ч. При характеристике дыхания в изолированных, жабрах, их небольшой фрагмент (0,1-0,14 г) переносили на пластиковую решетку с размером ячеек 1x1 мм (для максимального контакта поверхности ткани с инкубационной средой) и помещали в соответствующую камеру, где находилось 3 мл инкубационной среды с антибиотиками. Дыхание измерялось в течение 20 мин. Для определения влияния кадмия на скорость клеточного дыхания, клетки выделялись из жабер и гепатопанкреаса контрольных устриц и инкубировались в течение 24 ч с разными концентрациями (10-50 мкмоль/л) кадмия хлорида или в его отсутствии (контроль). При измерении количества кислорода, потребляемого митохондриями клеток жабер, в качестве субстрата использовали сукцинат (10-15 мМ) в присутствии 5 мкМ ротенона. Скорость максимального дыхания (State 3) оценивали в результате дополнительного добавления 200-300 нМ АДФ; State 4 определяли в

митохондриях, инкубированных с АДФ. Концентрацию кадмия в изолированных клетках и тканях устриц определяли спектрометром AAnalyst 800 ("Perkin Elmer"). Для выделения мРНК использовали Tri Reagent. РНК очищалась от примеси ДНК с помощью набора DNA-Free RNA Kit ("Zymo-Research"). Для синтеза кДНК использовали стандартный протокол. Экспрессия мРНК для исследуемых генов была измерена с помощью количественного ПЦР в реальном времени (RT-ПЦР). Уровень транскрипта для исследуемого гена был нормализован относительно экспрессии мРНК ß-актина и внутреннего стандарта. Белок выделяли из тканей жабер и гепатопаикреаса, определяли его содержание и наносили на гель, предварительно выровняв их концентрации по методу Bradford М. (1976). Электрофорез проводили в блоках полиакриламидного геля в модифицированной системе LaemmH U.K. (1970). Денситомегрический анализ осуществляли с помощью GelDoc 2000™ System с программой Quality one 1-d Analysis ("BIO RAD"). Синтез белка и глютатиона определяли, оценивая включение в клетку радиоктивномеченного L-лейцина ([3Н] Лей) или L-глицина ([3Н] Гли), соответственно (Bonifacino J.S., 1999). Для измерения метаболитов ткани жабер и гепатопаикреаса размалывали в ступке пестиком в присутствии жидкого азота, добавляли 5 объемов ледяной 0,6 М перхлорной кислоты с 150 мМ ЭДТА для максимального выделения АТФ. Осажденные белки удалялись центрифугированием образцов при 20 000 g 10 мин при 4 °С. Экстракты нейтрализовали с 5 М КОН до pH 7,2-7,5, образцы хранились при -80 °С. Концентрацию метаболитов в нейтрализованных экстрактах измеряли стандартным методом (Bergmeyer H.U., 1985). Содержание гликогена определяли после его ферментативного гидролиза до D-глюкозы с помощью глюкозоамилазы (Keppler, D., Decker,

К., 1984) и вычисляли как разницу в уровне D-глюкозы ткани до и после гидролиза. Для вычисления количества энергии, запасенной в виде аденилатов (АЭЗ - аденилатный энергетический заряд), использовали формулу:

АЭЗ =

[АТФ1-ЧАДФИАМФ1 '

где [АТФ], [АДФ] и [АМФ] - концентрации аденилатов (мкМ/г ткани).

Активность гликолитических (гексокиназа ЕС 2.7.1.1 и альдолаза ЕС 4.1.2.13) и митохондриальных (цитратсинтаза ЕС 2.3.3.1 и цитохром С оксидаза ЕС 1.9.3.1) ферментов определяли в гепатопанкреасе устриц стандартным спектрофотометрическим методом. Количество жиров измеряли экстрагированием их хлороформом (Iverson S.J. et al., 2001). Мембранную фракцию клеток изолировали методом Crockett Е. (1999), а митохондриальную - методом Crockett Е., Sidell B.D. (1993). Активность П-гп в изолированных жабрах устриц измеряли, используя модифицированный метод Smital T. et al. (2000), а в митохондриях - на State 4 по разнице поглощения флуоресцентного красителя родамина 123 (Р 123) при 20 °С в присутствии и без П-гп ингибиторов.

2.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.2.1 Распределение кадмия в клетках жабер и гепатопанкреаса устриц в условиях in vivo и in vitro При содержании устриц в воде с кадмия хлоридом кадмий распределялся в жабрах и в гепатопанкреасе неравномерно. В жабрах содержание его было в 3,5 раза выше, чем в гепатопанкреасе (89,67±20,40 и 25,95±6,55 мкг/г, соответственно). В опытах же in vitro с изолированными клетками жабер и гепатопанкреаса, содержание кадмия, наоборот, было выше в клетках гепатопанкреаса. При инкубации клеток с 50 мкг/л кадмия

хлорида содержание этого металла в клетках гепатопанкреаса составило 324,56±10,83 нг/106 клеток; а в клетках жабер - 155,75± 10,83 нг/106 клеток.

22.2. Аэробный и анаэробный метаболизмы виргинских устриц при воздействии кадмия хлорида Экспозиция с кадмия хлоридом не вызывала изменений в скорости дыхания устриц (р>0,05) и относительной длительности активности (р>0,05); парциальное давление кислорода в гемолимфе возрастало (Р<0,01). Изменение скорости дыхания жабер при экспозиции устриц в воде с СёСЬ показано на рис. 1.

2 и

Рисунок 1 - Скорость потребления кислорода тканью жабер виргинских устриц при действии кадмия (п=14)

Примечание: * - различия между контролем и опытом достоверны (р<0,05)

Согласно представленной гистограмме, экспозиция устриц в воде с кадмия хлоридом увеличивает скорость потребления кислорода в изолированной ткани жабер на 46 % (р<0,01).

Общее клеточное и митохондриальное дыхание при нахождении клеток в среде с 10-50 мкмоль/л СёС12 увеличилось на 40 % (р<0,01). В тоже время, митохондриальный выход протонов оставался на прежнем уровне (р>0,05).

Полученные данные свидетельствуют об увеличении потребности в кислороде клеток и тканей устриц при действии кадмия хлорида.

В контрольной группе устриц содержание гликогена в жабрах было выше, чем в гепатопанкреаее (р<0,01). Инкубирование в воде с С<Ю2 не изменяло концентрации гликогена в жабрах и гепатопанкреаее устриц (р>0,05), но увеличивало количество запасенных жиров в жабрах (р<0,01), при неизменности их количества в гепатопанкреаее. Содержание белков, одинаковое в жабрах и гепатопанкреаее контрольной группы устриц (р>0,05), при инкубации в воде с С(Ю12 увеличилось в жабрах (р<0,05) и оставалось неизменным в гепатопанкреаее (р>0,05).

Концентрация Ь-аланина в жабрах и в гепатопанкреаее при экспозиции устриц в воде с Сс1С12 снижалась (р<0,01). Содержание ацетата, одного из конечных продуктов анаэробного метаболизма в митохондриях, у устриц, содержавшихся в воде с кадмия хлоридом, уменьшилось в жабрах (р<0,01) и осталось неизменным в гепатопанкреаее (р>0,05). Концентрация сукцината имела тенденцию к увеличению в жабрах и гепатопанкреаее устриц опытной группы, но это повышение было недостоверным (р>0,05). Уровни АТФ и АДФ в жабрах и гепатопанкреаее устриц контрольной и опытной групп не отличались (р>0,05). Концентрация же АМФ в клетках жабер устриц, содержащихся в воде с кадмия хлоридом, была ниже, чем в контрольной группе (р<0,05), тогда как уровень АМФ в гепатопанкреаее не изменялся. Количество фосфо-Ь-арги н ина жабрах и гепатопанкреаее контрольной группы устриц отличалось (р<0,01). При содержании устриц в воде с кадмия хлоридом концентрация фосфо-Ь-аргинина в клетках жабер и гепатопанкреаса имела тенденцию к возрастанию, но это увеличение было недостоверно (р>0,05); также не изменялась концентрация Ь-аргинина в

клетках жабер и гепатопанкреаса (р>0,05). Кадмий не оказывал влияния и на аденилатный энергетический заряд в клетках этих органов (р>0,05). При содержании в воде с кадмия хлоридом соотношение АДФ/АТФ в клетках жабер и гепатопанкреаса устриц не изменялось (р>0,05), тогда как сумма аденилатов увеличивалась (р<0,05). Кадмий вызывал повышение активности таких ферментов гликолиза, как гексокиназа и альдолаза (р<0,01). При инкубации в воде с кадмия хлоридом возрастала активность и одного из ферментов цикла Кребса - цитратсинтазы (р<0,01). Активность цитохрома с-оксидазы в гепатопанкреасе устриц при содержании в воде с кадмия хлоридом не изменялась (р>0,05). Кадмий влиял на экспрессию мРНК генов, кодирующих ферменты гексокиназу, альдолазу, цитратсинтазу и цитохром С-оксидазу (р>0,05). Полученные данные по увеличению активности ферментов могут свидетельствовать об ориентировании метаболизма устриц опытной группы на гликолиз, в тоже время отсутствие накопления конечных продуктов метаболизма и снижение концентрации АТФ говорит об ингибировании отдельных метаболических путей.

2.2.3 Защитные механизмы клетки при воздействии кадмия

Синтез белков в изолированных клетках гепатопанкреаса был в 2 раза выше, чем в клетках жабер, при минимальной достоверности разницы (р>0,05) из-за большой вариабельности показателей. Инкубация клеток с кадмия хлоридом привела к синтезу белков de novo. Скорость синтеза глютатиона, оцененная по включению [3Н] Гли, имела тенденцию к уменьшению в клетках гепатопанкреаса при инкубации с кадмия хлоридом, и оставалась неизменной в клетках жабер (р>0,05 для обеих тканей).

Содержание устриц в воде с CdCl2 вызывало увеличение уровня экспрессии мРНК металлотионеинов как в жабрах - в 32 раза, так и в гепатопанкреасе - в 5 раз(р<0,01 для обеих тканей). Не выявлено эффекта кадмия на мРНК экспрессию п-гликопротеина (п-гп) в жабрах и гепатопанкреасе (р>0,05).

