Характер изменения функционально активных участков и компактности политенных хромосом Chironomus (diptera) под влиянием холинотропных препаратов

Фёдорова, Ирина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Характер изменения функционально активных участков и компактности политенных хромосом Chironomus (diptera) под влиянием холинотропных препаратов
ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации по теме "Характер изменения функционально активных участков и компактности политенных хромосом Chironomus (diptera) под влиянием холинотропных препаратов"

UUJ/J-Ü23G2 На правах рукописи

Фёдорова Ирина Александровна

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО АКТИВНЫХ УЧАСТКОВ И КОМПАКТНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ ХРОМОСОМ CHIRONOMUS (DIPTERA) ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЛИНОТРОПНЫХ

ПРЕПАРАТОВ

03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

5 КОП2СЕ9

2009 г.

003482362

Работа выполнена на кафедре общей биологии, фармакогнозии и ботаники Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, с. н. с. доктор биологических наук, профессор

Ведущая организация:

Полуконова Наталья Владимировна

Воронежская Елена Евгеньевна Фельдман Бронислав Владимирович

Инстшут биологии внутренних вод РАН им. И. Д. Папанина

Защита состоится «27» ноября 2009 г. в 12— часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1. ЕИ АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета

Автореферат разослан «27» октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Нестеров Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Холинотропные препараты - пилокарпин и атропин — алкалоиды с противоположным действием на вегетативную нервную систему и секрецию слюнных и других желёз: м-холиномиметак (пилокарпин) стимулирует секреторную деятельность, м-холиноблокатор (атропин) - угнетает (Levin, 1992; Busch, Borda, 2007). Изучение действия нейротропных веществ (лекарственных препаратов, фосфорорганических и карбамагаых соединений, используемых в качестве пестицидов и боевых отравляющих веществ антихолинэстеразного действия), воздействующих на мускариновые холинореактивные системы, актуально в связи с их широким применением в медицине, военной промышленности и сельском хозяйстве (Нежинская и др., 2008 а и др.).

Индикатором воздействия на субклеточном уровне служат изменения в интерфазных ядрах клеток человека и животных (Тимошевский, Назаренко, 2005). Уникальный модельный объект для анализа изменений функциональной активности интерфазных хромосом представляют политенные хромосомы (ПХ) клеток слюнных желез личинок двукрылых насекомых, постоянно находящиеся в интерфазном состоянии (Кикнадзе и др., 1996). Наличие м-холинергической нейромедиации у Chironomidae (Beauvais et al., 1999; Turberg et al., 1999) делает ПХ их слюнных желез, высокочувствительных к воздействию холинотропных препаратов, моделью для выявления их цитогенетических эффектов, а личинок -тест-системой для оценки действия этих препаратов на организменном, клеточном и субклеточном уровнях. Сведения о влиянии холинотропных препаратов на функциональную активность ПХ клеток слюнных желёз хирономвд разрозненны, хотя што генетические эффекты пилокарпина изучались, начиная с 60-70-х годов (Clever, 1969; Beerman, 1973). Установлено, что под действием пилокарпина белковый секрет из слюнной железы полностью выводился (Mähr et al., 1980), введение атропина в организм личинок, наоборот, сопровождалось уменьшением секреции (Grossbach, 1977). Цитогенетические эффекты пилокарпина и атропина на ПХ хирономид не сравнивали.

Существенными недостатками подавляющего большинства проводимых ранее исследований цитогенетических эффектов лекарственных препаратов на ПХ Chíronomus были визуальная или с ограниченным использованием морфометрических показателей оценка изменений активности ПХ, часто без статистической обработки результатов, и отсутствие единых стандартных подходов к условиям проведения эксперимента, что препятствовало сопоставлению данных разных авторов. Не была известна индивидуальная реакция особей на основе естественного генетического полиморфизма, не установлено - обратимы или необратимы изменения активности функционально значимых участков ПХ под действием заведомо токсических концентраций. Между тем, сравнительный анализ отклика ПХ под влиянием холинотропных препаратов на основе использования современной обработки данных позволит не только оценить ответную реакцию ядерного аппарата на их воздействие, расширив представления о функционировании интерфазных хромосом в целом, но и усовершенствовать

методический подходы к анализу онтогенетических эффектов лекарственных средств.

Цель исследования: установить характер и степень воздействия холинотропных препаратов на функционирование политенных хромосом слюнных желез личинок Chironomus plumosus in vivo в остром эксперименте.

Задачи исследования:

1. Оптимизировать методические подходы к оценке действия лекарственных препаратов на основе анализа их цитогенетических эффектов, выявить особенности функциональной активности ПХ клеток слюнных желёз личинок Ск plumosus при акклимации к лабораторным условиям и установить границы изменчивости и процент работающих активных участков ПХ в контроле.

2. Установить особенности влияния холинотропных препаратов на личинок с различными генотипическими характеристиками.

3. Изучил, динамику работы функциональных участков ПХ и сравнить онтогенетические эффекты холинотропных препаратов в остром периоде.

4. Проанализировать цитогенетические эффекты холинотропных препаратов с противоположным действием на секрецию при их комбинированном влиянии.

5. Оценить обратимость изменения активности функционально значимых участков ПХ под воздействием заведомо токсической концентрации пилокарпина.

Научная новизна. Впервые на уровне функционирования интерфазных хромосом доказано доминирование м-холиноблокатора - атропина по сравнению с агонистом - пилокарпином, известное ранее на уровне функционирования м-холинорецепторов, что, наряду с универсальностью холинергической нейромедиации у эукариотических организмов, позволяет эффективнее использовать возможности холинергических структур разных уровней организации и прогнозировать ответную реакцию ядерного аппарата на воздействие холинотропных веществ. Расширены представления о функционировании интерфазных хромосом: впервые показано, что неоднородность в активности функционально значимых участков ПХ между группами особей с разными генотипическими характеристиками, проявляющаяся в период акклимации личинок, существенно снижена под воздействием токсиканта, на примере действия холинотропных препаратов.

Теоретическая и практическая значимость работы. Установлено, что уровень активности специфических участков ПХ зависит от числа гетерозиготных инверсий в кариотипе (активность BR2G уменьшалась с увеличением числа инверсий в кариотипе от 1.88 при одной инверсии до 1.59 при трех.), что свидетельствует о работе генома как единой сбалансированной системы. При этом под воздействием токсикантов такая зависимость существенно снижена. Впервые показана динамика изменения функциональной активности ПХ Ch plumosus под действием препаратов противоположного действия на секреторную активность. Установленные закономерности действия холинергических лигандов антагонистов на секрецию желёз используются на спецкурсе по физиологической экологии животных кафедры физиологии человека и животных СГУ им. Н. Г Чернышевского.

Впервые представлены каталоги известных к настоящему времени пуфов de novo, как по данным ряда авторов, так и собственным для Ch. plumosus, что позволяет проводить мониторинг пуфинговой активности у этого вида.

Оптимизирована методика цитогенетического тестирования лекарственных препаратов на ПХ: впервые разработана десятибалльная шкала оценки морфофункциональных изменений личинок; рекомендовано изменение условий содержания личинок Chíronomus в условиях острого эксперимента; доказано, что ведущим показателем служит активность N0. Обосновано отсутствие необходимости учета генотипических комбинаций в связи со снижением разброса значений функциональной активности ПХ в экспериментах на генотоксичность у особей с разными генотипическими характеристиками. Методические подходы по использованию личинок Chironomus как тест-системы в цитогенетических исследованиях внедрены в спецкурсы экологической генетики кафедры генетики и гидробиологии кафедры морфологии и экологии животных СГУ им. Н. Г Чернышевского.

Апробация работы. Результаты исследования апробированы на научно-практической конференции «Экологические проблемы урбанизированных территорий» (Елец, 2007 г.); XXI Любищевских чтениях «Современные проблемы эволюции» (Ульяновск, 2007 г.); Международной научной конференции (Астрахань, 2007 г.); XIII Международной школы-конференции молодых учёных «Биология внутренних вод» (Борок, 2007 г.); 9-ой конференции «Водные экосистемы, организмы, инновации - 9» (Москва, 2007 г.); III Всероссийской конференции по водной токсикологии (Борок, 2008 г.); Международной научно-практической конференции (Ставрополь, 2008 г.); научных конференциях аспирантов и молодых ученых (Саратов, СГМУ, 2007-2008 г.); Международной научной конференции «Хромосома 2009» (Новосибирск, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликованы 14 работ, из них две - в реферируемых научных журналах списка ВАК; три находятся в печати.

Личный вклад автора включает проведение экспериментов, обработку данных и алгоритмическую реализацию разработанных подходов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Объём работы составляет 155 страниц, содержит 18 таблиц и 39 рисунков. Список литературы включает 194 источника, в том числе 83 на иностранном языке.

Положения, выносимые на защиту.

1. Ведущим показателем для оценки изменений функциональной активности ПХ служит реакция одного из универсальных компонентов ядра эукариотических клеток, ответственного за поддержание клеточного гомеостаза, - ядрышкового организатора (N0), который работает как в контроле, так и при воздействии в 97100% клеток. На токсичность препарата указывает снижение интенсивности работы N0.

2. Доминирование атропина, известное ранее на уровне функционирования м-холинорецепгоров, опосредованно проявляется и на уровне функционирования

интерфазных хромосом: атропин и смесь атропина с пилокарпином дают одинаковый цитогенетический эффект подавления за счет препятствия атропином стимулирующего действия пилокарпина.

3. Функциональная активность интерфазных хромосом при акклимации личинок . к лабораторным условиям неоднородна при разных генотипических

характеристиках и является результатом включения в работу в разных клетках неодинакового числа активных участков ПХ.

4. При токсическом воздействии, на примере влияния холинотропных препаратов, неоднородность активности функционально значимых участков ПХ при разных генотипических характеристиках снижается.

5. Изменения активности функционально значимых участков ПХ, включая образование пуфов de novo, обратимы, что свидетельствует о модификационном характере её изменчивости.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность своему научному руководителю д. б. н. Н. В. Полуконовой, глубокоуважаемым коллегам, с которыми обсуждались фрагменты настоящего исследования - д.б.н. Н. А. Шобанову, д. б. н. Г. М. Чуйко, д. м. н. С. И. Богословской, д. б> н. С. И. Беляниной, к. м. н. Н. В. Петрову, к. ф.-м. н. К. Н. Дворецкому, С. Е. Дееву. Автор благодарен Е. Ю. Мельникову и М. С. Козлову за помощь в подготовке иллюстраций. Я глубоко благодарна своим родителям, без моральной и финансовой поддержки которых эта работа не могла бы быть осуществлена.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ ХРОМОСОМ ДВУКРЫЛЫХ НАСЕКОМЫХ (обзор литературы)

Представлен обзор данных о функционировании ПХ двукрылых насекомых в норме и при воздействии различных факторов. Приведены особенности действия холинотропных препаратов на живые системы.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Материал

В качестве испытуемого объекта использованы личинки Ch. plumosus из озера Сазанка Саратовской области, собранные в 1 декаде марта 2007 г. и 1 декаде февраля 2008 г. В эксперименте использовали личинок Ch. plumosus IV возраста 7 фазы зрелости* (Ильинская, Иордан, 1975). Всего исследовано 1080 личинок, в т. ч. 100 - в опыте на аислимацию (50 - зафиксированных у проруби, 50 -акклимированных в течение суток) и 980 - в экспериментах по воздействию: 210 - в

* - использование личинок 7 фазы обусловлено повышением титра гормона линьки -экдизона к стадии предку колки (Кикнадзе, 1978), способного кратковременно увеличивать концентрацию м-холинорецепторов (Wegener et al., 1996) и обеспечивать повышенную чувствительность слюнных желез к воздействию препаратов этой группы

контроле, 250 - под воздействием атропина, 200 - пилокарпина; при комбинированном воздействии препаратов - 270, в опыте на обратимость - 50.

Методы

До начала экспериментов личинок акклимировали в течение суток, во время которых погибали травмированные при транспортировке особи. Эксперименты проводили в кюветах объемом - 250 мл, глубиной - 5 см и площадью поверхности - 102 см2, при комнатной температуре, в непроточных условиях, без субстрата (во избежание адсорбции препарата на поверхности частиц ила) , в отстоянной водопроводной воде при рН=7 (РД 52.24.635-2002. Методические указания, 2002). Экспозиция препаратов - 12 - 96 ч соответствовала острому периоду воздействия, поэтому кормление животных не осуществляли. Состояние морфофункциональных изменений личинок под действием токсиканта оценивали по разработанной нами десятибалльной шкале (табл. 1).

LC50 для атропина и пилокарпина определяли пробит-анализом (Коросов, Калинкина, 2003) и аналитическим экспресс-методом (Фрумин, 1991). Препаративная форма веществ - атропина сульфат (ФГУП Московский эндокринный завод, Россия) и пилокарпина гидрохлорид (Ферейн, Россия).

Для фиксации личинок использована спирт-уксусная смесь (96% этанол, ледяная уксусная кислота, 3:1). Препараты ПХ готовили по этилоорсеиновой методике (Дёмин, 1989). Временные препараты ПХ анализировали под световым микроскопом «Люмипам» при увеличении 7x60.

CA. plumosus, 2п=8, цитологический комплекс thummi: I(AB), Il(CD), lll(EF) и IV(G). Центромеры морфологически выражены. Гомологи ПХ IV не коньюгируют. Вид полиморфен за счет парацентрических инверсий и B-хромосом. В кариотипе пять активных районов. BR локализованы: одно в плече В ПХ 1(АВ), по цитофотокарте Максимовой (1976), в 16 районе и два в плече G ПХ IV - в 7 и 8 отделах. NO - локализован в плече G отделе 2, пуф (Рв) - в плече В ПХ I (AB) в 21 районе.