В контрольной группе устриц уровень металлотионеина I (МТ I), экспрессирующегося конститутивно, в клетках гепатопанкреаса был ниже (0,28 ± 0,08), чем в клетках жабер (1,05 ± 0,42) (р<0,05), тогда как разница в экспрессии общего пула металлотионеинов (МТ I+I1) в клетках жабер и гепатопанкреаса отсутствовала (р>0,05). Экспозиция клеток с кадмия хлоридом привела к достоверному увеличению экспрессии металлотионеинов в клетках гепатопанкреаса, но не жабер. Уровень экспрессии общего пула металлотионеинов (МТ I+II) в изолированных клетках гепатопанкреаса после экспозиции с кадмия хлоридом был в 2,5 раза выше, чем в клетках жабер (р<0,05 и р>0,05, соответственно). Уровень экспрессии мРНК металлотионеинов МТ I увеличился в 3 раза при той же концентрации кадмия хлорида (р<0,05 - для гепатопанкреаса, р>0,05 - для жабер). Выявленные различия в действии кадмия in vivo и in vitro могут свидетельствовать о более низкой скорости транскрипции МТ в клетках жабер в присутствии кадмия, и связи этого процесса с замедленной биосинтетической активностью жабер.

Экспрессия П-гликопротеина на уровне белка при воздействии кадмия хлорида представлена на рис. 2.

С помощью иммуноблоттинга выявлена экспрессия П-гп в мембранной и митохондриальной фракциях жабер и гепатопанкреаса контрольной и

опытной групп устриц. Уровень экспрессии, выраженный в единицах абсорбции, был одинаков в обеих фракциях.

Mai6p.ua Мелбрам. Митохондрии мигскоидрии жабер гмитоганхреага жабер геттохикгреага

| | контроль ЦЩ опыт

Рисунок 2 - Экспрессия П-гп на уровне белка в клетках жабер и гепатопанкреаса при воздействии кадмия хлорида (п=5) Примечание: ** - различия между котролем и опытом достоверны (р<0,01)

В мембранной фракции жабер контрольных устриц уровень экспрессии П-гп был в два раза выше, в сравнении с гепатопанкреасом (р<0,01), тогда как в митохондриальной фракции уровень экспрессии П-гп исследованных тканей не отличался (р>0,05). Содержание устриц в воде с кадмия хлоридом увеличивало экспрессию П-гп в мембранной фракции жабер и гепатопанкреаса (р<0,01), но не влияло на уровень экспрессии в их митохондриальной фракции (р>0,05). Данные о влиянии кадмия на активность П-гп представлены в таблице 1. У устриц, содержавшихся в воде

с кадмия хлоридом, общая скорость переноса флуоресцентного красителя родамина Б (РБ) и активность П-гп в переносе РБ были выше, в сравнении с контрольной группой. В контрольной группе от 27 (при использовании верапамила и ^-2190, в качестве ингибиторов) до 51 % (при использовании циклоспорина А) РБ переносилось из клетки во внешнюю среду в результате активности П-гп. В жабрах устриц, содержащихся в воде с кадмия хлоридом, 71-83 % РБ было перенесено в результате активности П-гп. Скорость переноса РБ, не связанная с активностью П-гп, была одинаковой в контрольной и опытной группах (28-42 пмоль РБ /г ткани/ мин и 22-39 пмсшь РБ /г ткани/ мин, соответственно). В то же время, П-гп - зависимый перенос РБ, был в 3,5-7 раз выше в жабрах устриц, содержавшихся в воде с кадмия хлоридом, в сравнении с контролем (р<0,05 для всех использованных • ингибиторов).

Таблица 1 - Влияние ингибиторов П-гп на его активность (пмоль /г ткани/ мин) в изолированных жабрах и митохондриях при воздействии кадмия (п=7)

Ингибитор П-гп Жабры Митохондрии

контроль опыт контроль опыт

Без ингибитора 57,92±9,16 134,43±34,28* 52,12±9,57 170,88±67,78

Верапамил 15,61±6,06 95,64±33,25* 53,83±12,40 117,01±43,35*

.18-2190 15,82±11,3 112,15±33,81* 50,64±7,84 108,98±25,81*

Циклоспорин А 29,59±7,57 105,39±31,61* - -

Примечание: * - различия между контролем и опытом достоверны (р<0,05)

Скорость поглощения флуоресцентного красителя родамина 123 (Р 123) была выше в изолированных митохондриях устриц, экспонированных с кадмия хлоридом, в сравнении с контролем, но повышение скорости не было

достоверным (р>0,05). Ингибиторы также не оказывали влияния на скорость поглощения Р 123 митохондриями (р>0,05). В то же время, при инкубации с ингибиторами изолированных митохондрий из клеток жабер устриц; содержавшихся в воде с кадмия хлоридом, количество Р 123 уменьшалось (р<0,05 - для верапамила и р<0,05 - для 38-2190), тогда как в митохондриях контрольной группы устриц этот эффект не обнаружен (р>0,05). Таким образом, подученные данные по активности П-гп в митохондриях устриц опытной группы показывают перенос субстрата (в качестве чего выступает кадмия связанный с глютатионом) из митохондрий в цитозоль для зашиты этих органелл от действия кадмия.

Экспрессия белков теплового шока (БТШ) в жабрах и гепатопанкреасе виргинских устриц представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние кадмия на экспрессию БТШ (единицы абсорбции) в

жабрах и гепатопанкреасе устриц (п=5)

БТШ Жабры Гепатопанкреас

контроль опыт контроль опыт

60 8,24±1,62 7,65±0,87 8,49±1,26 10,78±1,69

69 0 8,98±1,77** 0 9,00±1,08**

72-78 16,38±3,07 12,17±2,68 8,54±1,63 14,54±2,04

90 7,15±1,45 11,19±2,54 732±0,64 14,8^2,65**

Примечание: **- различия между контролем и опытом достоверны (р < 0,01)

Уровень митохондриального БТШ 60 в жабрах и гепатопанкреасе устриц контрольной группы не отличался (р>0,05) и кадмий не влиял на экспрессию БТШ 60 в них (р>0,05). Отсутствующая экспрессия БТШ 69 (индуцибельная форма семейства БТШ 70) в жабрах и гепатопанкреасе контрольных устриц, индуцировалась кадмием в обеих исследуемых тканях

(р<0,01). Экспрессия конститутивных форм БТШ 72-28 семейства БТШ 70 была одинаковой в жабрах и гепатопанкреасе контрольных устриц (р>0,05), и не изменялась при содержании устриц в воде с кадмия хлоридом (р>0,05). Экспрессия цитозольного БТШ 90 была одинаковой в обеих тканях контрольной группы устриц (р>0,05) и увеличивалась в гепатопанкреасе устриц, экспонированных с кадмия хлоридом (р<0,01), в то время как уровень экспрессии БТШ 90 в жабрах от контроля не отличался (р>0,05). Наличие экспрессии БТШ 70 доказывает повреждение кадмием цитозольных белков в исследуемых тканях.

Анализ экспрессии БТШ 60,70 и 90 с помощью вестерн блотга показал влияние кадмия in vitro на увеличение экспрессии исследуемых белков. Экспрессия митохопдриального БТШ 60 увеличивалась при инкубации изолированных клеток жабер с кадмия хлоридом (р<0,01) и оставалась неизменной в клетках гепатопанкреаса (р>0,05). Экспрессия общего пула БТШ 70 при действии кадмия достоверно увеличивалась в изолированных клетках жабер (р<0,01) и не изменялась в клетках гепатопанкреаса (р>0,05). Уровень экспрессии цитозольного БТШ 90 при добавлении кадмия хлорида оставался неизменным в изолированных клетках как жабер, так и гепатопанкреаса (эффект Cd: р>0,05 и эффект ткани: р<0,01). Экспрессия БТШ в клетках жабер говорит о повреждении их кадмием.

ВЫВОДЫ

1. Клеточные эффекты кадмия в условиях in vivo и in vitro принципиально отличаются. Повышенное содержание кадмия в изолированных клетках гепатопанкреаса в сравнении с клетками жабер «противоречит» данным, полученным in vivo, когда кадмия было больше в

жабрах. В первом случае распределение кадмия определяется способностью собственно.клеток поглощать и удерживать его, тогда как в экспериментах in vivo этот металл концентрируется в органе, который соприкасается с более высокими его уровнями.

2. Интенсивность дыхательных процессов устриц при экспозиции устриц с 50 мкг/л CdCl2 может меняться разнонаправлено (т.е. либо возрастать, либо падать), тогда как дыхательные процессы в тканях и клетках однозначно активизируются. Скорость потребления кислорода в жабрах увеличивается в 1,5 раза, а клеток - в 1,4 раза. Инкубация клеток с кадмия хлоридом увеличивает как общую (от 1,29±0,15 до 1,75±0,18 мкмоль 02/ мин 106 клеток), так и митохондриальную (от 1,20 ±0,11 до 1,69±0,24 мкмоль 02/ мин 106 клеток) скорость дыхания.

3. Анаэробный и аэробный варианты метаболизма при контакте с кадмия хлоридом устриц активизируются. Возрастает активность гексокиназы, альдолазы и цитратсинтазы, но снижается или не изменяется концентрация конечных продуктов метаболизма (L-апанина - от 10,4 до 5,12 мкмоль/г в жабрах и от 9,6 до 6,2 мкмоль/г в гепатопанкреасе; ацетата - от 1,48 до 0,84 мкмоль/г в жабрах; концентрация сукцината сохраняется на том же уровне в обеих тканях), что свидетельствует об ингибировании отдельных метаболических путей.

4. У устриц опытной группы общее количество аденилатов в жабрах снизилось в результате уменьшения концентрации АТФ (от 3,42±0,16 до 2,39±0,18 мкмоль/г), тогда как в гепатопанкреасе опытной группы, наоборот, увеличилось, за счет увеличения концентрации АТФ (от 2,43±0,12 до 3,85±0,78). Эти данные свидетельствуют о наличии разных механизмов регуляции метаболизма в жабрах и гепатопанкреасе устриц.

5. Эффект кадмия на протеосинтетический ответ жабер и гепатопанкреаса на клеточном и тканевом уровнях имеет особенности. В обоих органах кадмий вызывал увеличение экспрессии металлотионеинов (в жабрах экспрессия возрастала от 0,49 до 16,4, в гепатопанкреасе - от 3,66 до 20,64) и белков теплового шока (БТШ 69 - в 9 раз в обеих тканях), свидетельствующее о повреждении внутриклеточных белков. В изолированных же клетках увеличивалась экспрессии либо металлотионеинов (гепатопанкреас - в 2,5-7,8 раза), либо белков теплового шока (жабры -1,24-1,73 раза).