Изменения функциональной активности ПХ исследовали по индексам: компактности (CR***) - отношение абсолютной длины III хромосомы к ширине ее центромеры (Ильинская, 1989), ядрышкового организатора (NOR***) - отношение максимального диаметра к ширине интактаого района 6 ПХ IV (Stockert, 1990), колец Бальбиани - BRigR"" и BR2qR*** - отношение максимального диаметра, соответственно, BRtG и BR2g к ширине кнтакггного района 6 ПХ IV (Лычёв, 1968),

** - содержание личинок при экотоксикологических исследованиях в стандартном

грунте-смеси песка и ила (1:1), приведенном во Временном методическом руководстве (2002), на наш взгляд, нецелесообразно при тестировании лекарственных препаратов т.к., с одной стороны, большинство из них в открытые водоемы и грунт не попадают, а, с другой, - адсорбция препарата на поверхности частиц ила приводит к снижению его концентрации в воде и, в конечном счйте, искажению результатов звездочкой отмечены индексы, обозначения для которых предложены нами

BRb*** - отношение максимального диаметра BR плеча В к ширине интакгаого района 17 (Лычёв, 1968) и пуфа (PBR***) - отношение максимального диаметра пуфа к ширине интактного района 21 (Лычёв, 1968). Учитывали не отмеченные в контроле пуфы de novo. Их описание проводили по классификации Максимовой (1983), вьвделяющей пять классов пуфовой активности. Учитывали только пуфы IV - V классов, т.к. при работе со световым микроскопом малые пуфы практически неотличимы от междисков. Детальное картирование пуфов, инверсионных последовательностей дисков ПХ и обозначение последовательностей дисков проводили по Шобанову (1994 а, б).

Таблица 1

Шкала сопряженности токсического действия холинотропных препаратов

с морфофункциональными изменениями у личинок СИ. plumosus

1 j Бал-i лы Динамика локомоторной активности и поведения экспериментальных личинок

Дыхательные движения Ответ на раздражение пинцетом Окраска и упругость тела % погибш ж Состояние

1 Акшвные, на дне Попытка свернуться в кольцо Ярко-красная 0 норма

2 Снижение активности Различные стадии интоксик алии

3 Медленные, на дне, единичные особи неподвижны Красная

4 Медленные, на дне; 30% неподвижны

5 Медленные, на дне; 50% неподвижны Темно-красная. Лизис тканей

6 Редкие движения на дне;болыпинсгво неподвижны Темно-красная. Лизис тканей 1-3

7 5-25

8 Судорожные сокращения подталкивателей 25-50

9 Неподвижны Едва заметные судорожные сокращения подталкивателей Темная. Лизис тканей 50-90

10 Отсутствует 100 гибель

Определение степени компактности ПХ проводили по Ильинской (1989). В норме о функциональной активности ПХ свидетельствует изменение значений индекса компактности в пределах от 5.7±0.1 до 10.3±0.1; о снижении функциональной активности ПХ - как уменьшение значения до 4.6 ± 0.1, так и увеличение до 14.7±0.3 и выше.

При сравнении цитогенетических эффектов для нивелирования погрешностей (связанных со стрессовым воздействием на основе изменения температурных условий, отсутствия субстрата и пищи в период острого эксперимента) данные нормировались на контроль, т.е. значения индексов контроля принимались за единицу. Статистическую обработку проводили в среде специализированных пакетов Excel, Statistica 6. Для характеристики группы использовали среднее

арифметическое и стандартное отклонение. Для оценки значимости различий использовали однофакгорный дисперсионный анализ при Р < 0.05, для анализа различий дисперсий—Ф-тест Фишера.

Схема проведения акклимации. При исследовании влияния акклимации 50 личинок были зафиксированы у проруби сразу после вылова, 50 — через сутки после адаптации к лабораторным условиям.

Схема проведения эксперимента по влиянию атропина и пилокарпина При анализе цитогенетических эффектов атропина использовали концентрации 0.1 мг/мл, 0.13 мг/мл, 0.2 мг/мл 0,4 мг/мл и 1 мг/мл при экспозицях -12,24,48,72 и 96 ч, - пилокарпина-0.5 мг/мл, 0.67 мг/мл, 1 мг/мл, 2 мг/мл и 5 мг/мл при экспозициях - 12, 24, 48, 72 ч, т.к. уже на 3 сут (72 ч) наблюдалась гибель личинок. Подбор концентраций проводили с учетом более сильного воздействия атропина, как блокатора м-холинорецепторов.

Схема проведения эксперимента по комбинированному влиянию холипотропных препаратов. Личинок помещали в четыре ёмкости: с чистой водой (контроль, раствор 1); в раствор атропина в концентрации 0.13 мг/мл (раствор 2) и 0.4 мг/мл (раствор 3); и - пилокарпина - 0.67 мг/мл (раствор 4); добавление к раствору атропина 0.13 мг/мл пилокарпина 0.67 мг/мл (5), перемещение из раствора атропина 0.4 мг/мл в пилокарпин 0.67 мг/мл (6), добавление к раствору атропина 0.4 мг/мл пилокарпина 0.67 мг/мл (7). Через 24 ч часть личинок оставалась в растворах 1-4; часть - из растворов 2 и 3 помещали в новую ёмкость с раствором 4; и часть -находилась в ёмкостях с растворами 2 и 3, к которым был добавлен раствор 4. Личинок фиксировали через 24,48 и 72 ч, как после их перемещения из атропина в пилокарпин, так и при добавлении пилокарпина к атропину. Параллельно фиксировали контрольных личинок и личинок из растворов атропина и пилокарпина через 12, 24, 48, 72 и 96 ч. В эксперименте использовали концентрации атропина, составляющие 1/15 и 1/5 доли от ЬС^ и более высокую концентрацию пилокарпина- 1/3 ЬСя-

Схема проведения эксперимента на обратимость. Личинки были помещены в раствор пилокарпина 2 мг/мл. Через 12 ч после начала воздействия часть личинок оставалась в растворе пилокарпина, другая часть была перемещена в емкость с чистой водой. Личинок зафиксировали: 1) через 12 ч воздействия пилокарпином, 2) через 36 ч воздействия пилокарпином, 3) через 60 ч воздействия пилокарпином, 4) через 24 ч нахождения в воде (после 12 ч воздействия пилокарпином), 5) через 48 ч нахождения в воде (после 12 ч воздействия пилокарпином). Контроль устанавливался через 12,36 и 60 ч. Во всех экспериментах при каждой экспозиции и концентрации исследовали по 10 личинок (по 10 клеток от каждой личинки).

Глава 3. СОСТОЯНИЕ АКТИВНЫХ РАЙОНОВ И КОМПАКТНОСТИ

ПОЛИТЕННЫХ ХРОМОСОМ снтоиошз ршмозиз Активность функциональных участков ПХ и инверсионный полиморфизм У личинок обнаружены следующие генотипические комбинации (табл. 2).

Таблица 2

Генотипические комбинации личинок Ch. plumosus из озера Сазанка

№№ п/п Генотипические комбинации Частота встречаемости, % (от 760 особей)

1 Al.l Bl.l Cl.l D4.4 El.l Fl.l G1.1 6

2 А1.2В1.1 Cl.l D4.4 El.l Fl.l G1.1 2

3 Al.l В1.2 Cl.l D4.4E1.1 Fl.l Gl.l 10

4 Al.l Bl.l Cl.l D1.4 El.l Fl.l Gl.l 10

5 Al.l B2.2 Cl.l D4.4 El.l Fl.l Gl.l 2

6 Al.l B1.2 Cl.l D4.4 El.l Fl.l Gl.l 2

7 A1.2 B1.2 Cl.l D4.4E1.1 Fl.l Gl.l 10

8 A1.2 Bl.l Cl.l D1.4 El.l Fl.l Gl.l 12

9 A1.2B1.1 Cl.l D4.4El.2 Fl.l Gl.l. 2

10 Al.l B2.2 Cl.l D1.4 El.l Fl.l Gl.l 2

11 Al.l B1.2 Cl.l D1.4E1.1 Fl.l Gl.l 10

12 Al.l B1.2 Cl.l D4.4 E1.2 Fl.l Gl.l 2

13 A1.2B2.2C1.1 D1.4 El.l Fl.l Gl.l 2

14 A1.2B1.2C1.1 D1.4El.l Fl.l Gl.l 12

15 A1.2 Bl.l Cl.l D1.4 E1.2 Fl.l Gl.l 4

16 A1.2B1.2C1.2D1.4E1.2Fl.l Gl.l 2

17 Al.5 B1.2 Cl.l D4.4 El.l Fl.l Gl.l 2

18 A1.2B1.2 Cl.l D4.4 El.l Fl.l Gl.l+В-хромосома 2

19 Al.2 Bl.l Cl.l D1.4El.l Fl.l Gl.l + В-хромосома 2

20 A1.2 B2.2 Cl.l D1.4 El.l Fl.l Gl.l + В-хромосома 2

21 A1.2 B1.2 Cl.l D1.4 El.l Fl.l Gl.l + В-хромосома 2

Выявлены различия в активности N0 на основе естественного полиморфизма между группами личинок с разными генотипическими комбинациями: pluA1.2D1.4 и plu B1.2D1.4; plu A12B1.2D1.4 и plu B1.2D1.4; plu А1.2В1.2 и plu B1.2D1.4.

Наибольшая активность N0 наблюдалась у личинок с plu B1.2D1.4. У гетерозиготных по последовательности plu В2 личинок по сравнению с гомозиготными (plu В1.1, и plu В2.2) активность BRB увеличена за счет территориального сближения Рв и BRB в результате гетерозиготной инверсии. При анализе активности функциональных участков ПХ в зависимости от числа инверсий в кариотипе выявлено увеличение активности BR.2G у личинок с наименьшим числом гетерозиготных инверсий, значение BR2gR увеличивалось (от 1.59 при трех инверсиях до 1.63 при двух и 1.88 при одной). Отмечена тенденция к уменьшению разброса значений индексов функциональной активности ПХ в группе подопытных личинок по сравнению с контролем (табл. 3).

Снижение разнородности работы активных участков ПХ личинок в условиях стрессового воздействия токсикантов свидетельствует о мобилизации внутриклеточных ресурсов,1 подавляющих проявление индивидуальных реакций особей на основе естественного генетического полиморфизма, и позволяет в экспериментах на генотоксичность пренебрегать индивидуальными различиями функциональной активности ПХ особей с разными зиготическими комбинациями.

Таблица 3

Величина дисперсии в период акклимации и при воздействии холинотроных

препа] ратов

Индекс активности ПХ В период акклимации воздействие Вероятность сходства дисперсий в контроле и в эксперименте при р<0.05

cr 5,96 4,57 <0.01

NOR 0,49 0,44 0.02

brer 0,17 0,12 <0.01

br2gr w 0,04 <0.01

PbR 0,05 0,04 <0.01

Влияние акклимации Для ПХ зимних личинок после акклимации характерны: повышение функциональной активности всех BR, увеличение количества работающих BR ПХ IV и Рв и измененная картина пуфинга. Стабильно, в 100% из 500 клеток, как у зафиксированных у проруби личинок, так и акклимированных работал N0; число активных BR ПХ IV и Рв повышалось (табл. 4). По индексам CR, NOR, PbR достоверных различий не обнаружено.

Таблица 4

Число работающих активных участков ПХ во время акклимации личинок

Показатель работает, % BRbR BRioR BR30R PbR

У личинок, зафиксированных у проруби 24 85 48 9

У акклимированных личинок 23 91 72 12

Активность политенных хромосом в контроле и под действием препаратов Определены границы значений индексов функциональной активности и число работающих активных участков ПХ личинок в контроле и эксперименте при действии холинотропных препаратов (табл. 5,6). Наиболее вариабельным является индекс компактности.

Таблица 5

Индексы активности ПХ контроль атропин пилокарпин

CR 4.60-18.00 5.00-16.67 4.60-22.00

NOR 1.00-5.00 1.00-5.00 1.00-5.00

BRbR 1.00-3.00 1.00-2.67 1.00-2.75

BRigR 1.00-2.50 1.00-2.50 1.00-2.00

BRmR 1.00-3.00 1.00-2.67 1.00-2.00

PbR 1.00-2.67 1.00-2.67 1.00-2.50

Таблица 6

Число работающих активных участков ПХ в контроле и эксперименте

Индексы активности ПХ контроль, % атропин, % пилокарпин, %

NOR 98 97 99

BRbR 41 30 70

BRigR 13 9 54

BR2GR 24 10 19

PbR 14 12 13

Глава 4. ДИНАМИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ

ХРОМОСОМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ АТРОПИНА И ПИЛОКАРПИНА Динамика активности участка ПХ связана с его функциональной ролью: N0 -участок, участвующий в поддержании клеточного гомеостаза, и компактность ПХ рассматриваются как показатели «общих» функций (Ильинская, 1990; Зацепина, 2007), а ВЯ, характерные для клеток ряда органов двукрылых насекомых и ответственными за выработку секрета слюнными железами, как показатели «специфических функций» (Кикнадзе, 1972; Жимулёв, 1992).

Активность N0 в момент первичного отклика (к 12 ч) при действии атропина снижалась, пилокарпина - возрастала (рис. 1). При увеличении продолжительности влияния и атропина, и пилокарпина происходило восстановление активности N0 до состояния в контроле, что в целом характеризует этот участок как устойчивый к стрессовому воздействию.

- 0,10 иг/мл -0,13 иг/мл

- 0,20 мг/мл

• 0,40 мг/мл

-1 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция,ч.

2 о.

1,4 1,3 1,2 1,1 1

0,9 0,8 0,7

-0,50 мг/мл —*—0,67 мг/мл -в— 1 мг/мл —2 мг/мл -5 мг/мл

—X

12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 1. Изменение индекса NOR под влиянием: I - атропина, II - пилокарпина.

Снижение функциональной активности ПХ по индексу компактности -01""** под действием атропина выявлено к 72 ч (рис. 2.1). В момент же первичного отклика активность резко повышалась, что свидетельствовало о включении краткосрочных механизмов. клеточной гиперкомпенсации, которого при продолжительном воздействии было недостаточно для сохранения гомеостаза. При действии пилокарпина характер изменений функциональной активности ПХ был

- изменение значения индекса компактности обратно пропорционально изменению функциональной активности ПХ

прямо противоположным: в момент первичного отклика происходило ее резкое снижение, повышение же отмечалось к 72 ч (рис. 2, II). Результаты свидетельствуют об изменении компактности ПХ, как одного из наиболее чувствительных показателей отклика интерфазного ядра на воздействие.

3 я

а и ц о 3 х

1,4 1,3 Е? 1Л

!'■!

* 0,9 0,8 0,7

-0,10 мг/мл —*—0,13 мг/мл -в—0,20 мг/мл -♦-0,40 мг/мл — 1 мг/мл

-Г-> Лтш--

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

5 §.

-0,50 мг/мл

-*- 0,67 мг/ил -в— 1 мг/мл —*~2 мг/мл -5 мг/мл

О 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 2. Изменение индекса компактности под влиянием: I - атропина, II - пилокарпина

Акшвность ВЯв под действием атропина снижалась (рис. 3-5,1), - ВЯв, ВЛю, ВИм под действием пилокарпина - увеличивалась (рис. 3-5, II), что свидетельствовало о подавлении работы участков, ответственных за секрецию желез под действием атропина и активации под действием пилокарпина, соответственно фармакологическим особенностям влияния этих препаратов на секреторную деятельность слюнных желез. При влиянии атропина, подавляющего секреторную активность желёз, отмечалось угнетение работы В Я, участвующих в синтезе тканеспецифических гликозилированных белков секрета. При влиянии пилокарпина, стимулирующего секрецию, активность ВЯ, напротив, возрастала. Характер изменения активности ВИ при действии холинотропных препаратов коррелировал с реакцией N0.

-0,1 мг/мл -0,13 мг/мл -0,20 мг/мл -0,40 мг/мл -1 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

» и

й О

к =

О и

5 а

5 к

г 2

в о.

е о

п в

1,4

ч 1,2

р. 1,1 § 1

§0,9 0,8 0,7

*— -0,50 мг/мл —±— 0,67 мг/мл -а— 1 мг/мл —2 мг/мл -5 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 3. Изменение индекса ВГ^Я под влиянием: I - атропина, П-пилокарпина

1,4

в 1,3

" л V = § 1.1

| ¡0,9

I *0,8

I 0,7

-0,10 мг/мл -0,13 мг/мл

- 0,20 мг/мл

- 0,40 мг/мл -1 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция,ч.

- 0,50 мг/мл

- 0,67 мг/мл -1 мг/мл

- 2 мг/мл

- 5 мг/мл

12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 4. Изменение индекса В111СЯ под влиянием: 1-атропина, П-пилокарпина

0,10 мг/мл 0,13 мг/мл 0,20 мг/мл 0,40 мг/мл 1 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

1,4 1,3

л 1,2 §u & 1 о 0,9 х 0,8 0,7

-0,50 мг/мл

-в— 1 мг/мл —♦—2 мг/мл -5 мг/мл

12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 5. Изменение индекса BR2gR под влиянием: I - атропина, П-пилокарпина

Активность Рв в диапазоне исследованных концентраций атропина, не вызывающих летальный эффект у личинок, незначительно изменялась в момент первичного отклика, в отличие от действия пилокарпина (рис. 6). При увеличении экспозиции пилокарпина в концентрации, вызывающей летальный эффект у личинок, равновесие смещалось в сторону снижения активности ПХ. О токсичности препарата на субклеточном уровне может свидетельствовать неадекватная реакция Рв-

Атропин и пилокарпин индуцировали появление пуфов de novo, не отмеченных в контроле. Под действием атропина возникали пуфы 1Абс-а+7а-1, IAioc-v, 1Ац!1.„+|2а<!, IIDi4z-a+i3«^k, пилокарпина-ПС14.15, IIIFi3„.pua-e. При всех исследованных концентрациях и экспозициях препаратов пуфинговая активность возникала у единичных особей и изменялась произвольно.

-0,10 мг/мл -0,13 мг/мл -0,20 мг/мл

- 0,40 мг/мл

- 1 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

- 0,50 мг/мл -0,67 мг/мл -1 мг/мл

- 2 мг/мл

- 5 мг/мл

0 12 24 36 48 60 72 Экспозиция, ч.

Рис. 6. Изменение индекса РВК. под влиянием I - атропина, II - пилокарпина

Сравнительный анализ действия LC.su атропина и пилокарпина Функциональная активность ПХ по индексу компактности при ЬС5о атропина в целом повышалась, в то время, как работа всех активных участков ПХ была понижена. При действии ЬСм пилокарпина отмечалось повышение активности N0 и ВЯв. Повышение активности N0 и функциональной активности ПХ по СЯ отражает отсутствие резкого угнетения деятельности интерфазного ядра под действием заведомо токсичной концентрации препарата Снижение активности ВЯ и Рв свидетельствует о подавлении работы участков, ответственных за секрецию слюнных желез.

Глава 5. ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ АТРОПИНА И ПИЛОКАРПИНА

ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ Проведенный анализ функциональной активности ПХ слюнных желез при одновременном действии пилокарпина и атропина на личинок Ch. plumosus in vivo подтвердил закономерность наступления сначала холиномиметического, а затем типичного холиноблокирующего эффекта, что вполне согласуется с данными, полученными при действии этих препаратов на слюнные железы других биологических объектов (Левин, Высотский, 1949; Levin, 1992). Пилокарпин, как агонист м-холинорецепгоров, раньше связывался с ними, а антагонистические свойства атропина проявлялись позже, что, возможно, обусловлено различиями этих препаратов по химической структуре и характеру межмолекулярного взаимодействия с аминокислотами в составе м-холинорецепторов (Samarskii, 1996).

Повышение функциональной активности ПХ по по индексу компактности через 24 ч при перемещении личинок в раствор пилокарпина (4) после предварительной обработай атропином (раствор 2) свидетельствовало о включении краткосрочных механизмов клеточной адаптации в ответ на стрессовое воздействие (рис. 7). Снижение функциональной активности ПХ по индексу компактности в последующие 2 сут при предварительной обработке атропином (растворы 2 и 3) объяснялось недостаточностью краткосрочного толчка для сохранения гомеостаза и истощением компенсаторных механизмов. Выявленный нами характер изменений значений СК позволяет говорить о чувствительности этого показателя при стрессовом воздействии.

Рис. 7. Изменение индекса компактности при воздействии холинотропных препаратов in vivo. Обозначения в тексте.

На основе динамики работы N0 отмечен нами как устойчивый при стрессовом воздействии. Так, после кратковременного снижения активности N0 через 24 ч равновесие в работе этого активного участка восстанавливалась при перемещении

Рис. 8. Изменение индекса NOR при воздействии холинотропных препаратов in vivo. Обозначения в тексте.

Снижение активности N0 при добавлении раствора 4 к раствору 3 при всех экспозициях свидетельствовало об угнетении его работы под действием смеси препаратов с более высокой концентрацией атропина.

О снижении компенсаторных реакций свидетельствовало также подавление активности BRig через 24 ч и 72 ч и - BR2G через 24 ч после перемещения из атропина (растворы 2 и 3) в пилокарпин (4) (рис. 9,10).

Рис. 9. Изменение индекса BRIGR при воздействии холинотропных препаратов ín vivo. Обозначения в тексте.

Рис. 10. Изменение индекса BR2gR при воздействии холинотропных препаратов ¡n vivo. Обозначения в тексте.

Отмечено увеличение активности BRa и Рв Ск plumosus, как участков, ответственных за синтез секрета слюнных желез, вслед за его выведением под влиянием пилокарпина, - BR1C через 72 ч и Рв с 24 до 48 ч после перемещения из раствора 3 в раствор 4 (рис 9, 11). Наблюдаемый нами цитогенетический эффект согласуется с данными Валеевой (1975) по особенностям действия пилокарпина на ПХ другого вида Chironomus - Ск thummi (= Ск riparias).

Рис. 11. Изменение индекса PBR при воздействии холинотропных препаратов in vivo. - Обозначения в тексте.

О токсическом действии смеси атропина и пилокарпина свидетельствовало снижение: функциональной активности ПХ по по индексу компактности через 48 ч; функциональной активности В Ив при всех экспозициях (рис. 12); активности В11,а и В через 24 ч при добавлении раствора 4 к раствору 2 и функциональной активности ПХ по по индексу компактности через 48 ч; а также снижение активности ВЯв и ВИ^ через 24 ч; - ВЯю с 24 ч до 48 ч; Рв через 72 ч при добавлении раствора 4 к раствору 3.

Рис. 12. Изменение индекса BRbR при воздействии холинотропных препаратов in vivo. Обозначения в тексте.

Был выявлен значительный подавляющий функциональную активность ПХ эффект смеси препаратов, как при повышении концентрации атропина, так и -добавлении пилокарпина к атропину. Такой цитогенетический эффект, по-видимому, объясняется известными ранее данными (Левин, Высотский, 1949) о том, что с увеличением концентрации атропина в смеси начальная пилокарпиновая стадия укорачивается, а последующая атропиновая — удлиняется. Критерием токсичности на субклеточном уровне послужило угнетение активности N0 при увеличении доли холиноблокатора в смеси. Действительно, нарушение функций N0, ответственного за поддержание гомеостаза в клетке и являющегося сенсором многих стрессовых воздействий, приводит к апоптозу и гибели клеток (Зацепина, 2007), в связи с чем, ответная реакция NO специфична и может служить индикатором биологической активности.

Глава 6. ОБРАТИМОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ АКТИВНОСТИ ЯДРЫШКОВОГО ОРГАНИЗАТОРА И КОЛЕЦ БАЛЬБИАНИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПИЛОКАРПИНА Действие пилокарпина в концентрации 2 мг/мл привело к угнетению N0 и BR при 60 ч. Активность N0, сниженная к 12 ч по сравнению с контролем, вновь возрастала к 36 ч, и затем равномерно понизилась к 60 ч (рис. 13).

Рис. 13. Обратимость изменений индекса NOR при влиянии 2 мг/мл пилокарпина (П)

Неоднозначный характер изменений активности N0 свидетельствовал о включении краткосрочных механизмов адаптации в ответ на токсическое действие пилокарпина и сбое циклической активности по сравнению с контролем. Угнетение работы BR при продолжительном действии пилокарпина - об избыточном количестве синтезируемого секрета и, вследствие этого, подавлении работы участков ПХ, ответственных за секреторную деятельность желез (рис. 14-16).

12 36 60

Экспозиция, ч.

Рис. 14. Обратимость изменений индекса BRjqR при влиянии 2 мг/мл пилокарпина (П)

12 36 60

Экспозиция, ч.

Рис. 15. Обратимость изменений индекса BR2gR при влиянии 2 мг/мл пилокарпина (П)

1,60 g i,40

I г.20 s i.oo

u 0,80 я 0,60 5 0,40 m 0,20 0,00

Рис. 16. Обратимость изменений индекса BRBR при влиянии 2 мг/мл пилокарпина (П)

Повышение активности всех BR после 12 ч воздействия пилокарпином у личинок, перемещенных в чистую воду, по-видимому, объяснялось необходимостью восстановления равновесия между выведением секрета и его синтезом.

В целом цитогенетические эффекты пилокарпина свидетельствовали о функциональной разбалансировке активных участков ПХ под действием заведомо токсичной концентрации - 2 мг/мл. Изменения активности участков ПХ, даже при токсичной концентрации пилокарпина - 2 мг/мл, приводящей к образованию максимального количества пуфов de novo, обратимы, что согласуется с мнением Ильинской (1989) о модификациокной природе изменчивости активности ПХ.

В заключении подведены основные результаты диссертационного исследования.

ВЫВОДЫ

1. В качестве оптимизации методических подходов к оценке действия лекарственных препаратов рекомендовано: проводить эксперимент по воздействию без субстрата; цитогенетические эффекты оценивать на фоне морфофункциональных изменений у личинок; полученные при влиянии результаты нормировать на контроль; снизить количество изучаемых параметров до NOR, уменьшение значений которого может служить критерием токсического действия на субклеточном уровне.

2. Выявлено, что при акклимации личинок Ch. plumosus к лабораторным условиям происходит: повышение функциональной активности всех BR, увеличение количества работающих BRG и Рв и изменение картины пуфинга. Определены границы изменчивости и процент работающих активных участков ПХ в контроле, наиболее вариабелен индекс компактности, наиболее стабильно работает КО.

3. Установлена зависимость активности ряда участков ПХ от генотшшческмх характеристик личинок: увеличение активности BRb у личинок с гомо- и гетерозиготной инверсией plu В2 по сравнению с личинками, гомозиготными по последовательности plu В1; уменьшение активности BR2g при возрастании числа гетерозиготных инверсий в кариотипе; изменчивость NO у личинок с разными генотипическими комбинациями (piu А 1.2 D 1.4 и plu BI.2DI.4, plu A1.2BI.2D1.4 и

plu В1.2Ш.4, plu A1.2B1.2 и plu B1.2D1.4), что указывает на индивидуальные особенности реакции особей на основе естественного генетического полиморфизма и свидетельствуют о работе генома как единой сбалансированной системы.

4. Выявлено, что атропин в остром периоде в целом снижает функциональную активность ПХ, а пилокарпин - повышает. Адекватно воздействию холинотропных препаратов меняются значения NOR и BRßR в отличие от BRgR и PbR, характер изменений которых не согласован. Показано, что наиболее чувствительным к воздействию хслинотропных препаратов является компактность ПХ, наиболее устойчивым - индекс NOR.

5. Проанализированы цитогенетические эффекты холинотропных препаратов с противоположным действием на секрецию при их комбинированном влиянии. Значительный подавляющий функциональную активность ПХ эффект наблюдался, как при повышении концентрации атропина в смеси, так и добавлении раствора пилокарпина к атропину по сравнению с перемещением из атропина в пилокарпин. Увеличение концентрации холиноблокагора в смеси препаратов приводит к токсическому цитогенетическому эффекту.

6. Показана обратимость всех изменений функциональной акшвности N0, всех BR и пуфов даже после воздействия токсической концентрации пилокарпина, что подтверждает модификационный характер изменчивости морфологии ПХ, известный ранее для компактности.

• СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Полуконова Н.В., Фёдорова И.А. Эколого-кариологическая оценка последствий действия экологических факторов на хирономид (Chironomidae, Díptera) // Поволжский экологический журн. 2006. № 2/3. С. 164-175.

2. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В. Оптимизация методов хромосомного мониторинга водных экосистем разного типа // Экологические проблемы урбанизированных территорий: материалы научн.-пракг. конференции. Елец: ЕГУ им. И. А. Бунина. 2007. С. 151-155.

3. Полуконова Н.В., Белянина С.И., Фёдорова ИЛ. Методологические подходы к анализу генотоксичносги // XXI Любищевские чтения. Современные проблемы эволюции (сборник докладов). Ульяновск: Ульяновский гос. пед. ун-т. 2007. С. 180186.

4. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В. Особенности цитогенетического анализа ткани слюнных желез личинок хирономид под воздействием холинотропных препаратов // Тезисы всероссийской научной конференции. Астрахань 20-22 сентября, 2007 г. Астрахань. 2007. С. 191.

5. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В. Цитогенетические эффекты политенных хромосом хирономид под влиянием холинотропных препаратов // Тезисы XIII Международной школы-конференции молодых учёных «Биология внутренних вод». Борок, 23-26 октября 2007 г. Борок, 2007. С. 54.