6. При воздействии кадмия хлорида в условиях in vivo увеличивается активность П-гликопротеина в митохондриях (в 3,27 раз) и мембранах клеток (в 2,32 раза), тогда как увеличение экспрессии этого белка отмечается только на уровне мембран (в 1,38 и 2,38 раз жабер и гепатопанкреаса соответственно).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕЛОЖЕНИЯ

Полученные данные могут служить научно-методической основой для использования молекулярных, биохимических и физиологических биомаркеров (экспрессия металлотионеинов, БТШ, активность П-гп, накопление кадмия, скорость дыхания) с целью определения эффектов воздействия кадмия на животный организм.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ivanina, A.V. Effects of cadmium on cellular protein and glutathione synthesis and expression of stress proteins in eastern oysters, Crassostrea

virginica Gmelin / A.V. Ivanina, A.S. Cherkasov, I.M. Sokolova // Journal of Experimental Biology. - 2008. - v. 211. - P. 577-586.

2. Ivanina, A.V. Effects of cadmium exposure on expression and activity of P-glycoprotein in eastern oysters, Crassostrea virginica Gmelin / A.V. Ivanina, I.M. Sokolova I I Aquatic Toxicology. - 2008. - v. 88. - P. 19-28.

3. Ivanina, A.V. Effects of cadmium exposure and intermittent anoxia on nitric oxide metabolism in eastern oysters Crassostrea virginica / A.V. Ivanina, S. Eilers, l.O. Kurochkin, et al. II Journal of Experimental Biology. - 2010. - v. 213. - P. 433-444.

4. Kurochkin, I.O. Cadmium affects metabolic responses to prolonged anoxia and reoxygenation in eastern oysters (Crassostrea virginica) / I.O. Kurochkin, A.V. Ivanina, S. Eilers, C.A. Downs, LA. May, l.M. Sokolova II American Journal of Physiology Regul. Integr. Сотр. Physiol. - 2009. - v. 297. - № 5. - P. R1262-R1272.

5. Иванина, A.B. Влияния кадмия на энергообеспеченность различных тканей животного организма на модели виргинской устрицы (Crassostrea virginica) / А.В. Иванина, И.М. Соколова, Р.Я. Гильмутдинов И Ветеринарный врач. - 2011. -№ 6.

6. Иванина, А.В. Биологические эффекты кадмия in vivo и in vitro на животную клетку / А.В. Иванина / Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. -Казань, 2012.

Подписано в печать 26.12.11 г. Форм. бум. 60x801/16. Печ. л. 1.25. Тирах 100. Заказ № 2612/2 Отпечатано с готового оригинал - макета б типографии «Вестфалика» (ИЛ Колесов В.Н.) г. Казань, ул. Московская, 22. Тел. 292-98-92

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Иванина, Анна Валерьевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биологическое действие кадмия

1.2 Использование кадмия в медицине

1.3 Устрицы, как модель исследования

2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Материалы исследований.

2.2 Методы исследований

2.3 Результаты собственных исследований

2.3.1 Распределение кадмия в клетках жабер и гепатопанкреаса устриц в условиях in vivo и in vitro.

2.3.2 Аэробный и анаэробный метаболизмы виргинских устриц при воздействии кадмия хлорида

2.3.3 Защитные механизмы клетки при воздействии кадмия.

3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СОБСТВЕННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Физиологические эффекты кадмия на модели виргинских устриц"

Актуальность темы. Кадмий обладает разносторонними биологическими свойствами (Thevenod F., 2009; Hyun S. et al., 2006 и др.). Это достаточно «сложный» элемент; отношение к нему медицинских и ветеринарных специалистов достаточно осторожное, поскольку он хорошо известен своей токсичностью. При этом его относят как к группе «новых» микроэлементов (кадмий, ванадий, кремний, олово, фтор), так и, наряду с РЬ, Sn и Rb, к условно необходимым микроэлементам и в низких концентрациях он способен стимулировать рост (Авцын А.П. и др., 1991; Скальный А.В., 2004). В последние годы возрос интерес отечественных исследователей к кадмию, рассмотрены его физиологические эффекты на сельскохозяйственных животных (Савчук C.B., 2003; Матиосов А.Д., 2004; Артемьева О.А., 2005; КияеваЕ.В., 2010).

Механизмы действия кадмия охватывают большое число критических физиологических, в первую очередь клеточных, функций. Он влияет на многие процессы организма, в том числе метаболические, путем прямого и опосредованного действия на регуляторные механизмы, образуя прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами, содержащими HS-и RS-группы, заменяя металлы в содержащих их ферментах (Виселина Т.Н., Лукьянова О.Н., 2000; Андриянова Е.Е., Куличенко И.С., 2002; Amiard J.C., et al. 2006 и др.). Полагают, что действие кадмия связано не только с его физиологической активностью, но и способностью вытеснять другие жизненно необходимые для организма микроэлементы, такие как цинк, медь, железо (Pinot F et al., 2000; Hodgson A., 2010).

Между тем, действие кадмия на морских гидробионтов, в частности устриц, которые концентрируют его в значительном количестве, изучено мало. Недостаточно сравнительных сведений, раскрывающих механизм эффектов кадмия на организменном, тканевом и клеточном уровнях. В связи с вышеизложенным, изучение особенностей физиологического действия 4 кадмия на разных уровнях организации животного организма имеет большое теоретическое и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение различных физиологических процессов у виргинских устриц {Crassostrea virginica) при воздействии кадмия.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Определить распределение кадмия в значимых тканях виргинских устриц.

2. Оценить дыхательные функции виргинских устриц при воздействии кадмием.

3. Изучить состояние систем защиты первой группы (металлотионеины и П-гликопротеины) и репарации клеточных повреждений у виргинских устриц при воздействии кадмием.

4. Исследовать аэробный и анаэробный метаболизмы виргинских устриц при воздействии кадмием.

Научная новизна работы. Впервые на модели виргинских устриц показаны особенности изменения дыхательных функций различных морфофункциональных структур животного организма при воздействии кадмием.

Впервые оценено влияние кадмия на аэробный и анаэробный метаболизмы, а именно на активность некоторых ключевых ферментов, у виргинских устриц.

Впервые на виргинских устрицах in vitro установлены изменения в синтезе белков при действии кадмия, а также взаимосвязь общего синтеза белка с экспрессией металлсвязывающих (металлотионеины) и репарирующих белки теплового шока) белков. Впервые продемонстрирована возможность использования молекулярных, биохимических и физиологических биомаркеров для изучения эффектов кадмия на животный организм.

Практическая ценность работы. Полученные данные вносят существенный вклад в понимание механизмов влияния кадмия на различные морфо-функциональные структуры организма. Результаты исследований могут найти применение при прогнозировании влияния кадмия на состояние 5 водных экосистем. Показана возможность использования клеток при оценке эффектов действия кадмия.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на международных конференциях "SEB" (Марсель, 2008); "SEB" (Глазго, 2009); "APS Intersociety Meeting: Global Change and Global Science: Comparative Physiology in a Changing World", (Вестминстер, 2010); "Physiomar 10" (Квебек, 2010); Международных научно-практических конференциях "Биотехнология: токсикологическая, радиационная и биологическая безопасность" (Казань, 2010); конференции, посвященной 80-летию факультета биотехнологии и стандартизации Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана (Казань, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Принципиальные различия в механизме распределения кадмия в клетках жабер и гепатопанкреаса в условиях in vitro и in vivo. В первом случае наблюдаемые эффекты более адекватно отражают данный процесс, тогда как в условиях in vivo результаты в большей степени определяются интенсивностью контакта с изучаемым химическим элементом.

2. Особенности тканевых и клеточных эффектов кадмия. Этот элемент ускоряет потребление кислорода тканями и клетками, тогда как на организменном уровне интенсивность дыхания не изменяется.

3. Под влиянием кадмия возрастает активность ферментов анаэробного и аэробного обменов, но не происходит накопления конечных продуктов метаболизма и АТФ.

4. Синтез защитных и репаративных белков разных морфологических структур (гепатопанкреас и жабры) устриц под влиянием кадмия в организме активизируется; на клеточном уровне синтез металллотионеинов доминирует в гепатопанкреасе, белков теплового шока - в жабрах. 6

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, разделов «Материалы и методы», «Результаты собственных исследований», «Обсуждение результатов», а также выводов, практических предложений и списка литературы. Работа содержит 8 таблиц и 18 рисунков. Список литературы включает 271 библиографических источников, в том числе - 185 зарубежных.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Иванина, Анна Валерьевна

выводы

1. Клеточные эффекты кадмия в условиях in vivo и in vitro принципиально отличаются. Повышенное содержание кадмия в изолированных клетках гепатопанкреаса в сравнении с клетками жабер «противоречит» данным, полученным in vivo, когда кадмия было больше в жабрах. В первом случае распределение кадмия определяется способностью собственно клеток поглощать и удерживать его, тогда как в экспериментах in vivo этот металл концентрируется в органе, который соприкасается с более высокими его уровнями.

2. Интенсивность дыхательных процессов устриц при экспозиции устриц с 50 мкг/л CdCl2 может меняться разнонаправлено (т.е. либо возрастать, либо падать), тогда как дыхательные процессы в тканях и клетках однозначно активизируются. Скорость потребления кислорода в жабрах увеличивается в 1,5 раза, а клеток - в 1,4 раза. Инкубация клеток с кадмия хлоридом увеличивает как общую (от 1,29±0,15 до 1,75±0,18 мкмоль Ог1 мин 106 клеток), так и митохондриальную (от 1,20 ±0,11 до 1,69±0,24 мкмоль 02/ мин 106 клеток) скорость дыхания.

3. Анаэробный и аэробный варианты метаболизма при контакте с кадмия хлоридом устриц активизируется. Возрастает активность гексокиназы, альдолазы и цитратсинтазы, но снижается или не изменяется концентрация конечных продуктов метаболизма (L-аланина - от 10,4 до 5,12 мкмоль/г в жабрах и от 9,6 до 6,2 мкмоль/г в гепатопанкреасе; ацетата - от 1,48 до 0,84 мкмоль/г в жабрах; концентрация сукцината сохраняется на том же уровне в обеих тканях), что свидетельствует об ингибировании отдельных метаболических путей.

4. У устриц опытной группы в жабрах сумма аденилатов снизилась в результате уменьшения концентрации АТФ (от 3,42±0,16 до 2,39±0,18 мкмоль/г), тогда как общее количество аденилатов в гепатопанкреасе опытной группы устриц увеличилось, в сравнении с контрольной группой, за счет увеличения концентрации АТФ (от 2,43±0,12 до 3,85±0,78). Эти данные

87 свидетельствуют о разных механизмах регуляции метаболизма в жабрах и гепатопанкреасе устриц.

5. Эффект кадмия на протеосинтетический ответ жабер и гепатопанкреаса на клеточном и тканевом уровнях имеет особенности. В обоих органах кадмий вызывал увеличение экспрессии металлотионеинов (в жабрах экспрессия увеличилась с 0,49 до 16,4, в гепатопанкреасе - с 3,66 до 20,64 и белков теплового шока (БТШ 69 - в 9 раз в обеих тканях), свидетельствующее о повреждении внутриклеточных белков. В изолированных же клетках происходило увеличение либо экспрессии металлотионеинов (гепатопанкреас - в 2,5-7,8 раза), либо белков теплового шока (жабры - 1,24 - 1,73 раза). Последнее свидетельствует об усилении повреждений внутриклеточных белков в жабрах, в отличие от гепатопанкреаса.

6. В условиях in vivo при воздействии кадмия хлорида увеличивается активность П-гликопротеина в митохондриях (в 3,27 раз) и мембранах клеток (в 2,32 раза), тогда как увеличение экспрессии этого белка отмечается только на уровне мембран (в 1,38 и 2,38 раз жабер и гепатопанкреаса соответственно).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕЛОЖЕНИЯ

Полученные данные могут служить научно-методической основой для использования молекулярных, биохимических и физиологических биомаркеров (экспрессия металлотионеинов, БТШ, активность П-гп, накопление кадмия, скорость дыхания) с целью определения эффектов воздействия кадмия на животный организм.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Иванина, Анна Валерьевна, Казань

1. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека / А.П. Авцын, A.A. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова//Медицина. 1991. - 496 с.

2. Агаджанян, H.A. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека / H.A. Агаджанян, A.B. Скальный // М.: Изд-во КМК. -2001.-83 с.

3. Алексеев, Ю.В. Влияние кальция и магния на поступление кадмия и никеля из почвы в растения вики и ячменя / Ю.В. Алексеев, Н.Э. Вялушкина // Агрохимия.- 2002. №2. - С. 27-28.

4. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев // ВО "Агропромиздат" Лен-ое от.- 1987.- 142 с.

5. Алякринская, И.О. Гемоглобин и гемоцианины беспозвоночных / И.О. Алякринская // Биохимические адаптации к условиям среды. М.: Наука. - 1979.- 155 с.

6. Андреев, В.В. Влияние тяжелых металлов, содержащихся в волжской воде, на эпителий жабр и печени / В.В. Андреев, H.H. Федерова // Экологические проблемы охраны живой природы: Тез. докл. -М.- 1990. -С. 81-82.

7. Андрианова, Е.Е. Хроническое поступление кадмия в организм белых крыс и его влияние на содержание цинка / Е.Е. Андрианова, И.С. Куличенко //Пробл. Вет. санитарии и экологии.- 2002.- №3113. С.17-23.

8. Андрианов, В.А. Содержание тяжелых металлов в органах и тканях моллюсков дельты реки Волги / В.А. Андрианов // Регион, конф. "Экологические проблемы Волги". Саратов. -1989.- С. 138-139.

9. Антонов, А.Р. Микроэлементы в жизни человека / А.Р. Антонов, A.B. Ефремов // Новосибирск. 1999. - С. 28-29.

10. Ю.Артемьева О. А. Влияние кадмия и органоминеральных композиций намикрофлору и организм козликов: диссертация . канд. биол. наук:0300.13 п. Дубровицы, Московской обл.- 2005. 124 с.90

11. П.Баранников, В.Д. Экологическая безопасность сельскохозяйственной продукции / В.Д. Баранников, Н.К. Кириллов // М. : Колос. 2006. - 352 с.

12. Бауман, В.К. Всасывание двухвалентных ионов / В.К. Бауман // Руководство по физиологии. Гл. 4. Физиология всасывания. 1977. - Л.: Наука.-С.152-121.

13. Бельчева, H.H. Сезонная изменчивость уровней Fe, Zn, Си, Мп и Cd в гепатопанкреасе приморского гребешка Mizuhopecten yessoensis / H.H. Бельчева, A.B. Силина, Г.Н. Слинько, В.П. Челомин // Биол. моря. 2002. -28.-№6. —С. 442-448.

14. Биргер, Т.И. Метаболизм водных беспозвоночных в токсической среде / Т.Н. Бигер // Киев: Наукова думка . 1979. - 189 с.

15. Бикмурзина, В.Г. Накопление тяжелых металлов в элементах кормовых агробиоценозов / В.Г. Бикмурзина, Ф.С. Галиуллина, И.А. Чернов и др. // Регион, научн. конф. «Окружающая среда и здоровье»- Казань. 1996.- С. 15-16.

16. Бокова, Т.И. Эколого-технологические аспекты поведения тяжелых металлов в системе почва растение- животное - продукт питания человека / Т.И. Бокова // РАСХН. оиб. отд-ние ГНУ СибНИПТИП.-Новосибирск. - 2004. - 206 с.

17. Брень, Н.В. Беспозвоночные как полиметаллического загрязнения донных отложений / Н.В. Брень, В.Г. Домашлинец // Гидробиологический журнал. 1998. Т. 34. - № 5. - С. 80-93.

18. Будников, Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем / Г.К. Будников // Биология.- 1998. Т. 7. - № 5. - С. 23-29.

19. Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности / Е.Б. Бурлакова //Рос. хим. журн. 1999. Т. 43. - № 5. - С. 3-11.

20. Васьковский В.Е. Липиды / В.Е. Васьковский // Сорос, образ, журн. Биология. 1997. - №3. - С. 32-37.

21. Вержбинская, H.A. Функциональная организация ферментной системы гликолиза в мышечной и нервной тканях у головоногих моллюсков и низших рыб / H.A. Вержбинская // Журн. эволюц. биохим. и физиол.-1972.-8 .-№3.- С. 260-268.

22. Виселина, Т.Н. Изменение активности ферментов углеводного обмена у моллюсков под действием кадмия / Т.Н. Виселина, О.Н. Лукьянова // Биол. моря. 2000. 26 . - № 4. - С. 278-280.

23. Волошин, Е.И. Аккумуляция кадмия и свинца в почвах и растениях / Е.И. Волошин // Агрохимический вестник. 2000. - №3. - С. 23-26.

24. Гармаш, Г.А. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях вокруг металлургических предприятий: автореф. дис. канд. биол. наук.-Новосибирск. 1985.- 16 с.

25. Горкин, И.Н. Накопление кадмия и выживаемость гидробионтов под его действием в морской модельной экосистеме / И.Н. Горкин, С.А. Петухов // Биология моря. 1980. - № 6. - С. 56 - 61.

26. Горомосова, С.А. Основные черты биохимии энергетического обмена мидий / С.А. Горомосова, А.З. Шапиро // М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 120 с.

27. Грушко, М.П. Кумуляция тяжелых металлов тканями и органами речной форели / М.П. Грушко, H.H. Федорова, В.Ф. Зайцев, Т.С. Ершова, В.В. Кудинов // Актуальные проблемы морфологии. 2003.- с.55.

28. Гудимов A.B. Двустворчатые моллюски как эффективные биофильтры и мониторы качества вод / A.B. Гудимов // Экологические проблемы Севера Европейской территории России: Тез. докл. всероссийского совещания. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН. 1996. - С. 52.

29. Дресвянников, А.Ф. Извлечение кадмия из обработанного электролита гальванического производства / А.Ф. Дресвянников, B.C. Цивунин, Р.В. Лысак // Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан. -2 респуб. научн. конф. Казань. 1997.- 134 с.

30. Донник, И.М. Адаптация животных к экологическим факторам окружающейс среды / И.П. Донник, И.А. Шкуратова // Актуальные вопросы ветеринарной медицины. Новосибирск.- 2005. - С. 4-6.

31. Донник, И.М. Динамика накопления тяжелых металлов у крупного рогатого скота / И.М. Донник, И.А. Шкуратов // Ветеринария. 2004. -№4.-С. 37-41.

32. Дубейковская, Л.С. Гигиеническая оценка производства, получение стеклокристаллического цемента / Л.С. Дубейковская, Н.М. Федосеева,

33. Ильин, Б.В. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях / Б.В. Ильин, А.И. Сысо // Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.

34. Камнева, М. Динамика поглощения кадмия и ртути различными органами моллюска Anodonta cygnea / М. Камнева // Биология: РЖ/ВИНИТИ. 1985. ЗУ418.

35. Кияева, Е.В. Изучение влияния этанола и кадмия на элементный гомеостаз и функциональное состояние организма в эксперименте: автореферат дис. канд. мед. наук: 03.03.01 -М.- 2010. 20 с.

36. Колупаев Б.И. Функционирование системы обеспечения газообмена у гидробионтов при действии абиотических факторов водной среды / Б.И. Колупаев // Автореф. дис. . докт. биол. наук. 1991. - Киев. - 38 с.

37. Коновалов Ю.Д. Связывание кадмия и ртути белками и низкомолекулярными тиоловьши соединениями рыб / Ю.Д. Коновалов // Гидробиол. журн. Экологическая физиология и биохимия водныхживотных.- 1992. Т. 39.- № 1.- С. 42-51.94

38. Коротков, С. А. Действие гидрофобного органического комплекса кадмия на ионную проницаемость митохондриальной мембраны и дыхание митохондрий печени крыс / С.А. Коротков, В.В. Глазунов // Биохимические мембраны. 1996. - №2. - С. 178-183.

39. Косовер Н. Глутатион-дисульфидная система / Н. Косовер, Э. Косовер // Свободные радикалы в биологии, М.: Мир, 1979. Т.2.- С.65-95.

40. Курамшина Н.Г. Гемолимфа моллюсков, тест-гидробионтов в экологической токсикологии и биомониторинге / Н.Г. Курамшина // УНЦ РАН. Уфа, 1994. - 165 с.