6. Полуконова Н.В., Дёмин А.Г., Катаева И.В., Фёдорова И.А. Анализ сообществ, популяций и генома хирономид (Díptera) в биомониторинге гидроэкосистем // Тезисы 9-ой конференции (сессии стендовых сообщений) «Водные экосистемы, организмы, инновации -9» МГУ. М. 2007 г. С. 102.

7. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В. Реакция различных участков генома хирономид (Díptera) под действием атропина // Энтомологические и паразотологические исследования в Поволжье. Вып. 6. Саратов. Изд-во Capar, унта. 2007. С. 65-73.

8. Фёдорова И.А. Цитогенетический анализ действия атропина // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Молодежь и наука: итоги и перспективы» Саратов. Изд-во Сарат. ун-та. 2007. С. 81.

9. Полуконова Н.В., Ермохин М.В., Воронин М.Ю., Дёмин А.Г., Катаева И.В., Фёдорова И.А., Козлов М.С. Биологический мониторинг водных экосистем на основе анализа сообществ, популяций, кариотила и мтДНК хирономид (Chironomidae, Díptera) // Известия Саратовского гос. ун-та. Серия биологическая.

2007. С. 71-78.

10. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В. Изменение транскрипционной активности политенных хромосом Chironomus plumosas (Díptera) под действием полулетальной концентрации атропина // Тр. Ставропольского отделения Русского энггомол. об-ва. Вып. 4: материалы Межцунар. Научио-практ. конфер. Ставропольский гос. аграрный ун-т. Ставрополь: АРГУС. 2008. С. 269-273.

11. Федорова И. А., Полуконова Н. В. Динамика транскрипционной активности политенных хромосом и морфофункционального состояния личинок Chironomus plumosus (Chironomidae, Díptera) при разных концентрациях атропина // Материалы III Всероссийской конфер. по водной токсикологии, посвященной памяти Б. А. Флерова «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы» Ч. 2. Борок.

2008. С. 172-175.

12. Фёдорова И. А., Полуконова Н. В. Цитогенетические эффекты холинотропных препаратов антагонистического действия И Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Молодежь и наука: итоги и перспективы» Саратов. Изд-во Сарат. ун-та. 2008. С. 169.

13. Фёдорова И.А., Полуконова Н.В., Дворецкий К.Н., Богословская С.И. Функциональная активность политенных хромосом Chironomus (Díptera) под влиянием холинотропных препаратов атропина и пилокарпина И Экологическая генетика. 2009, Т. 7. № 3. С. 44-52.

14. Фёдорова И. А., Полуконова Н. В., Петров Н. В. Цитогенетические эффекты холинотропных препаратов при комбинированном действии на личинок Chironomus plumosus (Díptera) in vivo // Цитология. 2009, Т. 51. № 10. С. 849-855.

Фёдорова Ирина Александровна

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО АКТИВНЫХ УЧАСТКОВ И КОМПАКТНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ ХРОМОСОМ CH1RONOMUS (DIPTERA) ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЛИНОТРОПНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Автореферат

Подписано к печати 16.10.2009г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усллеч. л. 1,16 (1,25). Тираж 100. Заказ № 893.

Отпечатано с оригинал-макета в ООО «Принт-Клуб» 410026, г.Саратов, ул.Московская 160. Тел.: (845-2) 507-888

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Фёдорова, Ирина Александровна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ

ХРОМОСОМ ДВУКРЫЛЫХ НАСЕКОМЫХ (обзор литературы)

1.1. Политенные хромосомы двукрылых насекомых — как модельный объект исследования транскрипционной активности интерфазных хромосом эукариот

1.1.1. Современные представления о строении и функционировании политенных хромосом

1.1.2. Изменение компактности политенных хромосом

1.1.3. Функциональная организация пуфов

1.1.4. Строение и функции ядрышкового организатора

1.1.5. Структурная организация Колец Бальбиани

1.2. Изменение генетической активности политенных хромосом под влиянием ряда лекарственных препаратов

1.3. Особенности действия холинотропных препаратов на живые организмы

1.3.1. Лекарственные средства, действующие на холинергические нейромедиаторные процессы

1.3.2. Ацетилхолин и холиномиметические средства

1.3.3. Антихолинергические средства, блокирующие преимущественно периферические холинореактивные системы

1.3.4. Современные направления исследований характера влияния холинотропных препаратов на живые организмы ^

1.3.5. Преимущества использования личинок Chironomus в комплексном анализе холинотропных препаратов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 3 8 2.1. Материал

2.2. Методы

ГЛАВА 3. ИНВЕРСИОННЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ, СОСТОЯНИЕ

АКТИВНЫХ РАЙОНОВ И КОМПАКТНОСТИ ПОЛИТЕННЫХ

ХРОМОСОМ CHIRONOMUS PLUMOSUS ОЗЕРА САЗАНКА

САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1. Характеристика кариофонда популяции

3.2.Индукция пуфов de novo при акклимации личинок к лабораторным условиям ^

3.3. Зависимость работы активных участков политенных хромосом от генотипических характеристик личинок при акклимации и воздействии холинотропных препаратов

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

ПОЛИТЕННЫХ ХРОМОСОМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ АТРОПИНА И

ПИЛОКАРПИНА

4.1. Динамика функциональной активности политенных хромосом под действием атропина

4.1.1. Изменение компактности хромосом

4.1.2. Изменение активности ядрышкового организатора

4.1.3. Изменение активности колец Бальбиани хромосомных плеч В и G и пуфа плеча В

4.1.4. Индукция пуфинговой активности

4.1.5. Сравнение цитогенетических эффектов атропина у живых и погибших под влиянием токсичной концентрации личинок

4.2. Динамика функциональной активности ПХ под действием пилокарпина

4.2.1. Изменение компактности хромосом

4.2.2. Изменение активности ядрышкового организатора

4.2.3. Изменение активности колец Бальбиани хромосомных плеч В и G и пуфа плеча В

4.2.4. Индукция пуфинговой активности

4.2.5. Сравнение цитогенетических эффектов пилокарпина у живых и погибших под влиянием токсичной концентрации личинок

4.3. Сравнение цито генетических эффектов холинотропных препаратов антагонистического действия на фоне изменения морфофункционального состояния личинок

4.3.1. Изменение морфофункционального состояния личинок

4.3.2. Изменение компактности хромосом

4.3.3. Изменение активности ядрышкового организатора

раздельном и комбинированном действии

5.3. Изменение активности колец Бальбиани хромосомных плеч В и G и пуфа плеча В

5.4. Сравнение цитогенетических эффектов атропина и

4.3.4. Изменение активности колец Бальбиани хромосомных плеч В и G и пуфа плеча В

ГЛАВА 5. ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ АТРОПИНА И

ПИЛОКАРПИНА ПРИ РАЗДЕЛЬНОМ И КОМБИНИРОВАННОМ

ДЕЙСТВИИ ХОЛИНОТРОПНЫХ ПРЕПАРАТОВ

5.1. Изменение компактности хромосом

5.2. Изменение активности ядрышкового организатора при пилокарпина при раздельном и комбинированном действии

ГЛАВА 6. ОБРАТИМОСТЬ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ТОКСИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПИЛОКАРПИНА

6.1. Обратимость изменений активности ядрышкового организатора и колец Бальбиани

6.2. Пуфинговая активность под влиянием пилокарпина и ее обратимость после снятия воздействия ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124 ВЫВОДЫ 131 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

БТШ - белки теплового шока

ГТШ - гены теплового шока

ПТШ - пуфы теплового шока

ПХ - политенные хромосомы

ТШ - тепловой шок

BR - Balbiani Ring - кольцо Бальбиани

BRb - кольцо Бальбиани 16 района плеча В хромосомы I (АВ)

BRig - кольцо Бальбиани 7 района плеча G хромосомы IV

BR2g - кольцо Бальбиани 8 района плеча G хромосомы IV

BRR - Balbiani Ring Relation - обозначение индекса Кольца Бальбиани

С - Compactness - компактность хромосом

CR - Compactness Relation - обозначение индекса компактности

NO - Nucleolar Organizer - ядрышковый организатор

NOR - Nucleolar Organizer Relation - обозначение индекса ядрышкового организатора

Рв - Puff of arm В - пуф 21 района плеча В хромосомы I (АВ)

PBR - Puff Relation — обозначение индекса пуфа 21 района плеча В хромосомы I (АВ)

PS (Puff Stage) - пуфовая стадия

HSP - Heat Shock Proteins - белки теплового шока

Введение Диссертация по биологии, на тему "Характер изменения функционально активных участков и компактности политенных хромосом Chironomus (diptera) под влиянием холинотропных препаратов"

Холинотропные препараты - пилокарпин и атропин - алкалоиды с противоположным действием на вегетативную нервную систему и секрецию слюнных и других желёз: м-холиномиметик (пилокарпин) стимулирует секреторную деятельность, м-холиноблокатор (атропин) - угнетает (Levin, 1992; Busch, Borda, 2007). Изучение действия нейротропных веществ (лекарственных препаратов, фосфорорганических и карбаматных соединений, используемых в качестве пестицидов и боевых отравляющих веществ антихолинэстеразного действия), воздействующих на мускариновые холинореактивные системы, актуально в связи с их широким применением в медицине, военной промышленности и сельском хозяйстве. Выявлена ведущая- роль холинергических механизмов в фармакологических эффектах подавления шоковой реакции (Нежинская и др., 2008 а). Молекулярные механизмы действия ненейронального ацетилхолина на клетку и иммунотропные эффекты антагонистов мускариновых рецепторов анализировались в профилактике водоиммерсионного стресса исследовались у мышей (Нежинская и др., 2006, 2008 б). Сопоставление рецепторной избирательности действия холинопозитивных и холинонегативных соединений проводили на Daphnia magna и крысах (Тонкопий и др., 1999; Подосиновикова и др., 2002).

Индикатором воздействия на субклеточном уровне служат изменения функциональной активности интерфазных хромосом (Тимошевский, Назаренко, 2005). Уникальный модельный объект представляют политенные хромосомы (ПХ) клеток слюнных желез личинок двукрылых насекомых - хирономид, постоянно находящиеся в интерфазном состоянии (Жимулёв, 1992, 1994; Кикнадзе и др., 1996; Петрова, Клишко, 2001). Наличие м-холинергической нейромедиации у Chironomidae (Beauvais et al., 1999; Turberg et al., 1999) делает ПХ клеток слюнных желез, высокочувствительных к воздействию холинотропных препаратов, моделью для выявления их цитогенетических эффектов, а личинок - тест-системой для оценки действия этих препаратов на-организменном, клеточном и субклеточном уровнях. В зависимости от функциональной роли участков ранее выделены две группы показателей активности ПХ: «общих» и «специфических функций» (Жимулёв, 1994). К показателям «общих функций» относится работа ядрышкового организатора (N0), участвующего в поддержании клеточного гомеостаза (Зацепина, 2007), и компактность хромосом (Ильинская, 1990), универсальность использования которых определяется возможностью их анализа в большинстве клеток эукариотических организмов. К участкам, отражающим специфические функции, а именно выработку секрета слюнными железами, относятся BR, характерные для клеток ряда органов двукрылых насекомых (Кикнадзе, 1972; Жимулёв, 1992). К участкам, отражающим специфические функции, а именно выработку секрета слюнными железами, относятся BR, характерные для клеток ряда органов двукрылых насекомых (Кикнадзе, 1972; Жимулёв, 1992). Существующие данные о пуфинге, как достаточном условии для синтеза РНК, позволяют проводить оценку функциональной активности по размерам активных районов при обычной этилорсеиновой окраске. Так, даже при проведении мечения 3Н-уридином свечение может и не наблюдаться, в то время, как транскрипция активно идет (Beermann, 1966), что связано с отсутствием превращения экзогенного Н-уридина в нуклеозид трифосфаты из-за их большого пула, уже накопленного клеткой (Beermann, 1966; Жимулёв, 1994).

Сведения о влиянии холинотропных препаратов на функциональную активность • ПХ клеток слюнных желёз хирономид разрозненны, хотя цитогенетические эффекты пилокарпина изучались, начиная с 60-70-х годов (Clever, 1969; Beerman, 1973). Было установлено, что под действием пилокарпина белковый секрет из слюнной железы полностью выводится, а после снятия его влияния наблюдается увеличение активности колец Бальбиани (BR) и пуфов, что обусловлено не прямым воздействием этого препарата на слюнные железы, а индукцией рефрактерных клеток, усиливающих выведение секрета, и, вследствие этого, стимулирующих его синтез (Mahr et al., 1980). Введение атропина в организм личинок, наоборот, сопровождается уменьшением секреции (Grossbach, 1977). Цитогенетические эффекты пилокарпина и атропина на ПХ хирономид не сравнивали.

Существенными недостатками подавляющего большинства проводимых ранее исследований цитогенетических эффектов лекарственных препаратов на ПХ Chironomus были визуальная или с ограниченным использованием морфометрических показателей оценка изменений активности ПХ, часто без статистической обработки результатов, и отсутствие единых стандартных подходов к условиям проведения эксперимента, что препятствовало сопоставлению данных разных авторов. Не была известна индивидуальная реакция особей на основе естественного генетического полиморфизма, не установлено - обратимы или необратимы изменения активности функционально значимых участков ПХ под действием заведомо токсических концентраций. Между тем, сравнительный анализ отклика ПХ под влиянием холинотропных препаратов на основе использования современной обработки данных позволит не только всесторонне оценить ответную реакцию ядерного аппарата на их воздействие, расширив представления о функционировании интерфазных хромосом в целом, но и усовершенствовать методические подходы к анализу цитогенетических эффектов лекарственных средств.

Цель исследования: установить характер и степень воздействия холинотропных препаратов на функционирование политенных хромосом слюнных желез личинок Chironomusplumosus in vivo в остром эксперименте.

Задачи исследования:

1. Оптимизировать методические подходы к оценке действия лекарственных препаратов на основе анализа их цитогенетических эффектов, выявить особенности функциональной активности ПХ клеток слюнных желёз личинок Ch. plumosus при акклимации к лабораторным условиям и установить границы изменчивости и процент работающих активных участков ПХ в контроле.

3. Изучить динамику работы функциональных участков- ПХ и сравнить цитогенетические эффекты холинотропных препаратов в остром периоде.

Теоретическая и практическая значимость работы. Установлено, что уровень активности специфических участков ПХ зависит от числа гетерозиготных инверсий в кариотипе (активность BR2g уменьшалась с увеличением числа инверсий в кариотипе от 1.88 при одной инверсии до 1.59 при трех.), что свидетельствует о работе генома как единой сбалансированной системы. При этом под воздействием токсикантов такая зависимость существенно снижена. Впервые показана динамика изменена функциональной активности ПХ Ch. plumosus под действием препаратов противоположного действия на секреторную активность. Установленные закономерности действия холинергических лигандов - антагонистов на секрецию желёз используются на спецкурсе по физиологической экологии животных кафедры физиологии человека и животных СГУ им. Н. Г Чернышевского.

Оптимизирована методика цитогенетического тестирования лекарственных препаратов на ПХ: впервые разработана десятибалльная шкала оценки морфофункциональных изменений личинок; рекомендовано изменение условий содержания личинок Chironomus в условиях острого эксперимента; доказано, что ведущим показателем служит активность N0. Обосновано' отсутствие необходимости учета генотипических комбинаций в связи со снижением разброса значений функциональной активности ПХ в' экспериментах на генотоксичность у особей с разными генотипическими характеристками. Методические подходы по использованию личинок,, Chironomus как тест-системы в цитогенетических исследованиях внедрены в спецкурсы экологической генетики кафедры генетики и гидробиологии кафедры морфологии и экологии животных СГУ им. Н. Г Чернышевского.

2008 г.); Международной научной конференции «Хромосома 2009» (Новосибирск, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликованы 14 работ, из них две — в реферируемых научных журналах списка ВАК; три находятся в печати.

Заключение Диссертация по теме "Гистология, цитология, клеточная биология", Фёдорова, Ирина Александровна

выводы

2. Выявлено, что при акклимации личинок Ch. plumosus к лабораторным условиям происходит: повышение функциональной активности всех BR, увеличение количества работающих BRq и Рв и изменение картины пуфинга. Определены границы изменчивости и процент работающих активных участков ПХ в контроле, наиболее вариабелен индекс компактности, наиболее стабильно работает NO.

3. Установлена зависимость активности ряда участков ПХ от генотипических характеристик личинок: увеличение активности BRB у личинок с гомо- и гетерозиготной инверсией plu В2 по сравнению с личинками, гомозиготными по последовательности plu В1; уменьшение активности BR2g при возрастании числа гетерозиготных инверсий в кариотипе; изменчивость NO у личинок с разными генотипическими сочетаниями (plu А1.2 D 1.4 и plu В1.2D 1.4, plu A1.2B1.2D1.4 и plu B1.2D1.4, plu А1.2В1.2 и plu B1.2D1.4), что указывает на индивидуальные особенности реакции особей на основе естественного генетического полиморфизма и свидетельствуют о работе генома как единой сбалансированной системы.

4. Выявлено, что атропин в остром периоде в целом снижает функциональную активность ПХ, а пилокарпин - повышает. Адекватно воздействию холинотропных препаратов меняются значения NOR и BRBR в отличие от BRqR и PBR, характер изменений которых не согласован. Показано, что наиболее чувствительным к воздействию холинотропных препаратов является компактность ПХ, наиболее устойчивым — индекс NOR.

5. Проанализированы цитогенетические эффекты холинотропных препаратов с противоположным действием на секрецию при их комбинированном влиянии. Значительный подавляющий функциональную активность ПХ эффект наблюдался, как при повышении концентрации атропина в смеси, так и добавлении раствора пилокарпина к атропину по сравнению с перемещением из атропина в пилокарпин. Увеличение концентрации холиноблокатора в смеси препаратов приводит к токсическому цитогенетическому эффекту.

6. Показана обратимость всех изменений функциональной активности NO, всех BR и пуфов даже после воздействия токсической концентрации пилокарпина, что подтверждает модификационный характер изменчивости морфологии ПХ, известный ранее для компактности.

133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Политенные хромосомы (ПХ) личинок Chironomus, постоянно находящиеся в состоянии интерфазы, служат уникальным модельным объектом для исследования изменений, происходящих на субклеточном уровне под действием различных факторов. Условия проведения тестирования, комплекс цитогенетических параметров и анализ полученных результатов строго специфичны для разных тестируемых факторов и должны строго фиксироваться в нормативных документах. Однако в отношении такой тест-системы как Chironomus, в нормативных рекомендациях существует ряд разногласий по поводу содержания личинок, отсутствуют четкие указания при проведении тестирования на уровне функционирования интерфазных хромосом. В связи с чем, подавляющее большинство авторов в своих работах даже не указывают условия проведения эксперимента. В существующих нормативных документах (РД 52.24.635-2002. Методические указания, 2002; Временное методическое руководство, 2002) приводятся условия содержания двух видов Chironomus - Ch. plumosus и Ch. riparius (= Ch. thummi), которые соблюдаются при экспериментальном исследовании воздействия тяжелых металлов и других токсикантов, попадающих в водоемы. Очевидно, что условия тестирования лекарственных препаратов, попадание которых в водоемы маловероятно, должны быть другими.

Нами впервые для тестирования лекарственных препаратов обосновано применение ряда условий, которые необходимо соблюдать. Так, температура 20-22°С и отсутствие субстрата, указанные в РД 52.24.635-2002 при проведении токсикологического эксперимента препятствуют тестированию лекарственных препаратов даже в рамках острого эксперимента, из-за того, что содержание личинок при указанной температуре ускоряет процесс окукливания и вылет имаго. Кроме того, использование ила в стандартном субстрате не позволяет получать адекватные данные по характеру воздействия лекарственных средств, т.к. адсорбция препарата на поверхности частиц ила может приводить к нерегулируемому снижению его концентрации в воде и, в конечном счёте, - к искажению результатов.

При проведении эксперимента необходимо также учитывать: зависимость активности функционально значимых участков и индукции пуфинга от асинхронности развития личинок (Жимулёв, 1994). Известно, что гормон линьки - экдизон, титр которого повышается к стадии предкуколки (Кикнадзе, 1978; Wegener et al., 1996), кратковременно увеличивает концентрацию м-холинорецепторов, поэтому при тестировании холинотропных препаратов следует использовать личинок 7 фазы IV возраста.

Нами впервые предложена шкала морфофункциональных изменений личинок, на фоне которых следует проводить мониторинг цитогенетических эффектов тестируемых препаратов. Сопоставление изменений, происходящих на организменном и субклеточном уровнях позволяет не только оценивать уровень токсичности препарата, но и правильно интерпретировать цитогенетические эффекты.

Проведенный нами анализ динамики функциональной активности хромосом в контроле показал нестабильность в работе таких активных участков, как BR, Рв, а также компактности ПХ. Причиной таких изменений могут быть геофизические факторы, влияющие на личинку (Дроздовская, 1988). В связи с периодическими колебаниями активности функционально значимых участков ПХ в контроле крайне неудобно учитывать цитогенетические эффекты при воздействии лекарственных препаратов. Поэтому для нивелирования погрешностей при неоднородном характере изменений активности функционально значимых участков в контроле экспериментальные данные нормировались нами на контроль, т.е. значения индексов контроля принимались за единицу.

Долгое время все изменения активности ПХ оценивались визуально (Белянина и др., 1991, 1993, Брилль и др., 1993), а используемые впоследствии параметры были настолько разнородны, что данные, полученные разными авторами, невозможно было сравнивать. Нами унифицированы цитогенетические параметры: описаны интактные районы, характер изменений активности которых служит ориентиром при вычислении каждого индекса. Абсолютные размеры исключены из описания по причине значительной вариабельности. Так, длина ПХ может варьировать в зависимости от особенностей приготовления препарата.

Все анализируемые нами изменения активности функционально значимых участков ПХ, согласно Жимулёву (1992), могут быть разделены на показатели «общих функций», к которым относятся изменение активности NO, присутствующего в клетках большинства эукариотических организмов и ответственного за поддержание гомеостаза клетки, а также изменение активности по индексу компактности и показатели «специфических функций», к которым относятся BRBR, BRiqR, BR2gR, отражающие изменение работы участков, ответственных за секрецию слюнных желез. Проведение анализа морфометрических показателей функциональной активности по размерам BR при обычной этилорсеиновой окраске достаточно для оценки интенсивности синтеза РНК. Так, даже при проведении мечения 3Н-уридином свечение может и не наблюдаться, в то время, как транскрипция активно идет (Beermann, 1966), что связано с отсутствием превращения экзогенного Н-уридина в нуклеозид трифосфаты из-за их большого пула, уже накопленного клеткой (Beermann, 1966; Жимулёв, 1994).

Выделение NOR в качестве наиболее значимого показателя позволило снизить количество анализируемых параметров и оценивать большие объемы фактического материала при сопоставлении цитогенетических эффектов с морфофункциональными изменениями личинок Ch. plumosus. Нами установлено, что на токсичность лекарственного препарата на субклеточном уровне указывает снижение интенсивности работы NO и образование пуфов de novo, отсутствующих в контроле.

Как правило, при проведении токсикологического анализа используют зимних личинок Chironomus, что связано, в первую очередь, с необходимостью исследования большого количества особей, которое доступно в зимнее время. Температура в водоеме зимой 4-5°С, в лабораторных же условиях — 20-22°С. Такое значительное повышение температуры может стимулировать работу генов теплового шока (ГТШ), а также существенно изменить показатели функциональной активности ПХ. Нами изучены особенности работы активных участков ПХ и пуфинговая активность при акклимации к лабораторным условиям личинок Ch. plumosus IV возраста, которые необходимо учитывать при интерпретации результатов тестирования.

Установлено, что в период акклимации происходит повышение функциональной активности BR, увеличение количества работающих BRg и Рв и изменение картины пуфинга: в плече А нами обнаружен внутрихромосомный гомозиготный пуф-вздутие IV класса активности на участке IAi2a-o- В плече В выявлен внутрихромосомный гомозиготный пуф-вздутие IV класса на участке IB18ad. В плече С обнаружены внутрихромосомные гомозиготные пуфы-вздутия IV класса: IIC22a-g> 11С2зс-а> IIC24j-0- В плече D выявлены внутрихромосомный гомозиготный пуф-вздутие IV класса - IIDi2p.u, и околоцентромерный пуф-вздутие V класса - IID13j14n. В плече Е обнаружены внутрихромосомные гомозиготные пуфы-вздутия IV класса - IIIE7d-m5 IHE7g.i, HIE9g.m, гетерозиготный пуф-вздутие IV класса -IIIE7g.i и околоцентромерный гомозиготный пуф-вздутие IV класса - IIIEi0hv. В плече F выявлены внутрихромосомные гомозиготные пуфы-вздутия IV класса - IHFi2a-e, IIIFi3n.p, IIIFi4s.x, IIIFi8e-h-i9a-c и внутрихромосомный гетерозиготный пуф-вздутие IV класса - IIIF i3npi4a0. В плече G нами обнаружен внутрихромосомный гетерозиготный пуф-вздутие IV класса IVG4a-y.

Было выявлено, что как в контроле, так и под воздействием холинотропных препаратов, даже в пределах одной железы число работающих активных участков ПХ в разных клетках может быть разным. Анализ функциональной активности ПХ проводили в десяти клетках от каждой особи. Нами был определен процент работающих активных участков ПХ и установлено, что наиболее вариабельно изменение компактности ПХ, а наиболее стабильно работает NO.

Установлено, что в контроле у личинок Ch. plumosus с разными генотипическими комбинациями активность NO достоверно отличалась. Менялась также активность BRBR у личинок с гомо- и гетерозиготной инверсией plu В2 (plu В 1.2 и plu В 2.2) и личинок гомозиготных по последовательности plu В1 (plu Bl.l). У личинок, подвергнутых влиянию холинотропных препаратов, такие особенности варьирования активности NO и BR в зависимости от генетического полиморфизма существенно нивелировались. Полученные нами данные позволяют проводить генотоксикологические исследования на личинках без параллельного анализа их генотипических характеристик, что, несомненно, значительно облегчает задачи тестирования.

Выбор нами холинотропных препаратов и, в частности, атропина и пилокарпина, как наиболее типичных представителей, был обусловлен возможностью сопоставления цитогенетических эффектов субклеточного уровня с выработкой белкового секрета клеточного уровня и морфофункциональными изменениями личинок организменного уровня. Основой адекватности такого сопоставления послужило наличие м-холинергической нейромедиации у Chironomidae (Beauvais et al., 1999; Turberg et al., 1999). Ранее уже было показано, что под действием пилокарпина наблюдалось усиленное отделение белкового секрета из слюнной железы, вплоть до его полного выведения (Валеева, 1975), в то время, как под действием атропина, наоборот, секреция желез уменьшалась (Grossbach, 1977).

Учитывая, что участками «специфических функций» являются BR, ответственные за выработку гликозилированных белков секрета слюнной железы, было важно проследить динамику их работы под влиянием атропина и пилокарпина in vivo, сравнив изменение активности BR под влиянием препаратов с заведомо противоположным эффектом. Зная особенности фармакологического действия атропина и пилокарпина на секреторную деятельность логично было бы предположить, что активность работы BR при влиянии атропина должна быть снижена, а при влиянии пилокарпина — повышена. Наиболее четкую картину, полностью соответствующую действию данных препаратов, показала реакция BRB в острый период воздействия. На представленных нами графиках по значениям индекса, нормированных на контроль, кривые работы BRB при влиянии атропина расположены ниже единицы, а - пилокарпина - выше. Работа других BR - BRig и BR2g в острый период менее четко соответствует фармакологическим особенностям действия атропина и пилокарпина, хотя в целом на графиках большая часть значений индексов работы BRig и BR2G также ниже единицы при влиянии атропина и выше при влиянии пилокарпина. Разбалансировка в работе BR в острый период воздействия препаратов может отражать разную скорость реагирования этих районов: первым в остром периоде реагирует BRB. Прямой корреляции между повышением концентрации препарата и характером изменения активности BR не выявлено.

Динамика работы всех BR при действии большинства концентраций по наблюдениям в течение 72 часов отражает тенденцию к восстановлению до состояния в контроле. Наиболее ярко выраженные цитогенетические эффекты наблюдаются к 12 часам экспозиции. В результате BR могут служить надежными маркерами холинонейротропного воздействия. Однако, использование параметров этих активных участков ПХ в других генотоксикологических исследованиях, скорее всего, будет ограничено именно их специфичностью. Тем не менее, активность BR может опосредованно свидетельствовать о функциональном состоянии личинки, находящейся под влиянием токсиканта, и по активации этих участков можно будет судить о «нормальном» состоянии особи. Подавление работы BR позволит сделать вывод о нарушении такой функции личинки, как строительство домиков, и, следовательно, угнетении её жизнедеятельности.