41. Ларский Э.Г. Методы определения и метаболизм металло-белковых комплексов / Э.Г. Ларский // Итоги науки и техники, ВИНИТИ, Биологическая химия. 1990. - Т. 42. - 198 с.

42. Леус Ю.В. Активность антиоксидантной системы карпа при действии ионов тяжелых металлов / Ю.В. Леус, В.В. Грубинко // Гидробиол. журн. 1998.-Т. 34.- № 2.-С.59-63.

43. Ликулова И.В. Специфическое действие кадмия при перроральном поступлении в организм с водой / И.В. Ликулова, Е.А. Белова // Гигиена и санитария. 1987. - №6. - с. 70-74.

44. Лисунова, Л.И. Влияние различных доз кадмия на его аккумуляцию в органах и тканях цыплят-бройлеров / Л.И. Лисунова, B.C. Токарев, A.B. Лисунова // Доклады Российской академии с/х наук. 2005. - №3. - С. 55-57.

45. Лукьянова О.Н. АТФ-азы как неспецифические молекулярные биомаркеры состояния гидробионтов при антропогенном загрязнении / О.Н. Лукьянова // Тезисы докл. II междунар. науч. конф. "Биотехнология охране окружающей среды". - 2004. -М., МГУ.- С. 124.

46. Макрушин, A.B. Состояние печени моллюсков как индикатор антропогенного воздействия на водоем / A.B. Макрушин // Взаимодействие человека и природы на границе Европы и Азии: Тез.докл. конф. Самара, 18-20 дек. 1996. Самара. - 1996. - С. 85-86.95

47. Матиосов, А. Д. Влияние свинца и кадмия на биохимические показатели и продуктивность кур-несушек: Дис. . канд. биол. наук: 06.02.01, 03.00.16 Томск.-2004

48. Морковкин, Г.Г. Особенности накопления тяжелых металлов в почве и овощах / Г.Г. Морковкин, Е.В. Панова // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. - №6. - С. 80-83.

49. Мурадова, Г.Р. Влияние ионов кадмия и свинца на некоторые показатели липидного обмена и систему антиоксидантной защиты карпа (Cyprinus carpió L.) дисс. канд. биол. наук. Махачкала, 2007. 125 с.

50. Мушина, Е.В. Изучение совместного биологического действия свинца и кадмия в эксперименте на животных / Е.В. Мушина // Гигиена и санитария. 1989. - № 9. -С. 89-90.

51. Неваленный, А.Н. Влияние ионов кадмия в среде на уровень активности ферментов, обеспечивающих процессы мембранного пищеварения у карпа / А.Н. Неваленный, Д.А. Бедняков // Экология. 2004. - № 2. - С. 152-155.

52. Остроумов, С.А., Микус A.A. Изучение взаимодействия кадмия с водными моллюсками в связи с экологическим мониторингом / С.А. Остроумов, A.A. Микус // Вода: технология и экология.- 2007. № 3. -С. 68-77.

53. Перелыгин, В.М. Гигиенические аспекты сельскохозяйственного использования сточных вод на современном этапе // Гигиена и санитария. 1984. - № 8. - С. 12-15.

54. Плясунов, А.К. Динамические наблюдения за состоянием здоровья рабочих цеха окраски автомобилей / А.К. Плясунов, Б.А. Зенин // Сб. науч. тр. Московской НИИ гигиены. М. 1979. - № 13. - С. 136 - 139.

55. Попов, П.А. Накопление и распределение тяжелых и переходных металлов в рыбах Новосибирского водохранилища / П.А. Попов, Н.В.

56. Андросова, Г.Н. Аношин // Вопр. ихтиологии. 2002. - Т. 42. -№ 2.- С. 264-270.

57. Рощина, Г.Д. Факторы, влияющие на накопление растениями тяжелых металлов / Г.Д. Рощина // Рязанский эколог. Вестник. 1995. - № 3. - 56 с.

58. Савчук C.B. Некоторые физиолого-биохимические показатели в рубце и крови валухов при разных дозах кадмия в рационе: диссертация . канд. биол. наук: 03.00.13 М. 2003. - 134 с.

59. Северин, С.Е. Металлоэнзимы / С.Е. Северин, П.П. Филлипов, Г.А. Кочетков // Успехи современной биологии. 1970. Т. 69. - Вып. 2. - С. 214.

60. Скальный, A.B. Химические элементы в физиологии и экологии человека / A.B. Скальный // М.: Оникс 21 век. 2004. - 216 с.

61. Трахтенберг, И.М. Тяжелые металлы и клеточные метаболизмы / И.М. Трахтенберг, JI.A. Иванова // Медицина труда и промышленная экология. 1999. -№11. - С. 28-32.

62. Торчинский, Ю.М. Сульфгидрильные и дисульфидные группы белков / Ю.М. Торчинский //М.'Наука. -1971.-115 с.

63. Туманов A.A., Постнов И.Е. Водные беспозвоночные как аналитические индикаторы / A.A. Туманов, И.Е. Постнов // Гидробиол. Журнал.- 1983. Т. 19.- № 15-С. 3-16.

64. Тугарев, A.A. Влияние кадмия на морфофункциональные характеристики эритроцитов: диссертация . канд. биол. наук : 03.00.13 М., 2003. 132 с.

65. Шустов, С.Б. Химические основы экологии / С.Б. Шустов, JI.B, Шустова. М.: Просвещение, 1994. 239 с.

66. Achard, M. Induction of a multixenobiotic resistance protein (MXR) inthe Asiatic clam Corbicula fluminea after heavy metals exposure / M. Achard, M. Baudrimont, A. Boudou, J.P. Bourdineaud // Aquatic Toxicology.- 2004.-v. 67.- P.347-357.

67. Ambudcar, S. V. Biochemical,cellular, and pharmacological aspects of the multidrug transporter 1 / S.V. Ambudcar, S. Dey, C.A. Hrycyna, M. Ramachandra, I. Pastan, M.M. Gottesman // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.-1999.- v. 39.- P. 361-398.

68. Amiard, J. C. Metallothioneins in aquatic invertebrates: Their role in metal detoxification and their use as biomarkers / J.C. Amiard, С Amiard-Triquet, S. Barka, J.Pellerin, P. S. Rainbow // Aquatic Toxicology.- 2006,-v. 76.- P. 160202.

69. Andrews, G.K. Regulation of metallothionein gene expression by oxidative stress and metal ions / G.K. Andrews // Biochem. Pharmacol.- 2000.- v. 59,-P. 95-104.

70. Apeti, D.A. A model bioaccumulation of metals in Crassostrea virginica from Apalachicola Bay, Florida / D.A. Apeti, E. Jonson, L. Robinson // Am. J. Environ. Sci.- 2005.- v. l.-P. 239-248.

71. Araujo, G.M. Comparison of the inhibitory effects of mercury and cadmium on the creatine kinase from Electrophorus elevtricus (L.)* / G.M. Araujo, C.B. Silva, A. Hasson-Voloch // Int. J. Biochem. Cell. Biol. 1996.- v.28. - P. 491-497.

72. Atkinsons, D.E. The energy charge of the adenylate pool as a regulatory parameter: Interaction with feedback modifiers / D.E. Atkinsons // Biochemistry. 1968. - v.7. -P. 4030-4034.

73. Baghidiguian, S. Metabolic modifications brought by the synergic action of cadmium and experimental starvation of clams Ruditapes decussatus / S.Baghidiguian, A. Riva // Marine Environmental Research.- 1985,- v. 17.- P. 289.

74. Bard, S. M. Multixenobiotic resistance as a cellular defense mechanism in aquatic organisms / S. M Bard // Aquatic Toxicology.- 2000.- v. 48.- P. 357389.

75. Basu, A. A hypothesis regarding the protective role of metallothioneins against the toxicity of DNA interactive anticancer drugs / A. Basu, J.S. Lazo // Toxicol. Lett.- 1990.- v. 50.- P. 123-135.

76. Bauman, J.W. Production of metallothionein and heat-shock proteins in response to metals / J.W. Bauman, J. Liu, C.D. Lkaassen // Fundam. Appl. Toxicol.- 1993.- v. 21.- P. 15-22.

77. Bensaude, O. Heat-shock induced protein modifications and modulation of enzyme activities / O. Bensaude, S. Bellier, M.F.Dubois, F. Giannoni, V.T

78. Nguen // In Stress-Inducible Cellular Responses (ed. U. Feige, R.I.101

79. Morimoto, I. Yahara and B.S. Polla) Basel: Birkhauser Verlag. 1996.- P. 199-219.

80. Bergmayer, H.U. Methods of enzymatic analysis. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim .- 1985.- v. VI. Metabolites 1: Carbohydrates, v. VIII. Metabolites 3: Lipids, Amino Acids and Related Compounds.

81. Bishop, P, T. Processes contributing to metabolic depression in hepatopancreas cells from the snail Helix aspersa / T. Bishop, M. D Brand // J. Exp. Biol.- 2000.- v. 203.- P. 3603-3612.

82. Blais, A. Cadmium uptake and transepithelial transport in control and long-term eposure Caco-2 cells: the role of metallothionein / A. Blais, S. Lecoeur, G. Milhaud, D.Tome, M. Kolf-Clauw // Toxicol. Appl. Pharmacol.- 1999.- v. 160.- P. 76-85.

83. Bonifacino, J.S. Metabolic labeling with amino acids / J.S. Bonifacino // Curr. Protoc. Protein. Sci.- 1999.- v. 3.7.- P.3.7.1-3.7.10.

84. Borst, P. A family of drug transporters: the multidrug resistance-associated proteins / P.A. Borst, R. Evers, M. Kool, J. Winjnholds // J. Natl. Cancer Inst. -2000,- v. 92.- P.l 295-1302.

85. Boutet, I. Immunochemical quantification of metallothioneins in marine mollusks: characterization of a metal exposure bioindicator / I. Boutet, A. Tanguy, M. Auffret, R. Riso, D. Moraga // Environ. Toxicol. Chem.- 2002.-v. 21.- P. 1009-1014.

86. Bradford, M. M. Rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protein utilizing principle of protein dye / M. M. Bradford // Anal Biochem. 1976. - v. 72.- P. 248-254.

87. Brown, B.E. The effect of copper and zinc on the metabolism of the mussel Mythilus edulis / B.E. Brown, R.C. Newell // Marine Biology.- 1972. v. 16.-P. 108-111.

88. Bubacco, L. The binding of Cd (II) to the hemocyanin of the Mediterranean crab Carcinus maenas / L. Bubacco, G.P. Rocco, B. Salvato, M. Beltamini // Archives of Biochemistry and Biophysics. 1993.- v. 302.- P.78-84.

89. Callaghan, A. Evidence for an interaction between P-glycoprotein and cadmium toxicity in cadmium-resistant and -susceptible strains of Drosophila melanogaster / A. Callaghan, N. Denny // Ecotoxicol. Environ. Saf.- 2002.- v. 52.- P. 211-213.

90. Calow, P. How do physiological responses to stress translate into ecological and evolutionary processes? / P. Calow, V.E. Forbes // Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology.-1998.- v. 120. - P.ll-16.

91. Cannino, G. Cadmium and mitochondria / G.Cannino, E. Ferruggia,

92. C.Luparello, A.M. Rinaldi // Mitochondrion. 2009.- v. 6.- P. 377-384.

93. D.E. Fonovich, T. M. Schroeder // Ecotoxicological and environmental safety. -2004.- v. 57.- P. 311-318.

94. Carginale, V. Identification of cadmium-sensitive genes in the Antarctic fish Chionodraco hamatus by messenger RNA differential display / V. Carginale, C. Capasso, R. Scudiero, E. Parisi // Gene.- 2002.- v. 299. P. 117-124.

95. Chance, B. Respiratory enzymes in oxidative phosphorilation. I. Kinetics of oxygen utilization / B. Chance, G.R. Williams // J. Biol. Che.- 1955,- v. 217.-P. 383-393.

96. Cheung, S. G. Physiological responses of the subtidal prosobranch, Babylonia lutosa (Gastropoda: Buccinidae), to copper / S. G. Cheung, L. S. Wong // Science of the Total Environment- 1998.- v. 214. P.185-191.

97. Chowdhury, M.J. Tissue-specific cadmium and metallothionein levels in rainbow trout chronically acclimated to waterborne or dietary cadmium / M.J. Chowdhury, B. Baldisserotto, C.M. Wood // Arch. Environ. Contam. Toxicol.- 2005.- v.48.- P. 381-390.

98. Clearwater, S. J. Bioavailability and toxicity of dietborne copper and zinc to fish / S. J. Clearwater, A. M. Farag, J. S. Meyera // Comparative Biochemistry and Physiology Part C.- 2002.- v. 132. P. 269-313.

99. Cloutier, M. The control systems structure of energy metabolism / M. Cloutier, P. Wellstead // Journal of the Royal Society Interface.- 2010.- v. 7.-P.651-665.

100. Congdon, J. D. Energy bungets and life histories of reptiles / J. D. Congdon, A. E. Dunham, D. W. Tinkle // New York, Academic Press.- 1982.- P. 233271.

101. Cooley, S.R. Anticipating ocean acidification's economic consequences for commercial fisheries / S.R. Cooley, S.C. Doney // Environmental Research Letters. 2009.- v. 4.- № 2.- P. 1-8.

102. Coyle, P. Metallothionein: The multipurpose protein / P. Coyle, J. C. Philcox, L. C. Carey, A. M. Rofe // Cellular and Molecular Life Sciences.-2002.- v. 59.-P. 627-647.

103. Crockett, E. Lipid restructuring does not contribute to elevated activities of Na+/K-ATPase in basolateral membranes from the gill of seawater acclimated eel (Anguilla rostrata) / E.Crockett // J. Exp. Biol.- 1999.- v. 202.- P. 23852392.

104. Crockett, E. Substrate selectivities differ for hepatic mitohondrial and peroxisomal (3-oxidation in an Antarctic fish, Notothenia gibberifrons / E. Crockett, B.D. Sidell // Biochem. J.- 1993.- v. 289.- P. 427-433.

105. Crompton, T.J. Thermal tolerance ranges and climate variability: a comparison between bivalves from different climated / T.J. Crompton, M.J.A. Rijkenberg, J. Drent, T. Piersma // J. Exp. Mar. Biol. Ecol.- 1997.- v. 352.-P. 200-211.

106. Dean, M. The Human ATP-binding cassette (ABC) transporter superfamily / M. Dean, A. Rzhetsky , R. Allikmets // Genome Research.- 2001.- v. 11.- P. 1156-1166.

107. Dejours, P. Principles of comparative respiratory physiology // P. Dejours // New York. Elsevier. North Holland Press.- 1975.- 253 p.

108. Depledge, M. H. Disruption of circulatory and respiratory activity in shore crabs {Carcinus maenas (L.)) exposed to heavy metal pollution / M. H. Depledge // Comparative Biochemistry and Physiology. 1984.- v. 78. - P. 445-459.

109. De Mora, S. Distribution of heavy metals in marine bivalves, fish and coastal sediments in the Gulf and Gulf of Oman / S. De Mora, S.W. Fowler, E. Wyse, S. Azemard // Mar. Pollut. Bull.- 2004.- v. 49.- P. 410-424.

110. Endo, T. Effects of P-glycoprotein inhibitors on cadmium accumulation in cultured renal epithelial cells, LLC-PK1, and OK / T. Endo, O. Kimura, M. Sakata // Toxicology and Applied Pharmacology. 2002.- v. 185.- P. 166-171.

111. Feder, M. E. Heat shock proteins, molecular chaperones, and the stress response: Evolutionary and ecological physiology / M.E. Feder, G.E. Hofmann // Annu. Rev. Physiol. - 1999.- v. 61. - P. 243-282.

112. Folch, J. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissue / J. Folch, M. Lees, G.H.S. Stanley // Journal of Biological Chemistry.- 1957.- v. 226.- P.497-509.

113. Franzellitti, S. Differential HSP 70 gene expression in the Mediterranean mussel exposed to various stressors / S. Franzellitti, E. Fabbri // Biochemical and Biophysical Research Communications.- 2005.- v. 336.- P. 1157-1163.

114. Franzellitti, S. Cytoprotective responses in the Mediterranean musel exposed to Hg and CH3Hg / S. Franzellitti, E. Fabbri // Biochem. Biophys. Res. Commun.- 2006.- v. 351.- № 3.- P. 719-725.

115. Freeman, B. C. Molecular chaperone machines: chaperone activities of the cyclophilin Cyp-40 and the steroid aporeceptor-associated protein p23 / B.C. Freeman, D. O. Toft, R. I. Morimoto // Science. 1996.- v. 274.- P. 17181720.

116. Gregory, M.A. The effects of mercury exposure on the surface morphology of gill filaments in Perna perna / M.A. Gregory, R.C. George, D.J. Marshall, A. Anandraj, T. P. McClurg // Marine Pollution Bulletin.- 1999.- v. 39. P. 116-121.

117. Grienshaber, M. K. Physiological and metabolic responses to hypoxia in invertebrates / M.K.Grienshaber, I. Hardewig, U. Kreutzer, H.O. Portner // Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol. 1994.- v. 125.- P. 43-147

118. Golovine K. Cadmium down-regulates expression of XIAP at the post-transcriptional level in prostate cancer cells through an NF-KB-independent, proteasome-mediated mechanism / K. Golovine, P. makhov, R.G. Uzzo, A.

119. Kutikov, D. J. Kaplan, E. Fox, V.M. Kolenko // Molecular Cancer. 2010. -vol. 9.-P. 2-10.

120. Gong, Y. Separate role for the Golgi apparatus and lysosomes in the sequestration of drugs in the multidrug-resistant human leukemic cell line HL-60 / Y. Gong, M. Duvvuri, J.P. Krise // J. Biol. Chem. 2003. - v. 278. - P. 50234-50239.

121. Gupta, S. C. Heat shock proteins in toxicology: How close and how far? / S.C. Gupta, A. Sharma, M. Mishra, R. K. Mishra, D. K. Chowdhuri // Life Sciences. 2010.- v. 86. - P.377-384.

122. Hand, S. C. Downregulation of cellular metabolism during environmental stress: Mechanisms and implications / S.C. Hand, I. Hardewig // Annual Review of Physiology.- 1996.- v. 58. P. 539-563.

123. Hartl, F. U. Molecular chaperones in cellular protein folding / F. U. Hartl // Nature. 1996,- v. 381. - P.571-580.

124. Hebel, D. K. Responses of crustaceans to contaminant exposure: a Holistic approach / D.K. Hebel, M.B. Jones, M.H. DePledge // Estuarine, Coastal and Shelf Science.- 1997.- v. 44. P. 177-184.

125. Hennessy, M. A primer on the mechanics of P-glycoprotein the multidrug transporter // M. Hennessy, J.P. Spiers // Pharmacological Research.- 2007,-v. 55.- P.l-15.

126. Hodgson, E. A textbook of modern toxicology // E. Hodgson // Hoboken, New Jersey, John Wiley&Sons, Inc.- 2010. 648p. .

127. Hyun, S. The effect of metal distribution and anthropogenic effluents on the benthic environment of Gwangyang Bay, Korea / S. Hyun, T. Lee, C.H. Lee, Y.H. Park // Mar Pollut Bull. 2006.- v. 52.- P. 113-120.

128. Huynh-Delerme, C. Increased functional expression of P-glycoprotein in Caco-2 TC7 cells exposed long-term to cadmium / C. Huynh-Delerme, H. Huet, L. Noel, A. Frigieri, M. Kofl-Clauw // Toxicology in Vitro.- 2005.- v. 19. P.439-447.

129. Iverson, S.J. Comparison of the Bligh and Dyer and Folch methods for total lipid determination in a broad range of marine tissue / S.J. Iverson, S.L. Lang, M.H.Cooper// Lipids.-2001.-v. 36.-P. 1283-1287.

130. Jakob, U. Structural organisation of procariotic and eucariotic Hsp 90. Influence of divalent cations on structure and function / U. Jakob, I. Meyer, H. Bugl, S. Andre, J.C. Bardwell, J. Buchner // J. Biol. Chem.- 1995.- v. 270.-P. 14412-14419.

131. Jarup, L. Current status of cadmium as an environmental health problem / L. Jarup, A. Akesson // Toxicology and Applied Pharmacology.- 2009.- v. 238.-P. 201-208.

132. Joseph, P. Mechanisms of cadmium carcinogenesis / P. Joseph // Toxicology and Applied Pharmacology.- 2009.- v. 238.- P. 272-279.

133. Keppler, C.J. Expression of P-glycoprotein in southeastern oysters, Crassostrea virginica / C.J. Keppler, A.H. Ringwood // Mar. Environ. Res.-2001.- v. 52.- P.81-96.

134. Keppler, D. Glycogen. In: H.U.Bergmeyer (ed.) Methods of Enzymatic Analysis / D. Keppler, K. Decker // Verlag Chemie, Weinheim etc.- 1984.-P. 11-18.

135. Kimura, O. Effect of P-glycoprotein inhibitors on transepithelial transport of cadmium in cultured renal epithelial cells, LLC-PK1 and LLC-GA5-COL 150 / O. Kimura, T. Endo, Y. Hotta, M. Sakata // Toxicology.- 2005.- v. 208. P. 123-132.

136. Kooijman, S. 2000. Dynamic energy and mass budgets in biological systems / S. Kooijman // Cambridge, Cambridge university press. 2000.- 444p.

137. Kwok, K. W. H. Toxicity of antifouling biocides to the intertidal harpacticoid copepod Tigriopus japonicus (Crustacea, Copepoda): Effects of temperature and salinity / K.W.H. Kwok, K.M.Y. Leung // Marine Pollution Bulletin.- 2005.- v. 51.- P. 830-837.

138. Kultz, D. Evolution of the cellular stress proteome: from monophyletic origin to ubiquitous function / D. Kultz // J. Exp. Biol.- 2003.- v. 206.- P. 3119-3124.

139. Laemmili, U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 / U.K. Laemmili // Nature.- 1970.- v. 221.- P. 680685.

140. Lannig, G. Temperature-dependent effects of cadmium on mitochondrialand whole-organism bioenergetics of oysters (Crassostrea virginica) / G.1101.nnig, A.S. Cherkasov, I.M. Sokolova // Marine Environmental Research.-2006a-v. 62.-P. S79-S82.

141. Lannig, G. Temperature-dependent stress response in oysters, Crassostrea virginica'. pollution reduces temperature tolerance in oysters / G. Lannig, J.F. Flores, I.M. Sokolova // Aquatic Toxicology.- 2006b.- v. 79.- P. 278-287.

142. Lau, S. Accumulation of heavy metals in freshwater molluscks / S. Lau, M. Mohammed, A. Tan Chi Yen, S. Su'ut // Sci. Total. Environ.- 1998.- v. 214.-P. 113-121.

143. Lawson, S. L. Effect of copper on the ultrastructure of the gill epithelium of Carcinus maenas (Decapoda: Brachyura) / S.L. Lawson, M.B. Jones, R.M. Moate // Marine Pollution Bulletin.- 1995.- v. 31.- P. 63-72.

144. Leung, K. M. Y. Temperature-dependent physiological responses of the dogwhelk Nucella lapillus to cadmium exposure / K.M.Y. Leung, A.C. Taylor, R.W. Furness // Journal of Marine Biological Association of U.K.-2000.- v. 80.- P. 647-660.

145. Li, M. Cadmium directly induced the opening of membrane permeability pore of mitochondria which possibly involved in cadmium-triggered apoptosis

146. M. Li, T. Xia, C.S. Jiang, L.J. Li, J.L. Fu, Z.C. Zhou // Toxicology.-2003.-v. 194.-P. 19-33.

147. Linquist, S. The Heat-Shock Response / S. Linquist // Annual Rev. Biochem.- 1986.-v. 55.- P.l 151-1191.

148. Litman, T. From MDR to MXR: new understanding of multidrug resistance system, their properties and clinical significance / T. Litman, T.E. Druley, W.D. Stein, S.E. Bates // CMLS Cellular and Molecular Life Sciences.-2001.- v. 58,- P. 931-959.

149. Manyin, T. Bioenergetic effect of aqueous copper and cadmium on the grass shrimp, Palaemonetes pugio II T. Manyin, C.L. Rowe // Comparative Biochemistry and Physiology, C. 2009.- v. 150. - P. 65-71.

150. Maraldi, N.M. P-glycoprotein subcellular localization and cell morphotype in MDR1 gene-transfected human osteosarcoma cells / N.M. Maraldi, N. Zini, S. Santi, S., K. Scotlandi //Biol. Cell. 1999.- v. 91.- P. 17-28.

151. Marigomez, I. Cellular and subcellular distribution of metals in molluscs /1. Marigomez, M. Soto, M.P. Cajaraville, E. Aagulo, L. Giamberini // Microsc. Res. Tech.- 2002.- v. 56.- P. 358-392.

152. Minier, C. P-glycoprotein expression in Crassostrea gigas and Mythilus edulis in polluted seawater / C. Minier, V. Borghi, F. Galgani // Comp. Biochem. Physiol.- 1993.- v. 106B.- P.1029-1036.

153. Morris, S. Utilization of glycogen, ATP and arginine phosphoate in exercise and recovery in terrestrial red crabs, Gecarcoidea natalis / S. Morris, A.M. Adamczewska// Comp. Biochem. Physiol.- 2002,- v. 133A.- P. 391-403.

154. Piano, A. Expression of cytoptotective proteins, heat shock protein 70 and metallothioneins, in tissues of Ostrea edulis exposed to heat and heavy metals / A. Piano, P. Valbonesi, E. Fabbri // Cell Stress Chaperones. 2004.- v. 9.- P. 134-142.

155. Pinot, F. Cadmium in the environment: sources, mechanisms of biotoxicity, and biomarkers / F. Pinot, S.E. Kreps, M. Bachelet, P. Hainaut, M. Bakonyi, B.S. Polla // Rev. Environ. Health.- 2000.- v. 15.- P. 299-323.

156. Phaffl, M.W. A new mathematical model for relative quantification in the real-time RT-PCR / M.W. Phaffl // Nucleic Acids Ree.- 2001.- v. 29.- P.e45.

157. Portner, H.O. Climate change and temperature dependent biography: oxygen limitation of thermal tolerance in animals // H.O. Portner // Naturwissenschaften.- 2001.- v. 88.- P. 137-146.

158. Prosser, C.L. Comparative Anymal Physiology, Vol. I, Environmental Physiology / C.L. Prosser // Philadelphia, London, Toronto: W.B. Saunders Company.- 1973.- 592 p.

159. Rainbow, P. S. Trace metal bioaccumulation: Models, metabolic availability and toxicity / P.S. Rainbow // Environment International.- 2007.- v.33.- P. 576-582.

160. Rajagopal, A. Subcellular localization and activity of multidrug resistance proteins / A. Rajagopal, S.M. Simon // Mol. Biol. Cel. 2003.- v. 14.- P. 3389-3399.

161. Rajapakse, N. Isolation and characterization of intact mitochondria from neonatal rat brain / N. Rajapakse, K. Shimizu, M. Payne, D.Busija // Brain Res. Protoc.- 2001.- v. 8,- P. 176-183.

162. Ramirez, P. Effects of chromium and cadmium upon respiration and survival of Callinectes similis / P. Ramirez, G. Barrera, C. Rosas // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology.- 1989.- v. 43.- P. 850-857.

163. Rao, D. G. V. P. Zebra mussels: Enhancement of copper toxicity by high temperature and its relationship with respiration and metabolism / D.G.V.P.

164. Rao, M.A.Q. Khan // Water Environment Research.- 2000.- v. 72.-P. 175-178.114

165. Reddy, P. S. Changes in oxidative metabolism in selected tissues of the crab (Scylla serrata) in response to cadmium toxicity / P.S. Reddy, A. Bhagyalakshmi // Ecotoxicological and environmental safety.- 1994.- v. 29.-P. 255-264.

166. Ringwood, A. H. The effects of glutathione depletion on reproductive success in oysters, Crassostrea virginica / A.H. Ringwood, D.E. Conners // Marine Enviromental Research.-2000.- v. 50.- P.207- 211.

167. Ringwood, A. H. Cellular responses to oysters, Crassostrea virginica, to metal-contaminated sediments / A.H. Ringwood, D.E. Conners, C.J. Keppler // Marie Environmental Research.-1999a.- v.48.- P. 427-437.

168. Ringwood, A. H. Biomarker studies with juvenille oysters (Crassostrea virginica) diployed in-situ / A.H. Ringwood, D.E. Conners, C.J. Keppler, A.A. Dinovo // Biomarkers.-1999b.- v. 4.- P. 400-414.

169. Ringwood, A. H. The effects of glutathione depletion on reproductive success in oysters, Crassostrea virginica / A.H. Ringwood, D.E. Conners // Marine Enviromental Research.- 2000.- v. 50.- P.207- 211.

170. Ritossa, F. A new puffing pattern induced by heat shock and DNP in Drosophila / F. Ritossa // Experientia.-1962.- v.18.- P. 571-573.

171. Rittschof, D. Molluscs as multidisciplinary models in environment toxicology / D. Rittschof, P. McClellan-Green // Marine Pollution Bulletin.-2005.- v. 50.-P. 369-373.

172. Roesijadi, G. Uptake and incorporation of mercury into mercury-binding proteins of gills of Mytilus edulis as a function of time / G. Roesijadi // Mar. Biol. 1982.- v. 66.- P.151-157.

173. Roesijadi, G. Environmental factors: Response to metals / G. Roesijadi // In: The eastern oyster Crassostrea virginica. Kennedy V.S., Newell R.I.E., Eble A.F. (eds) A Maryland Sea Grant Book, College Park Maryland.- 1996.- P. 515-537.

174. Roesijadi, G. A kinetic analysis of Cd-binding to metallotionein and other intracellular ligands in oyster gill / G. Roesijadi, P. Klerks // J. Exp. Zool.-1989.- v. 251.-P.1-12.

175. Roesijadi, G. Cadmium-induced expression of metallothionein and supression of RNA to DNA ratios during molluscan development / G. Roesijadi, K.M. Hansen, E.M. Fuentes // Toxicol. Appl. Pharmacol.- 1995.- v. 133.- P. 130-138.

176. Rolfe, D. F. S. Proton leak and control of oxidative phosphorylation in perfused, resting rat skeletal muscle / D.F.S. Rofle, M.D. Brand // Biochim. Biophys. Acta. 1996.- v. 1276.- P. 45-50.

177. Rolfe, D. F. S. The physiological significance of mitochondrial proton leak in animal cells and tissues / D.F.S. Rolfe, M.D. Brand // Bioscience Reports.-1997.- v. 17.-P. 9-16.

178. Rothschild, B. J. Decline of the Chesapeake Bay oyster populations century of habitat destruction and overfishing / B.J. Rothschild, J.S. Ault, P. Goulletquer, M. Heral // Marine Ecology Progress Series.- 1994.- v. 111.- P. 29-39.

179. Rtal, A. Detoxification of exogenous copper by binding to hemolymph proteins in the shore crab, Carcinus maenas / A. Rtal, L. Nonnotte, J.P. Truchot // Aquatic Toxicology.- 1996,- v. 36.- P.235-252.

180. Rutherfors, S.L. Protein folding and the regulation of signal pathways / S.L. Rutherfors, C.S. Zuker // Cell. 1994.- v. 79.- № 7.- P. 1129-1132.

181. Sanders, B. M. Stress proteins in aquatic organisms: An environmental perspective / B.M. Sanders // Critical Reviews in Toxicology.- 1993,- v. 23,-P. 49-75.

182. Sarkar, A. Molecular Biomarkers: their significance and application in marine pollution monitoring / A. Sarkar, D. Ray, A.N. Shrivastava, S. Sarker //Ecotoxicology.- 2006.- v. 15.- P.333-340.

183. Schimmel, S.D. Plasma membrane from cultured muscle cells: isolationprocedure and separation of putative plasma-membrane marker enzymes /116

184. S.D. Schimmel, C. Kent, R. Bischoff, R. Vagelos // Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A.- 1973.- v. 70.- P. 3195-3199.

185. Sibly, R. M. A life-cycle theory of responses to stress / R.M. Sibly, P. Calow // Biological Journal of the Linnean Society. 2009,- v. 37.- P. 101-116.

186. Smital, T. The chemosensitizers of multixenobiotic resistance mechanism in aquatic invertebrates: a new class of pollutants / T. Smital, B. Kurelec // Mutation Research. Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis.- 1998,- v. 399.- P. 43-53.

187. Sokolova, I.M. Resistance to freshwater exposure in White Sea Littorine spp. I: Anaerobic metabolism and energetic / I.M. Sokolova, C. Bock, H.O. Portner // Journal of Comparative Physiology, B.- 2000. v. 170. -№ 2.- P. 91-103.

188. Sokolova, I. M. Interactive effects of metal pollution and temperature on metabolism in aquatic ectotherms: Implications of global climate change / I.M. Sokolova, G. Lannig // Climate Research.- 2008.- v. 37.- P. 181-201.

189. Sokolova, I. M. Tissue-specific accumulation of cadmium in subcellular compartments of eastern oysters Crassostrea virginica Gmelin (Bivalvia: Ostreidae) / I.M. Sokolova, A.H. Ringwood, C. Johnson // Aquatic Toxicology.- 2005a.- v. 74. P.218-228.

190. Sokolova, I. M. Cadmium exposure affects mitochondrial bioenergetics and gene expression of key mitochondrial proteins in the eastern oyster

191. Crassostrea virginica Gmelin (Bivalvia: Ostreidae) / I.M. Sokolova, E.P. Sokolov, K.M. Ponnappa // Aquatic Toxicology. 2005b.- v.73.- P. 242-255.

192. Solazzo, M. P-gp licalization in mitochondria and its functional characterization in multiple drug-resistance cell lines / M. Solazzo, O. Fantappie, N. Lasagna,C. Sassoli, D. Nosi, R. Mazzanti // Exp. Cell. Res.-2006.- v. 312.- P. 470-478.

193. Somji, S. Expression of heat shock protein 60 in human proximal tubule cells exposed to heat, sodium arsenite and CdCl2 / S. Somji, J.H. Todd, M.A. Sens, S.H. Garrett, D.A. Sens // Toxicol. Lett. 2000.- v. 115.- P. 127-136.

194. Soti, C. Molecular chaperones and the aging process / C. Soti, P. Csermely // Biogerantology. 2000.- v. 1.- P. 225-233.

195. Spicer, J. I. Respiratory impairment in crustaceans and molluscs due to exposure to heavy metals / J.I. Spicer, R.E. Weber // Comparative Biochemistry and Physiology. 1991.- v. 100C.- P. 339-342.

196. Stringham, E. G. Transgenic hspl6-lacZ strains of the soil nematode Caenorhahditis elegans as biological monitors of environmental stress / E.G. Stringham, E.P.M. Candido // Environmental Toxicology and Chemistry. -1994,-v. 13.-P. 1211-1220.

197. Strydom, C. The effect of selected metals on the central metabolic pathways in biology: A review / C. Strydom, C. Robonson, E. Pretorius, J.M. Whitcutt, J. Marx, J. M.S. Bornman // Water Air Soil Pollut. 2006.- v. 32,- P. 543-554.

198. Tanguy, A. Cloning of a metallothionein gene and characterization of two other cDNA sequences in the Pacfic oyster Crassostrea gigas (CgMTl) / A. Tanguy, C. Mura, D. Marago // Aquatic Toxicology.- 2001.-v. 55.- P.35-47.

199. Thevenod, F. Cadmium and cellular signaling cascades: To be or not to be? / F.Trevonod // Toxicology and Applied Pharmacology. 2009. - vol. 238. -P. 221-239.

200. Tissieres, A. Protein synthesis in salivary glands of Drosophila melanogaster: Relation to chromosome puffs / A. Tissieres, H.K. Mitchell, U.M. Tracy // Journal of molecular biology.- 1974.- v. 85.- P. 389-398.

201. Truchot, J.P. Effect of long-term sublethal exposure tp copper on subsequent uptake and distribution of metal in the shore crab Carcinus maenas / J.P. Truchot, A. Rtal // Journal of Crustacean Biology.- 1998.- v. 18.- P. 224-231.

202. Tutundijan, R. Effect of temperature on the expression of P-glycoprotein in the zebra mussel, Dreissenapolymorpha / R. Tutundijan, C. Minier // Journal of Thermal Biology. 2007.- v. 32.- P. 171-177.

203. Urani,C. Cytotoxity and induction of protective mechanisms in HepG2 cells exposed to cadmium / C. Urani, P. Melchoretto, C. Canevali, G.F. Crosta // Toxicol. In Vitro.- 2005.- v. 19.- P. 887-892.

204. Urani, C. Metallothionein and hsp70 expression in HepG2 cells after prolonged cadmium exposure / C. Urani, P. Melchoretto, C. Canevali, F. Morazzoni, L. Gribaldo // Toxicol. In Vitro.- 2007.- v. 21.- P. 314-319.

205. Van Der Vies, S. M. Protein folding in vivo and in vitro / S.M. Van Der Vies, A.A. Gatenby, P.V. Vitanen, G.H. Lorimer // American Chemical Society.- 1993.-281 pp.

206. Varma, M. V. S. P-glycoprotein inhibitors and their screening: a perspective from bioavailability enhancement / M.V.S. Varma, Y. Ashokraj, C.S. Dey, R. Panchagnula// Pharmacological Research.- 2003.- v. 48.- P. 347-359.

207. Vayssier, M. Heat shock proteins chaperoning life and death / M. Vayssier, B.S. Polla // Cell Stress Chaperone. 1998.- v. 3.- P. 221-227.

208. Vijayalakshmi S. In vitro responses of various bacteria to cadmium chloride: growth and biochemical analysis / S. Vijayalakshmi, V. Usha, R.A. Rather // Society of applied sciences.-2011.-vol. 2. № l.-P. 12-17.

209. Von Zglinicki T. Very low cadmium concentrations stimulate DNA synthesis and cell growth // T. Von Zglinicki, C. Edwall, E. Ostlund, B. Lind, M. Nordberg, N.R. Ringertz, J. Wroblewski // Jouranl of Cell Science. 1992. -vol. 103.-P. 1073-1081.

210. Waalkes M.P. Cadmium-induced inhibition of the growth and metastasis ofhuman lung carcinoma xenografts: role of apoptosis / M.P. Waalkes, B.A.

211. Diwan // Carcinogenesis. 1999. - vol. 20.- issue 1.- P. 65-70.120

212. Wallace, K. B. Mitochondrial targets of drug toxicity / K.B. Wallace, A.A. Starkov // Annual Review of Pharmacology and Toxicology.- 2000.- v. 40.-P. 353-388.

213. Wang, Y. Cadmium inhibits the electron transfer chain and induces reactive oxygen species / Y. Wang, J. Fang, S.S. Leonard, K.M. Rao // Free Radic. Biol. Med.- 2004.- v. 36.- № 11.- P. 1434-1443.

214. Wang, W.-X. Influence of metal exposure history on trace metal uptake and accumulation by marine invertebrates / W.-X. Wang, P.S. Rainbow // Ecotoxicological and environmental safety.-2005.-v. 61.- P. 145-159.

215. White, A. R. Exacerbation of copper toxicity in primary neuronal cultures depleted of cellular glutathione / A.R. White, A. I. Bush, K. Beyreyther, C.L. Masters, R. Cappai // Journal of Neurochemistry. 1999. - v. 72. - P. 20922098.

216. Wu, J.P. Effect of cadmium and zinc on oxygen consumption, ammonium excretion, and osmoregulation of white shrimp (Litopenaeus vannamei) / J.P. Wu, H.-C. Chen // Chemosphere.- 2004. v. 57.- P. 1591-1598.

217. Wyss, M. Creatine and creatine metabolism / M. Wyss, R. Kaddurah-Daouk // Physiological Reviews.- 2000.- v. 80.- № 3.- P. 1107-1213.

218. Xuan, R. Effect of cadmium on carbohydrate and protein metabolisms in the freshwater crab Sinopotamon yangtsekiense / R. Xuan, L. Wang, M. Sun, G. Ren, M. Jiang // Comparative Biochemisty and Physiology, Part C.- 2011.- v. 154.-P. 268-274.

219. Zhang, M. Cadmium suppresses the proliferation of piglet Sertoli cells and causes their DNA damage, cell apoptosis and aberrant ultrastructure / M. Zhang, Z. He., L. Wen., J. Wu., L. Yuan., Y. Lu., Ch. Guo., L. Zhu, S. Deng,

220. H. Yuan // Reproductive Biology and Endocrinology. 2010.- vol. 8. - № 91. -P.1-12.

221. Zhu, D. HSP70-2 is required for CDC2 kinase activity in meiosis I of mouse aspermatocytes / D. Zhu, D.J. Dix, E.M. Eddy // Development. -1997.- v. 124.-P. 3007-3014.