Более универсальным показателем токсического действия, как было отмечено ранее, служит индекс NOR. При влиянии холинотропных препаратов было установлено, что характер изменения активности NO, в целом, коррелирует с реакцией BR.

Цитогенетические эффекты пилокарпина при предварительной обработке личинок Chironomus атропином ранее не исследовались. На уровне функционирования м-холинорецепторов было известно доминирование м-холиноблокатора - атропина по сравнению с агонистом рецепторов — пилокарпином. Так, при развившейся холинергической блокаде прервать ее, воздействуя холиномиметиками, не удается (Крылов и др., 1999). Полученные нами данные свидетельствуют о согласованности ответной реакции на уровне функционирования м-холинорецепторов и уровне функционирования интерфазных хромосом, что позволит эффективнее использовать возможности холинергических структур разных уровней организации, прогнозируя ответную реакцию ядерного аппарата при воздействии холинотропных веществ.

Для подтверждения гипотезы Ильинской (1989) о модификационном характере изменчивости функциональной активности ПХ, выдвинутой на основе исследований изменений компактности ПХ, нами была изучена активность NO, трех BR и пуфов - сначала под влиянием токсической концентрации пилокарпина, а затем после снятия воздействия этого препарата. Полученные нами данные подтвердили гипотезу Ильинской (1989) - после перемещения личинок в чистую воду все изменения функциональной активности, вызванные влиянием пилокарпина, были обратимы.

131

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Фёдорова, Ирина Александровна, Саратов

1. Аничков, С. В. Нейрофармакология: Руководство / С. В. Аничков. Л.: Медицина, 1982. - 384 с.

2. Беляева, Е. С. Цитогенетическое исследование организации и функционирования транскрипционно-активных районов хромосом: Автореф. дис. . докт. биол. наук / Е. С. Беляева; Новосибирск, 1982 205с.

3. Беляева, Е. С. Структура и функционирование ядрышка / Е. С. Беляева //Цитология. 1971. Т. 13. №6. С. 733-744.

4. Беляева, Е. С. О вариабельности размеров пуфов у Drosophila melanogaster / Е. С. Беляева, И. Ф. Жимулёв // Генетика. 1974. Т. 10. №5. С. 74-80.

5. Белянина, С.И. Кариотипический анализ хирономид (Chironomidae, Diptera) фауны СССР: Дис. докт. биол. наук / С. И. Белянина; М., 1983.- 418 с.

6. Белянина, С.И. Современное состояние кариофондов хирономид в водоемах СССР / С. И. Белянина // Эволюция, видообразование и систематика хирономид: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1986. - С. 45-49.

7. Белянина, С. И. Кариотип Chironomus behningi из бассейна Аральского моря / С. И. Белянина, Т. А. Колосова // Цитология. 1979. Т. 21. №9. С. 11031106.

8. Белянина, С. И. Кадастр порядков дисков в политенных хромосомах видов Chironomus группы plumosus. И. Кариофонд Chironomus plumosus / С. И. Белянина, Н. В. Логинова (Полуконова), // Цитология. 1993. Т. 35. №8. С. 65-70.

9. Белянина, С. И. Влияние ботулинического токсина на генетическую активность гигантских хромосом / С. И. Белянина, Н. П.Чеснокова, А. О. Колбенев, Т. А. Невважай // Бактериально-вирусные инфекции: Сб. науч. тр. Саратов, 1993. 4.1. С. 90-94.

10. Влияние низкоинтенсивного КВЧ излучения на генетическую активность политенных хромосом Chironomus plumosus / Г. Е. Брилль, О. Р. Апина, С. И. Белянина, Н. П. Панина // Физическая медицина. 1993. Т. 3. №12. С. 71.

11. Бродский, В. Я. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и дифференцировка / В. Я. Бродский, И. В. Урываева. М.: Наука, 1981— 276 с.

12. Валеева, Ф. С. Выявление транскрипционной активности в центромерном районе политенной хромосомы Chironomus thummi после действия актиномицина / Ф. С. Валеева // Тр. съезда ВОГиС: Сб. науч. тр. Москва, 1967. С.40.

13. Валеева, Ф. С. Влияние пилокарпина на пуффинг политенных хромосом слюнных желез Chironomus thummi / Ф. С. Валеева // Цитология. 1975. Т. 17. №9. С. 1032 1036.

14. Василос, А. Ф. Цитотоксические и цитогенетические свойства пестицидов / А. Ф. Василос. Кишинев: Штиинца, 1980. - 120 с.

15. Власова, И. Е. Влияние циклогексимида на включение Н тимидина в хромосомы слюнных желез Chironomus thummi на разных стадиях развития личинок / И. Е. Власова, И. И. Кикнадзе // Цитология. Т. 17. №5 С. 518-522.

16. Иммунофлуоресцентная локализация гибридов ДНК"-РНК в политенных хромосомах с разной степенью компактности у личинок Chironomus plumosus / И. Е. Власова, С. Ю. Дёмин, Н. Б. Ильинская, И. Ф. Жимулёв // Цитология. 1991. Т. 33. №3. С. 57-60.

17. Войников, В. К. Физиологический стресс и регуляция активности генома / В. К. Войников, Г. Г. Иванова // Успехи современной биологии. 1988. Т. 105. №1. С. 3-16.

18. Временное методическое руководство по нормированию уровней содержания химических веществ в донных отложениях поверхностных водных объектов (на примере нефти). М.: РЭФИА, НИА-Природа. 2002, 65 с.

19. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. М.: Практика, 1998.-459 с.

20. Гопален, X. Н. Пуфинг политенных хромосом Chironomus: влияние аминокислот / X. Н. Гопален // Тр. XIV Международ, генет. конгресса: Сб. науч. тр. М., 1978. Ч. 1.С.40.

21. Цитологические признаки подавления общего уровня синтеза белка, выявляемые с помощью моноклональных антител / А. А. Григорьев, Т. И. Булычёва, Е. В. Шеваль, И. А. Калинина и др. // Цитология. 2008. Т. 50. №4. С. 338-346.

22. Дёмин, С. Ю. Изменчивость степени конденсированности политенных хромосом в клетках разных органов личинок Chironomus plumosus из природы: Автореф. дис. . канд. биол. наук / С. Ю. Дёмин. Л., 1989. - 25 с.

23. Дёмин, С. Ю. Изменение компактности политенных хромосом из разных органов личинок мотыля Chironomus plumosus / С. Ю. Дёмин, Н. Б. Ильинская // Цитология. 1988. Т. 30. №4. С. 407-415.

24. Дёмин, С. Ю. Полиморфизм политенных хромосом по степени компактности в природных популяциях четырёх видов хирономид / С. Ю. Дёмин, Н. Б. Ильинская // Цитология. 1989. Т. 31. №6. С. 706-712.

25. Дроздовская, А. Н. Исследование трифенилстибина как полимодификационного агента / А. Н. Дроздовская, И. А. Рапопорт, М. М. Бекназарьянц//Генетика. 1977. Т. 13. №12. С. 2139-2164.

26. Дроздовская, А. Н. Влияние бора на ядрышко, хромоцентр и хромосомы слюнных желез дрозофилы / А. Н. Дроздовская // Генетика. 1978. Т. 7. № 2. С. 84-90.

27. Дроздовская, А. Н. Действие пара-амииобензойной кислоты на изолированные слюнные железы дрозофилы / А. Н. Дроздовская // Применение хим. мутагенов в защите среды от загрязнителей и в с.-х. практике: Сб. науч. тр. М., 1981. С. 76-78.

28. Дроздовская, А. Н. Изменение частоты пуфов политенных хромосом дрозофилы в динамике при действии колхицина / А. Н. Дроздовская // Новые сорта, созданные методом химического мутагенеза: Сб. науч. тр. М., 1988. С. 226-230.

29. Дубинин, Н. П. Мутагенез и окружающая среда / Н. П. Дубинин, Ю. В. Пашин. М.: Наука, 1978. - 127 с.

30. Жимулёв, И. Ф. Политенные хромосомы: морфология и структура / И.Ф. Жимулёв. Новосибирск: Наука, 1992. - 480 с.

31. Жимулёв, И. Ф. Гетерохроматин и эффект положения гена / И. Ф. Жимулёв. Новосибирск: Наука, 1993. - 490 с.

32. Жимулёв, И. Ф. Хромомерная организация политенных хромосом / И.Ф. Жимулёв. Новосибирск: Наука, 1994. - 565 с.

33. Жимулёв, И. Ф. К вопросу о структурно-функциональной организации политенных хромосом / И. Ф. Жимулёв, Е. С. Беляева // Генетика. 1975. Т. 11. №2. С. 175-182.

34. Жимулёв, И. Ф. Изменения структуры политенных хромосом дрозофилы при длительном культивировании слюнных желёз личинок в брюшной полости взрослых мух / И. Ф. Жимулёв, Е. С. Беляева // Цитология. 1976. Т. 18. №1. С. 5-9.

35. Забродский, П. Ф. Иммуностимулирующие свойства полиоксидония при остром отравлении антихолинэстеразными токсичными химикатами / П. Ф. Забродский, В. Г. Мандыч, В. Г. Германчук // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2006. Т. 69 №6. С. 37-39.

36. Засухина, Г. Д. Некоторые генетические и эволюционные аспекты проблемы загрязнения среды мутагенами / Г. Д. Засухина // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 1976. Т. 12. №6. С. 503-509.

37. Зацепина О. В. Современные представления о свойствах и функциях ядрышка: ядрышко как мишень стрессовых воздействий на клетки / О. В. Зацепина // Цитология. 2007. Т. 53. № 9. С. 748-749.

38. Ильинская, Н. Б. Развитие, рост и диапауза личинок зимующей популяции Chironomus plumosus / Н. Б. Ильинская // Проблемы экологии Прибайкалья: Сб. науч. тр. Иркутск, 1979. Т. 1. С. 150-152.

39. Ильинская, Н. Б. Функциональная организация политенных хромосом и вопросы кариосистематики / Н. Б. Ильинская // Новые данные по кариосистематике двукрылых насекомых: Сб. науч. тр. Зоологического ин-та АН СССР, 1980. Т. 95. С. 14-22.

40. Ильинская, Н.Б. Влияние температуры содержания зимующих личинок хирономуса на морфологию политенных хромосом / Н. Б. Ильинская // Цитология. 1981. Т.23. №3. С. 264-269.

41. Ильинская, Н. Б. Характеристика политенных хромосом различной степени компактности у личинок природной популяции хирономуса / Н. Б. Ильинская // Цитология. 1984. Т. 26. №5. С. 543-551.

42. Ильинская, Н. Б. Морфологическая изменчивость политенных хромосомличинок хирономид в естественных условиях обитания: Автореф.диссдокт. биол. наук. / И. Б. Ильинская. JL, 1989. - 38 с.

43. Ильинская, Н. Б. Согласованность изменений компактности политенныххромосом и их плеч в клетках слюнных желез при акклиматизации личинок мотыля к различным температурам / Н. Б. Ильинская // Цитология. 1990.Т.32.№10. С. 993 -1001.

44. Ильинская, Н. Б. Влияние температуры на морфологию политенных хромосом личинок хирономусов в природе / Н. Б. Ильинская, С. Ю. Дёмин // Цитология. 1987. Т. 29. №1. С. 86-93.

45. Ильинская, Н. Б. Изменение политенных хромосом слюнных желез личинок Chironomus plumosus в разные месяцы года / Н. Б. Ильинская, Ф. JI. Максимова//Цитология. 1976. Т. 18. №7. С. 847-851. '

46. Ильинская Н. Б. Изменение рисунка и числа дисков в политенных хромосомах личинок Chironomus plumosus в разные сезоны года / Н. Б. Ильинская, Ф. Л. Максимова // Цитология. 1978. Т.20. №3. С.291-297.

47. Ильинская, Н. Б. В-хромосомы Chironomus plumosus (Diptera, Chironomidae) / H. Б. Ильинская, Н. А. Петрова // Генетика. 1985. Т. 21. №10. С.1671-1678.

48. Кикнадзе, И. И. Строение ядрышкового организатора у Chironomus dorsalis / И. И. Кикнадзе // Цитология. 1967а. Т. 9. № 8. С. 902-911.

49. Кикнадзе, И. И. Хромосомы Diptera. I. Culicidae. (эволюционное и практическое значение изучения кариотипов) / И. И. Кикнадзе // Генетика. 1967b. Т. 3. №11. С. 145-165.

50. Кикнадзе, И. И. Цитогенетические аспекты онтогенеза: закономерности транскрипционной активности хромосом при дифференцировке / И. И. Кикнадзе // Онтогенез. 1970. Т. 1. №1. С. 17-27.

51. Кикнадзе, И. И. Функциональная организация хромосом / И. И. Кикнадзе. Л.: Наука, 1972. - 202 с.

52. Кикнадзе, И. И. Сравнительная характеристика пуффинга в хромосомах слюнных желез Chironomus thummi в личиночном развитии и при метаморфозе. I. Пуффинг в хромосоме IV. / И. И. Кикнадзе // Цитология. 1976. Т. 18. №11. С. 1322-1329.

53. Кикнадзе, И. И. Сравнительная характеристика пуффинга в хромосомах слюнных желез Chironomus thummi в личиночном развитии и при метаморфозе. II. Пуффинг в хромосомах I, II и III. / И. И. Кикнадзе // Цитология. 1978. Т. 20. №5. С. 514-521.

54. Кикнадзе, И. И. Молекулярно-цитологическая организация Колец Бальбиани и генов, локализованных в них / И. И. Кикнадзе // Организация и экспрессия генов тканеспецифической функции у Diptera: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1985. С. 115-126.

55. Кикнадзе, И. И. Ядрышко, закономерности его формирования и генетическая роль/И. И. Кикнадзе, Е. С. Беляева // Генетика. 1967. Т. 7. №8. С. 49-61.

56. Кикнадзе, И. И. Молекулярно-цитологическая организация генома хирономид / И. И. Кикнадзе, А. Г. Блинов, Н. Н. Колесников // Структурно-функциональная организация генома: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1989. С. 358.

57. Кариофонды хирономид криолитозоны Якутии: Триба Chironomini / И. И. Кикнадзе, А. Г. Истомина, Л. И. Гундерина, Т. А. Салова, К. Г. Айманова, Д. Д. Савинов. Новосибирск: Наука, 1996. - 166 с.

58. Кикнадзе, И. И. Влияние экдизона на активность колец Бальбиани и ультраструктуру клеток слюнных желез хирономуса / И. И. Кикнадзе, Т. М. Панова, О. А. Агапова // Цитология. 1984. Т. 25. №3. С. 285 291.

59. Кикнадзе, И. И. Функциональные изменения содержания РНК в ядрах слюнных желез Chironomus dorsalis при метаморфозе / И. И. Кикнадзе, И. Т. Филатова // Изв. Сиб. отд. АН СССР: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1960. №12. С. 131-134.

60. Изменение массы прицентромерного гетерохроматина — один из важных путей эволюции кариотипа у хирономид / И. И. Кикнадзе, М. Т. Сиирин, М. А.Филиппова, JI. И. Гундерина, С. М. Калачиков // Цитология. 1991. Т. 33. №2. С. 90-98.

61. Коросов, А. В. Количественные методы экологической токсикологии / А. В. Коросов, Н. М. Калинкина. Петрозаводск: ПетрГУ, КНЦ, 2003. - 56 с.

62. Клиническая токсикология лекарственных средств. Холинотропные препараты / С. С. Крылов, Г. А. Ливанов, А. Н. Петров, Е. В. Семёнов, А. М. Спринц, В. М. Бучко. СПб.: Лань, 1999. - 160 с.

63. Куцкова, Ю. А. Время регрессии пуфов теплового шока в политенных хромосомах дрозофилы Drosophila melanogaster как критерий для оценки эффекта различных стрессовых воздействий / Ю. А. Куцкова, Л. А. Мамон // Цитология. 1995. Т. 31. № 1/2. С. 166-174.

64. Куцкова, Ю. А. Последствия экстремальных воздействий на соматические клетки Drosophila melanogaster в условиях нарушенного синтеза белков теплового шока / Ю. А. Куцкова, Л. А. Мамон // Генетика. 1996. Т. 32. № 10. С. 1406-1416.

65. Левин, С. Л. Об извращении порядка действия холинергических антагонистов на денервированную околоушную железу человека / С. Л. Левин, Н. Н. Высотский // Цитология. 1949. Т. 12 №4. С. 55-58.

66. Лукьяненко, В. И. Токсикология рыб / В. И. Лукьяненко. М.: Пищевая промышленность, 1967. - 215 с.

67. Лычёв, В. А. Изучение величины и распределения пуфов Drosophila melanogaster в норме и при влиянии инбридинга и облучения: Дис . канд. биол. наук / В. А. Лычёв. Обнинск. 1968. - 202 с.

68. Максимова, Ф. Л. К вопросу о кариотипе Chironomus plumosus L. Усть-Ижорской природной популяции Ленинградской области / Ф. Л. Максимова //Цитология. 1976. Т. 18. № ю. С. 1164-1169.

69. Максимова, Ф. Л. Структурная и функциональная организация политенных хромосом личинок природных популяций Chironomus plumosus L. в связи с полиморфизмом вида: Дис . канд.биол.наук. / Ф. Л. Максимова; Ин-т цитологии АН СССР. Л., 1979. - 224 с.

70. Максимова, Ф. Л. Морфологический анализ пуффинга политенных хромосом личинок Chironomus plumosus L. / Ф. Л. Максимова // Цитология. 1983. Т. 25. №9. С. 1049-1053.

71. Максимова, Ф. Л. Характеристика пуфинга политенных хромосом личинок хирономуса Chironomus plumosus в летний период развития / Ф. Л. Максимова, Н. Б. Ильинская // Цитология. 1983. Т. 25. № 4. С. 320-323.

72. Машковский, М. Д. Лекарственные средства: Пособие / М. Д. Машковский.- 11-е изд. Т.1. М.: Медицина, 1988. - 624 с.

73. Михельсон, М. Я. Ацетилхолин. О молекулярном механизме действия / М. Я. Михельсон, Э. В. Зеймаль. Л.: Наука, 1970. - 280 с.

74. Мотыль Chironomus plumosus L. Систематика, морфология, экология, продукция / под ред. В. Е. Соколова и др. М.: Наука, 1983. 276 с.

75. Мурадов, С. В. Изменение активности пуфов у Chironomus dorsalis при метаморфозе под влиянием гидрокортизона / С. В. Мурадов, Л. С. Корочкина // Структура и функционирование хромосом: Сб. науч. тр. М., 1970. С. 48.

76. Нежинская, Г. И. Эффекты модуляции холинергической системы при воспалении / Г. И. Нежинская, А. Л. Владыкин, Н. С. Сапронов // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008 а. Т. 71 №2. С. 46-48.

77. Нежинская, Г. И. Ненейрональные эффекты мускаринового антагониста в профилактике стресса / Г. И. Нежинская, A. JI. Владыкин, Н. С. Сапронов // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008 б. Т. 71 №3. С. 65-69.

78. Нежинская, Г. И. Холинергическая система лимфоцитов / Г. И. Нежинская, Н. А. Лосев, Н. С. Сапронов // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2006. Т. 69. №6. С. 63-67.

79. Перов, Н. А. Ультраструктура пуфов политенных хромосом у Chironomus thummi / Н. А. Перов, И. И. Кикнадзе, Ю. С. Ченцов // Цитология. 1976. Т. 18. №7. С. 840-846.

80. Петрова, Н. А. Хромосомные перестройки трех видов хирономид из зоны Чернобыля (Diptera, Chironomidae) / Н. А. Петрова // Генетика. 1991. Т. 27. №5. С. 836-848.

81. Петрова, Н. А. К вопросу об индивидуальной изменчивости кариотипа Chironomus plumosus: нетипичные пуфы у личинки из природной популяции Читинской обл. / Н. А. Петрова, О. К. Клишко // Цитология. 2001. Т. 43. № 2. С. 172-177.

82. Петрова, Н. А. Цитогенетическая характеристика популяции Chironomus riparius L. (Chironomidae, Diptera) в рыбоводном пруду в пос. Борок Ярославской области / Н. А. Петрова, С. В.' Жиров // Цитология. 2008. Т. 50. № 6. С. 535-538.

83. Новые подходы к анализу взаимоотношений холинергической и дофаминергической медиаторных систем / Н. П. Подосиновикова, А. Б. Космачев, В. Д. Тонкопий и др. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2001. Т. 64. №6. С. 20-22.

84. Daphnia magna Straus как объект при исследовании препаратов холинергического типа действия / Н. П. Подосиновикова, А. Б. Космачев, В. Д. Тонкопий и др. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2002. Т. 65 №1. С. 73-74.

85. Частота сердечных сокращений у Daphnia magna Straus как функциональный тест оценки действия химических соединений / Н. П. Подосиновикова, Н. Ф. Ежов, Н. А. Сайкина и др. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008. Т. 71. №3. С. 54-56.

86. Полуконова, Н. В. Морфологическая и хромасомная дифференциация комаров-звонцов (Chironomidae, Diptera) в процессе видообразования: Автореф. дисс.докт. биол. наук. / Н.В. Полуконова. М., 2005. - 48 с.

87. Полуконова, Н. В. Цитогенетические эффекты ксенобиотиков у Chironomus riparius (Chironomidae, Diptera) / H. В. Полуконова, С. И. Белянина// Саратовский научно-медицинский журнал. 2006. Т. 13. №3. С. 3339.

88. Полуконова, Н. В. Эколого-кариологическая оценка последствий действия экологических факторов на хирономид (Chironomidae, Diptera) / Н.В. Полуконова, И. А. Фёдорова // Поволжский экологический журн. 2006. №2/3. С.164-175.

89. Прокофьева-Бельговская, А. А. Гетерохроматические районы хромосом: строение и функции / А. А. Прокофьева-Бельговская // Журн. общ. биологии. 1977. Т. 38. №5. С. 735.

90. Пудов, И. М. Биомониторинг промышленных зон центрального Казахстана / И. М. Пудов // Всес. совещ. «Эколого-генетический мониторинг состояния окружающей среды»: Сб. науч. тр. Караганда, 1990. С. 97.

91. РД 52.24.635-2002. Методические указания. Проверка наблюдений по оценке уровня токсического загрязнения донных отложений на основе биотестирования. Методы токсикологической оценки загрязнения пресноводных экосистем. -М.: Росгидромет, 15 с.

92. Индукция новых и специфических пуфов под влиянием перхлората / И. А. Рапопорт, М. Н. Сахарова, Ю. Л. Никифоров, М. М. Бекназарьянц // Докл. АН СССР. 1970. Т. 194. №3. С. 701.

93. Вызванные кобальтом новые пуфы и влияние кобальта на ферменты / И. А. Рапопорт, Е. А. Иваницкая, Ю. Л. Никифоров, М. М. Бекназарьянц // Докл. АН СССР. 1971. Т. 201. №2. С. 473.

94. Сахарова, М. Н. Пуфы, индуцированные роданидом и пуфовая модель определения поражаемых лекарствами ферментов / М. Н. Сахарова, И. А. Рапопорт//Докл. АН СССР. 1971. Т. 196. №5 С. 1217-1270.

95. Низкая эффективность краткосрочных тестов при оценке потенциальной мутагенной опасности химических соединений для млекопитающих / В. А. Тарасов, Р. М. Велибеков, И. К. Любимова, М. М. Асланян//Генетика. 2001. Т. 37. №7. С. 1008-1017.

96. Тимошевский, В. А. Интерфазная цитогенетика в оценке геномных мутаций в соматических клетках / В. А. Тимошевский, С. А. Назаренко // Генетика. 2005. Т. 41. №1. С. 5-16.

97. Тиняков, Г. Г. О разных типах эндомитоза / Г. Г. Тиняков, Л. Ф. Горская, Ю. Г. Тиняков // Генетика. 1969. Т. 5. №2. С. 170-173.

98. Фёдорова, И. А. Реакция различных участков генома хирономид (Diptera) под действием атропина / И. А. Фёдорова, Н. В. Полуконова // Энтомологические и паразитологические исследования в Поволжье. Сарат. гос ун-т. 2007. Вып. 6. С. 65-73.

99. Фрумин, Г. Т. Экспресс-метод определения эффективных и смертельных доз (концентраций) / Г. Т. Фрумин // Химико-фармацевтический журнал. 1991. № 6. С. 15-18.

100. Христолюбова, Н. Б. Образование дополнительных ядрышек в клетках слюнных желез дрозофилы под действием трипсина / Н. Б. Христолюбова // Морфологические и химические изменения в процессе развития клетки: Сб. науч. тр. Рига, 1967. С. 95-99.

101. Чуйко, Г. М. Холинэстеразы пресноводных костистых рыб / Г. М. Чуйко, В. А. Подгорная // Физиология и токсикология пресноводных животных: Сб. науч. тр. Рыбинск, 2007. С. 100-139.

102. Шобанов, Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae) 1. Стандартизация дисков политенных хромосом в системе Максимовой / Н. А. Шобанов // Цитология. 1994 а. Т.36, №1. С. 117-122.

103. Шобанов Н. А. Кариофонд Chironomus plumosus (L.) (Diptera, Chironomidae). IV. Внутри- и межпопуляционный полиморфизм / Н. А. Шобанов//Цитология. 1994 6. Т. 36. №11. С. 1129-1145.

104. Шобанов, Н.А. Эволюция рода Chironomus. 1. Предковая форма и основные направления филогенеза/ Н. А. Шобанов // Зоол. журн. 2002. Т. 81. № 4. С. 463-468.

105. Шобанов, Н. A. Chironomus agilis новый вид из группы plumosus (Chironomidae, Diptera) / Н. А. Шобанов, С. Ю. Дёмин // Зоол. журн. 1988. Т. 67 №10. С. 1489-1497.

106. Юрин, В. М. Основы ксенобиологии / В. М. Юрин. Мн.: Новое знание, 2002. 267 с.

107. Alverdes, F. Die Kerne in den Speicheldrusen der Chironomus larve / F. Alverdes // Arch. Exper. Zellforsch. 1912. Bd. 9. S. 168-204.

108. Ashburner, M. Function and structure of polytene chromosomes during insect development / M. Ashburner // Advances in insect physiology / Eds. J. W. L. Beament, J. E. Treherne, V. B. Wigglesworth. L. New York. 1970. Vol. 7. P. 195.

109. Ashburner, M. The induction of gene activity in Drosophila by heat shock M. Ashburner, J. Bonner // Cell. 1979. Vol. 17. P. 241-254.

110. Balbiani, E. G. Sur la structure du noyau des cellules salivares chez les larves de Chironomus / E. G. Balbiani // Zool. Anz. 1881. Vol. 4. P. 637-641, 662666.

111. Baudish, W. Kontrolle eines Biochemischen Merkmals in den Speicheldrbsen von Acricotopus lucidus durch einen Balbiani-Ring / W. Baudish, R. Panitz // Exp. Cell Res. 1968. Bd. 49. S. 470-476.

112. Bauer, H. Cytochemical observations on nucleolus formation in Chironomus / H. Bauer, T. Caspersson // Proc. 8th Intern. Congr. Genetics (Hereditas). 1948. P. 533-534.

113. Becker, H. J. Die Puffs der Speicheldrssenchromosomen von Drosophila I. Mitt. Beobachtungen zum Verhalten des Puffmusters im Normalstamm und bei zwei Mutanten, giant und lethal-giant-larva / H. J. Becker // Chromosoma. 1959. Vol. 10. P. 654-678.

114. Beerman, W. Chromomerenkonstanz und spezifische Modifikationen der Chromosomenstruktur in der Entwicklung und Organdifferenzierung von Chironomus tentans / W. Beerman // Chromosoma. 1952. Bd. 5. S. 139-198.

115. Beerman, W. Der Nucleolus als lebenswichtiger Bestandteil des Zellkernes / W. Beerman // Chromosoma. 1960. Vol. 11. P. 263-296.

116. Beerman, W. Ein Balbiani Ring als Locus einer Speicheldrbsenmutation / W. Beerman // Chromosoma. 1961. Vol. 12. P. 1-25.

117. Beerman, W. Riesenchromosomen. / W. Beerman // Protoplasmatologia 6/D. Wien: Springer. 1962. Vol. 6. S. 1-161.

118. Beerman, W. Differentiation at the level of the chromosomes / W. Beerman // Cell Differentiation and Morphogenesis. Amsterdam: North Holland. 1966. P. 24-54.

119. Beerman, W. Gene action at the level of the chromosome / W. Beerman // Heritage from Mendel / Eds. R. A. Brink, E. D. Styles. Madison. London: University of Wisconsin Press. 1967. P. 179-201.

120. Beerman, W. Directed changes in the pattern of Balbiani Ring puffing in Chironomus: effects of a sugar treatment / W. Beerman // Chromosoma. 1973. Vol. 41. P. 297-326.

121. Bonner, J. J. Induction of Drosophila heat shock puffs in isolated polytene nuclei / J. J. Bonner // Develop. Biol. 1981. Vol. 86. P. 409-418.

122. Bonner, J. J. Mechanism of transcriptional control during heat shock / J. J. Bonner // Changes in Eukariotic Gene Expression in Response to Environmental Stress / Eds. B. G. Atkinson, d. B. Walden. N. Y.Acad. Press. 1985. P. 31-35.

123. Bonner, J. J. Polytene chromosome puffing and in situ hybridization measure different aspects of RNA metabolism / J. J. Bonner, M. L Pardue // Cell. 1977. Vol. 12. P. 227-234.

124. Boyd, J. B. Influence of BDY on the stability and function of polytene chromosomes / J. B. Boyd, S. F. Boyd // Chromosoma. 1977. Vol. 61. №1 P. 75 -94.

125. Breuer, M. E. Behaviour of polytene chromosomes of Rhynchosciaria angelae at different stages of larval development / M. E. Breuer, C. Pavan // Chromosoma. 1955. Vol. 7. P. 371-386.

126. Busch, L. Signaling pathways involved in pilocarpine-induced mucin secretion in rat submandiblar glands / L. Busch, E. Borda // Life sciences. 2007. Vol. 80. P. 842-851.

127. Cassagnau, P. Les chromosomes polytenes de Neanura monticola Cassagnau (Collembola) I. Polymorphisme ecologique du chromosome X / P. Cassagnau // Chromosoma. 1974. Vol. 46. P. 343-363.

128. Chatterjee, R. N. Effect of L — amanitin on RNA synthesis in Drosophila polytene chromosome : a probe into the regulation of dosage compensation / R. N. Chatterjee, A. S. Mukherjee // Proc. Indian Nat. Sci. Acad. 1984. Vol. 50. №5. P. 464-472.

129. Clever, U. The immediacy of genomic control in polytene cells / U. Clever, H. Bultmann, J. M. Darrow // Problems in biology: RNA in development / Ed. E.W. Hanly. Salt Lake City: Univ. of Utah Press. 1969. P. 403-423.

130. Daneholt, B. The content of desoxyribonucleic acid in individual polytene chromosomes of Chironomus tentans / B. Daneholt, J. E. Edstrom I I Cytogenetics. 1967. Vol. 6. P. 350-356.

131. Dessen, E. M. B. Evidence of hormonal control of the nucleolar activity in Sciara ocellaris / E. M. B. Dessen, A. L. P. Perondini // Cell Differentiation. 1976. Vol. 5. P. 275-282.

132. Dessen, E. M. B. Effects of ecdysterone on nucleolar activity in salivary glands of Sciara ocellaris / E. M. B. Dessen, A. L. P. Perondini // Caryologia. 1985. Vol. 38. P. 309-317.

133. Diez, J. L. Effect of cordycepin (3-desoxyadenosine) on polytene chromosomes of Chironomus pallidivittatus salivary glands / J. L. Diez // Chromosoma. 1973. Vol. 42. P. 345-358.

134. Galactose induced puffing changes in Chironomus thummi Balbiani rings and their dependence on protein synthesis / J. L. Diez, E. Cortes, Y. Merino et al. // Chromosoma. 1990. Vol. 99. №1. P. 61-70.

135. Ellgaard, E. G. Similarities in chromosomal puffing induced by temperature shocks and dinitrophenol in Drosophila / E. G. Ellgaard // Chromosoma. 1972. Vol. 37. P. 417-422.

136. Firling, С. E. A medium for the maintenance of Chironomus salivary glands in vitro / С. E. Firling, В. K. Kobilka // J.Insect Physiol. 1979. Vol. 25. P. 93-103.

137. Kalnins, V. I. Fine structure of nucleolar organizer of salivary gland chromosomes of Chironomids / V. I. Kalnins, H. F. Stich, S. A. Belcosme // J. Ultrastruct. Res. 1964. Vol. 11. P. 282-291.

138. The Effect of Pilocarpine and Atropine Administration on Radiation-induced Injury of Rat Submandibular Glands / К. H. Kim, J. Y. Kim, M. W. Sung, C. W. Kim // Acta Oto-Laryngologica. 1991. Vol. 11. P. 967-973

139. Machado-Santelli, G. M. Action of hydroxyurea on chromosome physiology in Rhynchosciaria angelae / G. M. Machado-Santelli, R. Basile // Genetica. 1978. Vol. 48. P. 131-135.

140. Activation of Balbiani Ring genes in Chironomus tentans after a pilocarpine induced depletion of the secretory products from the salivary gland lumen / R. МдЬг, В. Meyer, В. Daneholt, H. M. Eppenberger // Develop. Biol. 1980. Vol. 80. P. 409-418.

141. Mainx, F. The structure of the gigant chromosomes in some Diptera: Proc. VIII Intern. Congr. Genetics / F. Mainx // Hereditas. Suppl. 1949. P. 622-623.

142. Mayohara, M. Digitonin treatment activated specific genes including the heat-shock genes in salivary glands of Drosophila melanogaster / M. Mayohara, M. Okada//Dev. Biol. 1988. Vol. 130. №1. P. 348-355.

143. Mattingly, E. Nucleic acid synthesis during larval development of Rhynchosciaria / E. Mattingly, C. Parker // J. Insect Physiol. 1968. Vol. 14. P. 1077-1083.

144. Mechelke, F. Reversible Structurmodificationen der Speicheldrusenchromosomen von Acricotopus lucidus / F. Mechelke // Chromosoma. 1953. Vol. 5. P. 511-543.

145. Mechelke, F. Das Wandern des Activitatsmaximums in BR4 Locus von Acrocotopus lucidus als Modell fur die Wirkungsweise eines komplexen Locus / F. Mechelke//Naturwissenschaften. 1961. Bd. 48. S. 29.

146. Melland, A. M. Types of development of polytene chromosomes / A. M. Melland//Proc. Roy. Soc. Edinb. 1942. Vol. B61. P. 316-327.

147. The activity of Balbiani rings 1 and 2 in salivary glands of Chironomus tentans larvae under different modes of development and after pilocarpine treatment / B. Meyer, R. Mflhr, H. M. Eppenberger, M. Lezzi // Develop. Biol. 1983. Vol. 98. P. 265-277.

148. Nagl, W. The angiosperm suspensor and the mammalian trophoblast: organs with similar cell structure and function / W. Nagl // Soc. bot. Fr. Memoir. Coll. Morphol. 1973. P. 289-302.

149. Nagl, W. DNA endoreduplication and polyteny understood as evolutionary strategies / W. Nagl //Nature. 1976. Vol. 261. P. 614-615.

150. Nath, В. B. Searh for a Drosophila 93D - like locus in Chironomus and Anopheles / В. B. Nath, S. C. Lakhotia// Cytobios. 1991. Vol. 65. № 260. P. 7-13.

151. Olins, A. L. Stereo-electron microscopy of nucleoli, Balbiani rings and endoplasmic reticulum in Chironomus salivary gland cells / A. L. Olins, D. E. Olins, W. W. Franke // Europ. J. Cell Biol. 1980. Vol. 22. P. 714-723.

152. Olins, A. L. Ultrastructural studies of Chironomus salivary gland cells in different states of Balbiani ring activity / A. L. Olins, D. E. Olins, M. Lezzi // Eur. J. Cell. Biol. 1982. Vol. 27. P. 161-169.

153. Painter, T. S. A method for the qualitative analysis of the chromosomes of Drosophila melanogaster / T. S. Painter // Anat. Rec. 1933. Vol. 57. P. 90.

154. Panitz, R. Balbiani-Ring activities in Acricotopus lucidus / R. Panitz // Results and problems in cell differentiation. 1972. Vol. 4. P. 209-227.

155. Pavan, C. Chromosomal activities in Rhynchosciara and other Sciaridae / C. Pavan, A. B. da Cunha // Ann. Rev. Genet. 3/ Eds. H. L. Roman, L. M. Sandler , A Campbell. Palo Alto, California: Ann Reviews Inc. 1969. P. 425-450.

156. Pearson, M. J. Polyteny and the functional significance of the polytene cell cycle/М. J. Pearson//J. Cell Sci. 1974. Vol. 15. P. 457-479.

157. Pelling, C. Application of triated compounds to the midge Chironomus and some aspects of the metabolism of salivary gland chromosomes / C. Pelling // Tritium in the physical sciences. Vienna.: Intern. Atom. Energy Agency. 1962. Vol. 2. P. 327-334.

158. Pelling, C. Variability of RNA synthesis in polytene tissues / C. Pelling // Proc. XI Intern. Congr. Genet. The Hague. 1963. Vol. 1. P. 108.

159. Pelling, С. Ribonucleinsaure-Synthese der Riesenchromosomen. Autoradiographische Untersuchungen an Chironomus tentans / C. Pelling // Chromosoma. 1964. Vol. 15. P. 71-122.

160. Pelling, C. Puff RNA in polytene chromosomes / C. Pelling // Cold. Spring harbor Symp. Quant. Biol. 1971. Vol. 35. P. 521-531.

161. Pelling, C. Diversity and variation of the nucleolar organizing regions in Chironomids / C. Pelling, W. Beerman // Nat. Cancer Inst. Monogr. 1966. Vol. 23. P. 393-409.

162. Poulson, D. F. Studies on the structure of the nucleolus-forming regions in the gigant salivary gland chromosomes of Diptera / D. F. Poulson, C. W. Metz // J. Morphol. 1938. Vol. 63. P. 363-395.

163. Rensing, L. Hormonal control of circadian rhythms in Drosophila / L. Rensing // Biochronometry, ISBN 0-309-01866-8. Natl. Acad. Sci. Washington. 1971. P. 527-540.

164. Rudkin, G. T. Replication in polytene chromosomes / G. T. Rudkin // Results and Problems in Cell Differentiation / Ed. W. Beerman. Berlin; Heidelberg; New > York: Springer. 1972. Vol. 4. P. 59-85.

165. Rudkin, G. T. Cyclic synthesis of DNA in polytene chromosomes of Diptera / G. T. Rudkin // Cell cycle in development and differentiation / Eds. M. Balls, F. Billet. L.: Cambridge Univ. Press. 1973. P. 279-292.

166. Samarskii, V. A. Donor-acceptor interactions of pilocarpine and atropine with amino acids / V. A. Samarskii // Pharmaceutical chemistry journal. 1996. Vol. 30. P. 5-6.

167. Sass, H. Interbands of polytene chromosomes: binding sites and start points for RNA polymerase / H. Sass, E. K. F. Bautz // Chromosoma. 1982. Vol. 86. P. 77-93.

168. Serfling, E. Die experimentelle Beeinflusaing des Puffmusters von Riessenchromosomen. I. Puffinduction durch Oxytetracycklin bei Chironomus thummi / E. Serfling, R. Panitz, U. Wobus // Chromosoma. 1969. Vol. 28. P. 107119.

169. Skaer, R. J. Interband transcription in Drosophila / R. J. Skaer // J. Cell Sci. 1977. Vol. 26. P. 251-266.

170. Sorsa M. Ultrastructure of puffs in the proximal part of chromosome 3R in Drosophila melanogaster / M. Sorsa // Ann. Acad. Sci. Fenn., Ser. A. IV Biol. 1969. Vol. 150. P. 1-21.

171. Stockert, J. C. Osmium tetroxide / p-phenilendiamine staining of nucleoli and Balbiani Rings in Chironomus salivary glands / J. C. Stockert // Histochemistry. 1977. Vol. 53. P. 43-56.

172. Stockert, J. C. The normalized Balbiani sise as a quatitative parametr for transcription activity in polytene chromosomes / J. C. Stockert // Biol. Zbe. 1990. Vol. 109. №2. P. 139-146.

173. Stockert, J. C. Nucleolar patterns in Chironomus salivary glands / J. C. Stockert, O. D. Colman // Naturwissenschaften. 1975. Vol. 62. P. 439.

174. Presence of muscarinic acetylcholine receptors in the cattle tick Boophilus microplus and in epithelial tissue culture cells of Chironomus tentans / A. Turberg, I. Schrnder, S. Wegener, M. Londershausen // Pesticide science. 1999. Vol. 48. P. 389-398.

175. Wegener, S. A muscarinic acetylcholine receptor, present in the epithelial cell line from Chironomus tentans / S. Wegener, M. Spindler-Barth , K. D. Spindler//Biol Chem. 1996. Vol. 377. №12. P. 819-24.

176. Wen, W.-N. Multiple gene sites for 5S and 18 + 28S RNA on chromosomes of Glyptotendipes barbipes (Staeger) / W.-N. Wen, P. E. Leon, D. R. Hague // J. Cell Biol. 1974. Vol. 62. P. 132-144.

177. Wostenholme, D. R. The distribution of DNA and RNA in salivary gland chromosomes of Chironomus tentans as revealed by fluorescence microscopy / D. R. Wostenholme// Chromosoma. 1965. Vol. 17. P. 219-229.

178. Wuelker, W. Karyosystematics and morphology of northern Chironomus (Diptera, Chironomidae): Freshwater species with larvae of the salinarius-type / W. Wuelker, M. G. Butler//Entomol. Scand. 1983. Vol. 14. №1. P. 121-136.

179. Yost, H. J. RNA metabolism: strategies for regulation in the heat shock response / H. J. Yost, R. B. Petersen, S. Lindquist // Trends Genet. 1990. Vol. 6. P. 223-227.

180. Автор выражает искреннюю признательность своему научному руководителю, учителю и наставнику д. б. н., доценту кафедры общей биологии, фармакогнозии и ботаники СГМУ им. В. И. Разумовского Н. В. Полуконовой.

181. Автор выражает благодарность кафедре общей биологии, фармакогнозии и ботаники СГМУ им. В. И. Разумовского в лице заведующего, доцента Н.А. Дурновой и сотрудников кафедры.

182. Автор благодарит Е. Ю. Мельникова и М. С. Козлова за помощь в подготовке иллюстраций.

183. Я глубоко благодарна своим родителям, без моральной и финансовой под держки которых эта работа не могла бы быть осуществлена.

Информация о работе

Фёдорова, Ирина Александровна
кандидата биологических наук
Саратов, 2009
ВАК 03.00.25

Диссертация

Характер изменения функционально активных участков и компактности политенных хромосом Chironomus (diptera) под влиянием холинотропных препаратов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы