Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Механизмы неспецифической резистентности у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

ВАК РФ 03.02.10, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Механизмы неспецифической резистентности у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия"

На правах рукописи

ПРОТОПОПОВА Марина Владимировна

МЕХАНИЗМЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ У БАЙКАЛЬСКИХ И ПАЛЕАРКТИЧЕСКИХ АМФИПОД В УСЛОВИЯХ ИНТОКСИКАЦИИ ХЛОРИДОМ КАДМИЯ

03.02.10- гидробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

О (с!АР

2011

Красноярск-2011

4840265

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет», г. Иркутск.

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Тимофеев Максим Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Гладышев Михаил Иванович Институт биофизики СО РАН, г. Красноярск

кандидат биологических наук Калюжная Оксана Викторовна

Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, п. Борок

Защита диссертации состоится «'/(f» udfcZ/ir' 2011 г. в SP часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.099.15 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. Р 8-06 Тел./факс: (391) 291 28 29; E-mail: nikgna@gmail.com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета.

Автореферат разослан « /Г»ykjfc-iU^ 201

1 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, доцент Н. А. Гаевский

Актуальность проблемы. В настоящее время в результате роста промышленного производства увеличивается антропогенная нагрузка на водные экосистемы (Laws, 2000; Camargo et al., 2006; Chuiko, 2007). Токсическое загрязнение водных экосистем соединениями тяжелых металлов является одним из наиболее распространенных последствий антропогенного воздействия на водоемы (Gladyshev et al, 2001).

Особенно негативно последствия токсического загрязнения могут отразиться на существовании древних пресноводных сообществ, население которых представлено в основном узкоадаптироваными видами-эндемиками (Brooks et al, 2006; Forest et al., 2007). Одной из таких экосистем является озеро Байкал, характеризующееся огромным биоразнообразием и высоким уровнем эндемизма. Исследований возможного влияния токсического воздействия на физиологическое состояние байкальского бентоса до настоящего времени практически не проводилось. Проводимые работы в основном выполнены на уровне оценки токсикорезистентных способностей видов по показателю их выживаемости в растворах различных токсических веществ (Косолапов, 1982; Черепанов и др., 1981; Камалтынов, 1983 Стом и др., 2003) или поведенческих реакций (Волков, 1983).

Эндемичные амфиподы (Crustacea, Amphipoda) являются одной из важнейших бентосных групп организмов Байкала. Одними из наиболее важных и хорошо изученных механизмов неспецифической резистентности организмов являются антиоксидантная система (Barata et al., 2005; Меньшикова, 2006) и белки теплового шока (БТШ) (Evgen'ev et al., 1985; Baird et al., 2006; Rozhkova et al., 2010). Некоторые клеточные механизмы стресс-ответа при интоксикации у байкальских и палеарктических амфипод освещены в работах группы ученых под руководством М.А. Тимофеева (Тимофеев и др., 2006; Timofeyev et al., 2008). Тем не менее, специфика этих механизмов у байкальских эндемиков требует дальнейшего изучения. Исходя из этого, большую актуальность приобретают исследования механизмов резистентности к токсическому воздействию у байкальских эндемичных видов.

Цель исследования. Целью исследования являлось изучение особенностей активации ключевых механизмов неспецифической резистентности (белков теплового шока и ферментов антиоксидангной системы) у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

Для достижения цели исследования необходимо было решить следующие задачи.

1. Провести оценку влияния интоксикации хлоридом кадмия на уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод.

2. Провести оценку влияния интоксикации хлоридом кадмия на активность ключевых ферментов антиоксидантной системы у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод.

3. Провести оценку влияния интоксикации хлоридом кадмия на изменение содержания белков теплового шока семейств БТШ70 и низкомолекулярных БТШ (нмБТШ) у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод.

4. Провести оценку влияния интоксикации хлоридом кадмия на процессы анаэробного гликолиза у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод.

Научная новизна.

Впервые были получены данные об особенностях активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации. Была установлена зависимость между степенью активации процессов ПОЛ и токсикорезистентностью видов. Получены новые данные об изменении активности антиоксидантных ферментов (каталаза, пероксидаза, глутатион 8-трансфераза) у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации. Выявлены различия в реакции антиоксидантных ферментов у амфипод, различающихся по своим токсикорезистентным способностям. Впервые было показано, что у байкальских и палеарктических амфипод происходит увеличение содержания белков БТШ70 в условиях интоксикации. Была выявлена зависимость между интенсивностью накопления белков семейств БТШ70 и нмБТШ и степенью токсикорезистентности видов. Впервые показано, что в условиях интоксикации у байкальских и палеарктических амфипод происходит увеличение доли анаэробного гликолиза в энергетическом метаболизме. Установлена зависимость между скоростью накопления конечного продукта анаэробного гликолиза - лактата и степенью токсикорезистентности видов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Результаты диссертационной работы расширяют имеющиеся к настоящему времени представления об общих и специфических механизмах физиологических и биохимических адаптаций водных организмов и вносят значительный вклад в развитие представлений о взаимоотношениях организма и среды. Полученные данные представляют особый интерес для понимания вопросов экологии и эволюции байкальской фауны. Результаты могут быть использованы при прогнозировании влияния промышленного загрязнения на

состояние водных экосистем, для разработки высокоэффективных биомаркеров состояния гидробиоценозов при совершенствовании различных систем мониторинга, и, в первую очередь, для уникальной экосистемы оз. Байкал. Материалы данного исследования включены в учебный процесс Иркутского государственного университета (ИГУ) при чтении курсов лекций на биолого-почвенном факультете («Практикум по экологии», «Современные проблемы лимнологии»), при проведении полевых учебных практик для студентов ИГУ, а также включены в программу российско-германской летней школы «Лимноэкология озера Байкал» (ИГУ — Университет Кристиана-Альбрехта, г. Киль, Германия).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод происходит развитие окислительного стресса, что сопровождается снижением активности ферментов антиоксидантной системы и усилением процессов перекисного окисления липидов.

2. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод происходит увеличение доли анаэробного гликолиза в энергетических процессах.

3. Белки теплового шока семейств БТШ70 и нмБТШ являются элементами защитных механизмов байкальских и палеарктических амфипод к токсическому воздействию хлорида кадмия.

4. Степень и скорость активации механизмов клеточной резистентности в условиях интоксикации хлоридом кадмия у амфипод разных видов отличаются и связаны с показателями токсикорезистентности видов.

Апробация работы. Об основных результатах работы докладывалось на следующих конференциях: Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (г. Саранск, 2005 г.); Ежегодной научно-теоретической конференции молодых ученых ИГУ (г. Иркутск, 2006 г.); VII региональной научно-практической конференции молодых ученых (г. Иркутск, 2006); Международной научно-практической конференции «Проблемы иммунологии, патологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов-2» (пос. Борок, 2007 г.); I Международной школы-конференции «Актуальные вопросы изучения микро-, мейо-зообентоса и фауны зарослей пресноводных водоемов» (пос. Борок, 2007 г.); Международном симпозиуме «Научно образовательный центр "Байкал": стратегия развития» (пос. Большие Коты, 2007 г.); Ежегодной научно-теоретической конференции аспирантов и студентов ИГУ (г. Иркутск,

2007 г.), Ill Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова, «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы», конференции по гидроэкологии «Критерии оценки качества вод и методы нормирования антропогенных нагрузок» и школе-семинаре «Современные методы исследования и оценки качества вод, состояния водных организмов и экосистем в условиях антропогенной нагрузки» (пос. Борок, 2008 г.); Американо-Российской двухсторонней конференции по охране здоровья шдробионтов «US-Russia conference Aquatic Animal Health» (США, 2009), 14 международной Путинской школе-конференции молодых ученых «Биология -наука XXI века», (Москва, 2010 г.), 5 международной Верещагинской байкальской конференции (г. Иркутск, 2010 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 45 печатных работ. Из них: статей в журналах, рекомендованных ВАК - 12 (в зарубежных журналах системы Web of Science — 3; в российских изданиях- 9); в других изданиях - 9; тезисов конференций - 24.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы, в которой приводится постановка цели и задач исследования, методической и экспериментальной частей, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа включает 40 рисунков. Список литературы состоит из 309 источников, из них 157 на русском и 152 на английском языке.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе были использованы амфиподы двух фаунистических групп. Байкальские эндемичные виды: Eulimnogammarus verrucosus (Gerstf.), Е. vittatus (Dyb.), E. cyaneus (Dyb.), E. marituji Baz., E. maackii (Dyb.), Gmelinoides fasciatus (Stebb.), Ommatogammarus flavus (Dyb.) и общераспространенные палеарктические виды: Gammarus lacustris Sars и Gammarus ligrinus (Sexton).

По литературным данным, токсикорезистентность выбранных видов представляет собой следующий относительный ряд: О. flavus < Е. marituji < Е. cyaneus < Е. verrucosus = E. maackii < G. lacustris = G. tigrinus < E. vittatus = G. fasciatus (Тимофеев, 2000; Chambers, 1977; Szaniawska et al., 2003; Wijnhoven et al., 2003).

Материал был собран в 2005-2010 гг. Сбор литоральных амфипод проводили на глубинах 0,5-1 м с. использованием гидробиологического сачка, глубоководные виды были отловлены на глубине 100—400 м с помощью драги,

дночсрпателя, глубоководных ловушек. Байкальских амфипод отлавливали в прибрежной зоне озера Байкал в районе пос. Листвянка и пос. Большие Коты (Южный Байкал). G. lacustris отлавливали в озере, расположенном в черте г. Иркутск в непосредственной близости от р. Ангара и небольшом озере в районе пос. Большие Коты на расстоянии не более 1 км от побережья оз. Байкал. Амфипод вида G. tigrinus отлавливали на урезе озера Mugulsee федеральной земли Бранденбург (Германия).

Амфипод содержали раздельно по видам в аэрируемых аквариумах при температуре 6~8°С. В экспериментах использовали здоровых и активно плавающих рачков, предварительно акклимированных (преакклимированных) не менее 1-2 суток. Амфипод кормили один раз в сутки коммерческим препаратом TetraMin (Германия). Преакклимашпо животных и приготовление растворов токсиканта для экспериментов проводили, используя воду из озера Байкал. Предварительно акклимированных амфипод экспонировали в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л в аэрируемых аквар!гумах. Длительность экспозиции составляла от 30 минут до 3 суток. Амфипод контрольной группы содержали в условиях аналогичных акклимации. После экспозиции живых рачков замораживали в жидком азоте для дальнейших биохимических анализов.

Методы биохимического анализа. Для биохимических анализов использовали целых особей амфипод. Уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли по содержанию диеновых конъюгатов (ДК), первичных продуктов ПОЛ, согласно методике И.Д. Стальной (1977) с модификациями (Тимофеев и др., 2003). Уровень анаэробного гликолиза оценивали по содержанию его конечного продукта — лактата. Измерение содержания лактата проводили энзиматическим спектрофотометрическим методом с помощью стандарт-набора согласно протоколу фирмы-производителя (Vital diagnostic, СПб) с модификациями (Павличенко и др., 2009). Активность пероксидазы определяли согласно методике Drotar et al. (1985) с модификациями (Timofeyev et al., 2009), используя в качестве субстрата гваякол при X = 456 нм, Т = 25°С и рН = 5. Активность каталазы определяли согласно Н. Aebi (1984) с модификациями (Timofeyev et al., 2009), используя в качестве субстрата перекись водорода (Н202) при X = 240 нм, Т = 25°С и рН = 7. Активность глутатион-8-трапсферазы определяли согласно W. Habig (1974) с модификациями (Timofeyev et al., 2009), используя в качестве субстратов глутатион и 1-хлор-2,4-динитробензен (CDNB) при X = 340 нм, Т = 25°С и рН = 6,5. Концентрацию общего белка в пробах измеряли по методу Бредфорд (1976)

или методу Лоури (1951). Оценку содержания БТШ проводили с помощью стандартного метода денатурирующего электрофореза (Laemmli, 1970) и последующего Вестерн-блоттинга (Bers, Garfin, 1985).

Расчет и статистическая обработка данных. Все эксперименты проведены не менее чем в 5 повторностях в 3 параллельных группах в каждом эксперименте. Биохимические измерения проводили не менее чем в 3-х повторностях из каждой пробы.

Калибровку электрофореграмм проводили с использованием специализированных программ Sigma Gel (USA) и Total Lab V 1.6 (USA). Для статистической обработки количественных данных пользовались общепринятыми методами: рассчитывали средние арифметические величины и доверительный интервал. Проверку нормальности распределения осуществляли при помощи критерия Шапиро-Уилка. Оценку достоверности производили с использованием двухвыборочного t-теста Стьюдента. Для проверки статистических гипотез при использовании множественных сравнений также использовали критерий Бонферрони. Статистический анализ проводили с использованием программ Biostat 3.03 и Statistica 5.0. На диаграммах указаны доверительные интервалы. *- обозначены случаи достоверного отличия значений от контрольного при доверительной вероятности - 0,95.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Изменение уровня перекисного окисления липидов у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

В исследовании были использованы следующие виды амфипод: Е. cyaneus, Е. marituji, Е. maackii и G. lacustris. Было проведено более 250 анализов, в которых было использовано более 750 рачков.

Как показало проведенное исследование, у токсикочувствительных байкальских Е. cyaneus и Е. marituji происходило увеличение уровня ДК уже после 3 часов экспозиции в растворах хлорида кадмия (Рис. 1). Затем содержание ДК возвращалось к контрольному значению. У Е. marituji это происходило после 12 часов, а у Е. cyaneus после 3 суток эксперимента.

У токсикорезистентных байкальского Е. vittatus и палеарктического G. lacustris на протяжении всего эксперимента достоверного увеличения содержания ДК не наблюдали.

Таким образом, установлено, что у токсикочувствительных видов происходило увеличение уровня ДК уже на начальных этапах интоксикации хлоридом кадмия. У более токсикорезистентных среди использованных видов увеличения содержания ДК не отмечено.

Рисунок 1 - Уровень ПОЛ у Е. cyancus (А) и у E.marituji (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

Изменения активности ан гиоксидантиых ферментов у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

В исследовании были использованы виды: Е. cyaneus, Е. verrucosus, G. tigrimis и G. lacustris. В ходе работы было проведено более 130 анализов, в которых использовано более 600 особей рачков.

В результате проведенного исследования установлено, что экспозиция байкальского Е. cyaneus в растворах хлорида кадмия приводит к постепенному снижению активности пероксидазы на протяжении всего эксперимента (Рис. 2). Достоверное снижение активности фермента фиксировали уже после 6 часов. У байкальского Е. verrucosus достоверное снижение отмечали только через 72 часа экспозиции (Рис. 2).

•0,14

0.04

■NT

0,33

контроль 3 ч.

Рисунок 2 - Активность пероксидазы у Е. cyaneus (А) и Е. verrucosus (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л,

* - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0.05.

У палеарктических G. lacustris и G. tigrinus отмечали снижение активности пероксидазы после 72 часов экспозиции в растворах хлорида кадмия (Рис. 3).

Экспозиция байкальских Е. cyaneus и Е. verrucosus, а также палеарктических G. lacustris и G. tigrinus в растворах хлорида кадмия не вызывала изменений активности каталазы на протяжении всего эксперимента.

При определении изменения активности глутатион S-трансферазы наблюдали большее разнообразие реакций. Так, экспозиция Е. cyaneus в растворах хлорида кадмия вызывала снижение активности глутатион S-трансферазы после 24 часов, а у Е. verrucosus снижение активности отмечали уже после 3 часов эксперимента (Рис. 4). В отличии от байкальских видов, у палеарктических G. lacustris и G. tigrinus достоверных изменений активности глутатион S-трансферазы в течение всего эксперимента отмечено не было.

«отрога, Зч. 6 ч. 24ч. 72 ч. контроль 6 ч 24 ч. 72 ч.

Рисупок 3 - Активность пероксидазы у в. 1асиз!т- (А) и в. ¡¡¿ппш (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л *- статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

6.................-................г................,.................:....................................5.................V................,.................,................

контропь 3 ч. 6 ч. 24 ч. контроль 3 ч. 6 ч. 24 ч.

Рисунок 4 - Активность глутатион S-трансферазы у Е. cyaneus (А) и Е. verrucosus (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л *- статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

Таким образом, в ходе исследования была обнаружена выраженная зависимость времени начала снижения активности пероксидазы с токсикорезистентностью видов. У наиболее токсико-чувствительного байкальского Е. cyaneus было зафиксировано самое раннее снижение активности пероксидазы, в то время как у более токсикорезистентных G. lacustris, Е. verrucosus и G. tigrinus снижение активности пероксидазы наблюдали только после 3 суток экспозиции. У наиболее резистентных к интоксикации палеарктических G. lacustris и G. tigrinus падение активности пероксидазы не сопровождалось снижением активности глутатион S-трансферазы. Напротив, у более токсикочувствительных байкальских видов

происходило снижение активности как псроксидазы, так и глутатион S-трансферазы.

Изменения содержания белков теплового шока у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

В работе проводили оценку изменения уровня белков семейств БТШ70 и нмБТШ у амфипод в условиях интоксикации. В исследовании были использованы следующие виды: Е. cyaneus, Е. verrucosus, Е. vittatus, G. fasciatus, О. flavus, G. lacustris и G. tigrinus. В ходе работы было проведено более 200 анализов, в которых использовано более 4000 особей рачков.

Результаты исследования показали, что экспозиция Е. verrucosus в растворах хлорида кадмия приводила к многократному увеличению содержания БТШ70 после 6 часов, а нмБТШ после 3 часов. После 24 часов экспозиции отмечали снижение содержания белков обоих семейств, которое все же многократно превышало их контрольные значения (Рис. 5).

У G. fasciatus увеличение содержания нмБТШ наблюдали после 3 часов, а БТШ70 только после 24 часов экспозиции амфипод в растворах хлорида кадмия.

контроль 0,5 ч. 3 н. 6ч. 24 ч контроль 0,5ч. 3 ч. 6ч. 24ч.

А

контроль 0,5 ч

контроль 0,5 ч.

Рисунок 5 - Вестерн-блоггинг Е. verrucosus, экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л. Мембраны инкубированы в растворах антител к БТШ70 (Л) и нмБТШ (Б).

Вверху типовая мембрана, внизу усредненная полуколичественная оценка * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

У Е. vittatus многократное увеличение содержания БТШ70 происходило после 24 часов, а достовернее увеличение содержания нмБТШ наблюдали уже после 1 часа эксперимента и его содержание продолжало увеличиваться до 24 часов эксперимента (Рис. 6).

Экспозиция амфипод G. lacustris в растворах токсиканта приводила к увеличению уровня БТШ70 через 6 часов эксперимента, а через 12 часов наблюдали максимальное содержание белка (Рис. 7). Максимальное содержание нмБТШ отмечали после 24 часов эксперимента.

У глубоководного О. /?тад наблюдали крайне низкое содержание белков семейств БТШ70 и нмБТШ даже в контрольных условиях. В течение первых часов экспозиции в растворах хлорида кадмия содержание БТШ70 и нмБТШ у амфипод не изменялось, оставаясь в большинстве экспериментов на уровне, близком к контрольному значению (Рис. 8). Содержание БТШ70 и нмБТШ достигало детектируемого уровня только после 3 часов эксперимента, но даже максимальные количества БТШ были на несколько порядков ниже конститутивного уровня БТШ у литоральных видов.

контроль 1 ч. 24 ч. контроль 1 ч. 24 ч.

300

_ 210

Рисунок 6 - Всстерн-блоттинг Е. \ittatiis, экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л. Мембраны инкубированы в антителах к БТШ70 (А) и нмБТШ (Б). Вверху типовая мембрана, внизу усредненная полуколичественная оценка * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

I

А

____ Т '

контроль 1ч. 6 ч. 12 ч.

контроль 24 ч. 72 ч. 144 ч.

Рисунок 7 - Всстерн-блоттинг б. /оа«/га, экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л. Мембраны инкубированы в растворах антител к БТШ70 (А) и нмБТШ (Б). Вверху типовая мембрана, внизу усредненная полуколичественная оценка * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

контроль 0,5 ч. 1ч. Зч. 9 ч. 12 ч.

контроль 0,5ч.. 1

Нг 30

контроль 0,5 ч. 1

контроль 0,5 ч

Рисунок 8 - Вестерн-блоттинг О. ¡\avus, экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л. Мембраны инкубированы в растворе антител к БТШ70 (Л) и нмБТШ (Б). Вверху типовая мембрана, внизу усредненная полуколичественная оценка * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

контроль 0,5 ч. 3 ч, Б ч. 12 ч

контроль 0,5 ч. 6 ч. 12 ч. 24 ч.

контроль 0,5ч. Зч. 6ч. 12ч.

0,05 мг/л

контроль 0,5 ч. 6 ч. 12 ч. 24 ч

1 мг/л

контроль 0,5 ч. Зч. 6 ч. 12 ч.

контроль 0,5 ч. 6 ч. 12 ч. 24 ч.

) / \

Ь-У

контроль 0,5ч. Зч. бч. 12ч.

контроль 0,5 ч. 6 ч. 12 ч. 24 ч.

1 мг/л

0,05 мг/л

Рисунок 9 - Вестерн-блоттинг Е. суапеш, экспонированных в растворах хлорида кадмия с различными концентрациями. Мембраны инкубированы в растворах антител к БТШ70 (Л) и нмБТШ (Б). Вверху типовая мембрана, внизу усредненная полуколичественная оценка * - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

В условиях интоксикации хлоридом кадмия у амфипод была выявлена характерная зависимость «доза-эффект» (Рис. 9). При использовании более высоких концентраций токсиканта достоверное увеличение содержания БТШ происходило на более ранних этапах и максимальный уровень накопленных белков бы выше, чем при использовании низких концентраций.

Таким образом, результаты исследования показали, что у всех изученных видов происходит увеличение содержания БТШ обоих исследованных семейств в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

Обнаружено, что при экспонировании амфипод в растворах с более высокой концентраций токсиканта достоверное увеличение содержания БТШ происходило на более ранних этапах и максимальный уровень накопленных белков был выше, чем в растворах с низкой концентрацией. Показано, что литоральные и глубоководные виды отличаются как по срокам начала накопления БТШ, так и по уровню накопленного белка. У наиболее токсикочувствительных глубоководных видов накопление БТШ происходило позднее и в меньшей степени, чем у более токсикорезистентных литоральных видов.

Изменение уровня анаэробного гликолиза у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия

Как показали полученные результаты, у амфипод в условиях интоксикации происходит активация серии защитных механизмов, что требует высоких энергозатрат. Одним из механизмов поддержания энергопродукции в клетках на необходимом уровне в условиях энергодефицита является активация процессов анаэробного гликолиза (Portner, Knust, 2007). Анаэробный гликолиз является малоэффективным путем получения энергии, и переход на него является вынужденной мерой для организма. Кроме того, активация гликолиза приводит к множеству негативных последствий в клетках, в том числе к ацидозу. Логично предположить, что у более токсикорезистентных видов механизмы, обеспечивающие стабильность клеточного дыхания в условиях интоксикации, должны быть развиты в большей степени, а переключение с аэробного на анаэробный путь получения энергии должно происходить на более поздних этапах.

Для проверки данной гипотезы, были использованы следующие виды амфипод: Е. cyaneus, Е. verrucosus, Е. marituji и Е. vittatus, G. lacustris. Было проведено более 160 анализов, в которых было использовано более 500 рачков.

Установлено, что достоверное увеличение содержания лактата у Е. суапеш происходило уже через 30 минут экспозиции, максимальный уровень лактата отмечали после 6 часов (Рис. 10).

300

Ат

7ГГ

* ____________.L _ Б

f. ; 7 Ф Ш

Щ ш Щ [ *

¡¡—fl Г;"

жж mm ж ill ll| III I 1 ' '

контроль 0,5 ч

контроль 0.5 ч.

Рисунок 10- Содержание лактата у Е. cyaneus (А) и Е. verrucosus (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л *- статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

У Е. verrucosus также наблюдали увеличение содержания лактата после 30 минут эксперимента, максимальное содержание лактата отмечали после 1 часа, после чего, его содержание снижалось, однако по-прежнему было выше контрольного значения (Рис. 10).

У G. lacustris (Рис. 11) достоверное увеличение содержания лактата происходило после 2 часов эксперимента, но уже после 3 часов содержание лактата снижалось до контрольного уровня.

Достоверное увеличение содержания лактата у наиболее токсикорезистентного Е. vitlatus наблюдали только после 6 часов экспозиции в растворах хлорида кадмия (Рис. 11).

600 .....................................................................„

400 ----f--------:

-J;. !

1 !

контроль 1 ч.

контроль 0,5 ч

Рисунок 11 - Содержание лактата у & /асшгга (А) и Е. \ittatus (Б), экспонированных в растворах хлорида кадмия с концентрацией 0,05 мг/л (нмоль/г сыр. веса)

* - статистически достоверное отклонение от контроля при Р<0,05.

Таким образом, обнаружено, что в условиях интоксикации хлоридом кадмия общей реакцией для всех видов амфипод является увеличение уровня лактата. При этом у более токсикорезистентных видов & /<зсг«7га и Е. vitaíus достоверное увеличение содержания лактата происходит позднее, чем у

токсикочувствительных видов. Полученные данные позволяют предположить, что токсикочувствительные виды обладают менее эффективными механизмами перераспределения и расходования энергии в условиях интоксикации и переключение на анаэробный гликолиз у них происходит быстрее, чем у токсикорезистентных видов.

ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенные исследования показали, что различия в функционировании защитных механизмов у амфипод разных видов в условиях интоксикации определяют их токсикорезистентность.

Так, в условиях интоксикации хлоридом кадмия у более токсикорезистентных видов (Е. vittatus и G. lacustris) не происходит увеличения содержания ДК. У более токсикочувствительных видов (Е. cyaneus и Е. marituji), наоборот, отмечено накопление ДК. Увеличение содержания ДК свидетельствует об увеличении интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и, соответственно, о развитии окислительного стресса у амфипод. Вероятно, что более токсикорезистентные виды обладают более эффективными антиоксидантными механизмами, снижающими уровень ПОЛ, а также более эффективными механизмами элиминации продуктов ПОЛ, образующихся у амфипод в результате токсического воздействия. У более токсикочувствительных видов эти механизмы, видимо, развиты в меньшей степени, что и приводит к накоплению у них ДК.

Для всех исследованных видов, вне зависимости от их фаунистической принадлежности, характерно снижение активности пероксидазы в условиях интоксикации хлоридом кадмия. У более токсикочувствительных видов снижение активности пероксидазы происходит на более ранних этапах, чем у более токсикорезистентных. У резистентных к интоксикации палеарктических видов падение активности пероксидазы не сопровождается снижением активности глутатион S-трансферазы. У наиболее токсикочувствительных среди байкальских видов происходит снижение активности как пероксидазы, так и глутатион S-трансферазы. Снижение активности антиоксидантных ферментов можно объяснить прямым ингибированием ионами кадмия (Romeo et al., 2000; Orbea et al., 2002). Процесс нарушения конформации пероксидазы у амфипод может компенсироваться активным синтезом новых молекул фермента. По-видимому, токсикорезистентные палеарктические виды в условиях интоксикации способны поддерживать синтез новых ферментов более длительное время, в отличие от байкальских токсикочувствительных видов. Снижение способности к синтезу новых антиоксидантных ферментов у

байкальских амфипод приводит к увеличению образования перекисных продуктов, за элиминацию которых ответственна глутатион Б-трансфераза. В результате увеличения потребности клеток в функционировании глутатион трансферазы должен усиливаться износ молекул фермента. В то же время возможности дополнительного синтеза новых молекул фермента ограничены, вследствие чего, вероятно, и наблюдается падение ферментативной активности глутатион Э-трансферазы, что ведет к снижению резистентных возможностей организма и его способности к выживанию в условиях токсического стресса. У более токсикочувствительных видов данные процессы происходят быстрее и с большей интенсивностью, чем у токснкорезистентных видов.

Для всех исследованных видов характерно увеличение содержания БТШ в условиях интоксикации хлоридом кадмия. Было обнаружено, что при экспонировании амфипод в растворах с более высокой концентраций токсиканта достоверное увеличение содержания БТШ происходило на более ранних этапах и максимальный уровень накопленных белков бы выше, чем при экспонировании в растворах с низкой концентрацией. Можно предположить, что синтез БТШ направлен на противодействие и (или) компенсацию негативных последствий интоксикации. Было показано, что литоральные и глубоководные виды отличаются как по срокам начала накопления БТШ, так и по количеству накопленного белка. У наиболее токсикочувствительных глубоководных видов накопление БТШ происходит на более поздних этапах и в меньшей степени, чем у более токснкорезистентных литоральных видов. По-видимому, задержка синтеза БТШ у глубоководных видов должна приводить к высокой степени токсического повреждения и, вероятно, в существенной степени определять их повышенную чувствительность к интоксикации.

Для всех исследованных видов характерен рост уровня лактата в условиях интоксикации хлоридом кадмия. Это свидетельствует об увеличении доли анаэробного гликолиза в энергетическом обмене амфипод. При этом выявлено, что у более токсикочувствительных видов увеличение доли энергетически малоэффективного анаэробного гликолиза происходит па более ранних этапах токсического воздействия по сравнению с более токсикорезистентными видами. Причины увеличения доли анаэробных процессов помимо возросших энергетических потребностей амфипод в условиях интоксикации следует также связывать с нарушением функционирования электрон-транспортной цепи митохондрий и ингибированшо процессов окислительного фосфорилирования (БокоЬуа, 2004; Сегй е1 а1., 2002; Ч^агепдо, 1989). В условиях энергодефицита клетка поддерживает энергетические потребности за счет активации процессов

анаэробного гликолиза, что приводит к увеличению его конечного продукта -лактата. Кроме того, при нарушении работы дыхательной цепи наблюдается снижение потребления пирувата, образовавшегося в результате гликолиза. В результате, избыток образовавшегося пирувата восстанавливается в лактат, чтобы освободить переносчики протонов и электронов, необходимые для непрерывного протекания гликолиза (Маянский, 1994). Независимо от причины, накопление лактата приводит к развитию ацидоза, который, в свою очередь, дополнительно усиливает повреждение мембранных структур и развитие патологических процессов в клетках.

ВЫВОДЫ

1. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у токсикочувствительных видов амфипод происходит усиление процессов ПОЛ, в то время как у токсикорезистентньтх видов уровень ПОЛ достоверно не изменяется.

2. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у всех исследованных видов амфипод происходит снижение активности пероксидазы. У токсикочувствительных видов снижение активности фермента происходит раньше, чем у токсикорезистентных видов.

3. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у всех исследованных видов амфипод не происходит изменений активности каталазы.

4. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у более токсикочувствительных байкальских эндемичных амфипод происходит снижение активности глутатион З-трапсферазы, в то время как у более токсикорезистентных палеарктических видов активность фермента достоверно не изменяется.

5. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод происходит увеличение содержания белков БТШ70 и нмБТШ. Интенсивность увеличения зависит от концентрации токсиканта. У наиболее токсикочувствительных глубоководных видов амфипод накопление БТШ происходит в меньшей степени, чем у более токсикорезистентных литоральных видов.

6. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у байкальских эндемичных и палеарктических амфипод происходит увеличение доли анаэробных процессов в энергетическом метаболизме, что сопровождается увеличением содержания лактата. У видов, более чувствительных к интоксикации, увеличение доли анаэробного гликолиза происходит раньше, чем у токсикорезистентных видов.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых российских и зарубежных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК (в том числе входящих в систему цитирования «Web of Science»)

1. Шаталина Ж.М., Губанов М.В., Задереев Е.С., Пааличенко В.В., Аксёнов-Грибанов Д.В., Сапожникова Е.А., Протопопова М.В., Бедулина Д.С., Тимофеев М.А. Сравнительное исследование клеточных механизмов термоустойчивости у представителей популяций Gammarus lacustris Sars, населяющих соленое оз. Шира (респ. Хакассия) и пресный водоем Прибайкалья.// Доклады Академии наук. - 2010 - Т. 434. - № 6. - С. 1-4.

2. Шаталина Ж.М., Побежимова Т.П., Грабельных О.И., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Павличенко В.В., Тимофеев М.А. Белки теплового шока в механизмах стресс-адаптации у байкальских амфипод и палеарктического Gammarus lacustris Sars: I. Семейство БТШ70 // Сибирский экологический журнал,-2010.-№ 1.-С. 57-67.

3. Шаталина Ж.М., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Павличенко В.В., Побежимова Т.П., Грабельных О.И., Тимофеев М.А. Белки теплового шока в механизмах стресс-адаптации у байкальских амфипод и палеарктического Gammarus lacustris Sars: II. Семейство низкомолекулярные (малые) БТШ // Сибирский экологический журнал. — 2010. - № 4. - С. 45-54.

4. Тимофеев М. А., Шаталина Ж.М., Павличенко В.В., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Аксенов-Грибанов Д.В., Сапожникова Е.А. Оценка активности механизма множественной резистентности пресноводных амфипод к ксенобиотикам по интенсивности выведения родамина С. Известия Иркутского государственного университета, Серия «Биология. Экология», 2010. Т. 3, № 2. С. 14-19.

5. Timofeyev М., Protopopova М., Pavlichenko V., Steinberg С. Can acclimation of amphipods change their antioxidative response? // Aquatic Ecology. -2009. 43. P. 1041-1045.

6. Timoveyev M.A., Shatilina Zh.M., Protopopova M.V., Bedulina D.S., Pavlichenko V.V., Kolesnichenko A.V., Steinberg C.E.W. Thermal stress defense in freshwater amphipods from contrasting habitats with emphasis on small heat shock proteins (sHSPs)// Journal of thermal biology - 2009. - V. 34. - P. 281-285.

7. Тимофеев M.A., Шаталина Ж.М., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Колесниченко А.В. Особенности применения белков теплового шока (БТШ) в качестве стресс-маркеров у байкальских эндемичных амфипод // Прикладная биохимия и микробиология. - 2008. - Т. 44. - № 3. -С. 343-347.

8. Колесниченко А.В., Тимофеев М.А., Протопопова М.В. Токсичность наноматериалов - 15 лет исследований // Российские нанотехнологии. - 2008. -Т. 3.-№3-4.-С. 54-61.

9. Timofeyev М.А., Shatilina Z.M., Bedulina D.S., Protopopova M.V., Pavlichenko V., Grabelnich О.1., Kolesnichenko A.V. Evaluation of biochemical responses in Palearctic and Lake Baikal endemic amphipod species exposed to CdCl2 // Ecotoxicology and Environmental Safety. - 2008. - Vol. 70.—No.-l. - P. 99-105.

10. Тимофеев M.A., Шаталина Ж.М., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Павличенко В.В., Колесниченко А.В. Сравнительное исследование клеточных механизмов терморезистентности у байкальского и палеарктического видов эврибионтных амфипод // Сибирский экологический журнал, 2008, № 1, т. 15, с. 23-29.

П.Тимофеев М.А., Шаталина Ж.М., Кириченко К.А., Бедулина Д.С., Протопопова М.В. О возможности использования показателя общей пероксидазной активности в качестве стресс-маркеров у байкальских организмов // Вестник Бурятского государственного университета. Серия 2: Химия, география, биология. Специальный выпуск. — 2006. - С. 223-229.

12. Шаталина Ж.М., Бедулина Д.С., Протопопова М.В. Участие низкомолекулярных БТШ в механизмах клеточной защиты, активизирующихся при интоксикации солями кадмия // Вестник Российского государственного медицинского университета. — М.: РГМУ- 2005. №3 (42). — С. 195.

Гранты и именные стипендии

Выполнение работы поддержано рядом грантовых проектов, выполненных под руководством Протопоповой М.В., в том числе: ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», проект НК-267/2; АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)», проекты 2.1.1/8115, 2.2.2.3.16116; Грантом германской службы академических обменов (DAAD); Грантом «Эразмус Мундус: окно в Европейское Сотрудничество»; Грантом поддержки научно-исследовательской работы аспирантов и молодых сотрудников ИГУ, проект 111-02-000/8-10.

Протопопова М.В. была удостоена именной стипендии Правительства РФ для аспирантов (2009), именной стипендии Президента РФ для студентов (2007), именной стипендии негосударственного экологического фонда им. В.И. Вернадского (2007), именной стипендии Губернатора Иркутской области для аспирантов (2010).

Тираж 150 экз. Заказ Ка 97 Отпечатано в ООО Типография "На Чехова" Иркутск, ул. Чехова, 10, тел.: (3952) 209-355, 209-056 E-mail: info@prmt.irk.ru wwvv.baikalprint.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Протопопова, Марина Владимировна

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Стресс и стрессовые факторы в биологических системах. Реакции организмов на стрессовые воздействия.

1.2 Токсичность ксенобиотиков для гидробионтов. Механизм токсического воздействия тяжелых металлов.

1.3 токсичность кислорода в биологических системах. перекисное окисление липидов (ПОЛ).

1.4 Изменение энергетического метаболизма в результате воздействия стрессовых факторов.

1.5 Ключевые механизмы клеточной стресс-резистентности.

1.5.1 Антаоксидантная система.

1.5.1.1. Значение антиоксидантной системы для живых организмов .25 1.5.1.2 Функциональная роль антиокидантной системы в защите гидробионтов от токсического воздействия.

1.5.2 Белки теплового шока.

1.5.2.1 Классификация БТШ.

1.5.2.2 Функции БТШ.

1.5.2.3 Механизм индукции синтеза БТШ при стрессовых воздействиях

1.5.2.4 Функциональная роль белков теплового шока в защите гидробионтов от токсического воздействия.

1.6 Фауна Байкала как уникальный объект для экофизиологических исследований.

1.6.1 Фауна Байкала: биоразнообразие, вопросы эволюции и явление несмешиваемости.'.

1.6.2 История исследований механизмов устойчивости к интоксикации у эндемичных гидробионтов оз. Байкал.

1.7 Выводы из обзора литературы. Постановка цели и задач исследования. Положения, выносимые на защиту.

2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объект исследования.

2.1.1 Систематика и экология изучаемых видов.

2.1.2 Показатели токсикорезистентиости изучаемых видов.

2.1.3 Методика сбора и содержания амфипод.

2.2 Методы постановки экспериментов.

2.3 Методы биохимического анализа.

2.3.1 Определение перекисного окисления липидов по содержанию диеновых конъюгатов.

2.3.2 Определение активности ферментов.

2.3.2.1 Подготовка образцов.

2.3.2.2 Определение активности каталазы.

2.3.2.3 Определение активности пероксидазы.

2.3.2.4 Определение активности глутатион Б-транфераз.

2.3.2.5 Определение концентрации белка по методу Бредфорд.

2.3.3 Определение содержания белков теплового шока.

2.3.3.1 Выделение общего белка.

2.3.3.2 Определение концентрации белка по методу Лоури.

2.3.3.3 Электрофорез белков в полиакриламидном геле.

2.3.3.4 Вестерн-блоттинг.

2.3.4 Определение содержания лактата.

2.4 Расчет и статистическая обработка данных.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1 Изменение уровня перекисного окисления липидов у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

3.2 Изменение активности антиоксидантных ферментов у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

3.2.1 Изменение активности пероксидазы.

3.2.2 Изменение активности каталазы.

3.2.3 Изменение активности глутатион Б-трансферазы.

3.3 Изменение содержания белков теплового шока у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

3.4 Изменение доли анаэробного гликолиза у амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия.

3.5. Общее обсуждение.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Механизмы неспецифической резистентности у байкальских и палеарктических амфипод в условиях интоксикации хлоридом кадмия"

В настоящее время в результате роста промышленного производства увеличивается негативная нагрузка на живые организмы (СИшко ег а!., 2007, 2010, ОЫёузЬеу а1., 2001, 2001а). Водные организмы более остальных подвержены воздействию неблагоприятных факторов, поскольку уровень их жизнедеятельности напрямую зависит от среды обитания (Константинов, 1986). Токсическое загрязнение является неотъемлемым последствием индустриального развития общества и представляет собой наиболее распространенный вид антропогенного загрязнения водных экосистем.

Исходя из этого, большую актуальность приобретают исследования механизмов адаптации к токсическому воздействию и оценка резистентных возможностей видов водных организмов.

В результате воздействия неблагоприятных факторов, как на уровне целого организма, так и на уровне его отдельных клеток и биологических молекул включается серия взаимосвязанных процессов. Первичной реакцией на любое стрессовое воздействие, в том числе и токсическое, является поведенческая реакция избегания. В случае если в силу особенностей среды обитания организм не способен избежать негативного воздействия, подключаются резистентные механизмы, последовательно действующие на физиологическом и молекулярно-биохимическом уровнях.

В то же время, следует учесть тот факт, что формирование базовых элементов механизмов стресс-резистентности проходило в раннее эволюционное время. Таким образом, большинство организмов в ходе своей эволюции не успели сформировать высокоэффективные механизмы защиты от токсического воздействия загрязняющих веществ антропогенной природы. Поэтому в защите организмов от интоксикации современными ксенобиотиками принимают участие уже существующие механизмы токсикорезистентности и биодеградации ксенобиотиков.

Фауна древних пресноводных экосистем отличается высокой степенью специализации и эндемизма. В отличие от видов-убиквистов, эндемичные 5 виды в набольшей степени адаптированы к условиям обитания и крайне-негативно переносят отклонения этих условий от нормы. Самым уникальным среди древних пресноводных водоемов является озеро Байкал. Формирование байкальской фауны происходило в стабильных условиях среды, характеризующихся в том числе значительной чистотой и крайне низкой минерализацией воды. В настоящее время в результате хозяйственного освоения Байкальского региона происходит непрерывное поступление токсических веществ как непосредственно в Байкал, так и через систему впадающих в него рек. На сегодняшний момент основными источниками загрязнения озера являются Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, промышленные объекты г. Северобайкальска и сельскохозяйственные стоки в реку Селенгу, являющуюся наиболее крупным притоком Байкала. Огромный объем воды и высокий самоочистной потенциал озера не позволяют вредным веществам распространяться на значительные расстояния от источника загрязнения. Однако содержание токсических веществ в локальных участках озера может достигать значительного количества, что может приводить к развитию стрессового ответа у организмов (Efremova, 2002). На ближайшее десятилетие намечено масштабное промышленное и экономическое освоение Байкальского региона, что дополнительно увеличит стрессовую нагрузку на экосистему Байкала.

Изменения условий существования могут приводить к изменению структуры биологических сообществ. Так, было показано, что глобальные климатические изменения уже отразились на структуре планктонных сообществ озера Байкал (Kozhova, 1987; Поповская, 1989; Bondarenko, 1999; Hampton et al., 2008). Логично предположить, что и токсическое загрязнение озера может привести к изменениям в структуре его биологических сообществ. Одной из ключевых фаунистических групп озера является группа байкальских амфипод. Фауна байкальских амфипод чрезвычайно разнообразна (более 270 видов), ее представители населяют зоны озера с широким разнообразием экологических характеристик и обладают широким спектром адаптаций к условиям обитания.

Таким образом, возникает необходимость изучения способности ключевых представителей фауны Байкала к адаптивным реакциям при токсическом воздействии. Наиболее важным направлением в данной области является проведение оценки влияния токсического воздействия на функционирование основных биохимических и физиологических процессов, которые напрямую обуславливают состояние организма и их способность к адаптации и выживанию в новых условиях. Наиболее актуальным на сегодняшний день представляется использование в подобных исследованиях современных высокочувствительных биохимических и молекулярно-биологических методов анализа. Использование данных методов и подходов позволит с достаточной точностью оценить направление развития адаптационных механизмов у байкальскх эндемиков, а также определить их отличия от таковых у представителей палеарктической фауны.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Протопопова, Марина Владимировна

выводы

1. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у токсикочувствительных видов амфипод происходит усиление процессов ПОЛ, в то время как у токсикорезистентных видов уровень ПОЛ достоверно не изменяется.

2. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у всех исследованных видов амфипод происходит снижение активности пероксидазы. У токсикочувствительных видов снижение активности фермента происходит раньше, чем у токсикорезистентных видов.

3. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у всех исследованных видов амфипод не происходит изменений активности каталазы.

4. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у более токсикочувствительных байкальских эндемичных амфипод происходит снижение активности глутатион 8-трансферазы, в то время как у более токсикорезистентных палеарктических видов активность фермента достоверно не изменяется.

5. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у эндемичных байкальских и палеарктических амфипод происходит увеличение содержания белков БТШ70 и нмБТШ. Интенсивность увеличения зависит от концентрации токсиканта. У наиболее токсикочувствительных глубоководных видов амфипод накопление БТШ происходит в меньшей степени, чем у более токсикорезистентных литоральных видов.

6. В условиях интоксикации хлоридом кадмия у байкальских эндемичных и палеарктических амфипод происходит увеличение доли анаэробных процессов в энергетическом метаболизме, что сопровождается увеличением содержания лактата. У видов, более чувствительных к интоксикации, увеличение доли анаэробного гликолиза происходит раньше, чем у токсикорезистентных видов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Протопопова, Марина Владимировна, Иркутск

1. Андреева В. А. Фермент пероксидаза (участие в защитном механизме у растений) / В. А. Андреева. М.: Наука, 1988.-110с.

2. Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна. В 2 томах. Том 1 Озеро Байкал. Книга 1(под ред. O.A. Тимошкина). -Новосибирск: Наука, 2001.

3. Арчаков А. И. Микросомальное окисление / А. И. Арчаков. М.: Наука, 1975.-327 с.

4. Асочаков А. А. К методике измерения длины тела амфипод / А. А. Асочаков //Гидробиологический журнал. 1993. - Т. 29. - № 2. - С. 90-94. Атлас определитель пелагобионтов оз. Байкал (под ред. O.A. Тимошкина). -Новосибирск: Наука, 1995. - 693 с.

5. Бедулина Д.С., Шатилина Ж.М. Ингибирование пероксидазы при интоксикации солями кадмия / Д.С. Бедулина, Ж.М. Шатилина // Вестник Российского государственного медицинского университета. М.: РГМУ-2005, № 3 (42). - С. 156.

6. Безель В. С. Популяционная экотоксикология // В. С. Безель, В. Н.

7. Большаков, Е. Л. Воробейчик. -М.: Наука, 1994. 80 с.

8. Бекман М.Ю. Биология и продукционные возможности некоторыхбайкальских и сибирских бокоплавов / М.Ю.Бекман, А.Я. Базикалова // Тр.114

9. Бекман М.Ю. Биология Gammarus lacustris Sars в прибайкальских озерах. / М.Ю.Бекман // Труды Байк. Лимн. Ст. АН СССР. 1954. - Т. XIV. - С. 268 -311.

10. Бекман М.Ю. Экология и продукция Micruropus possolskii (Saw) и Gmelinoides fasciatus (Stebb.) / М.Ю.Бекман // Труды Лимнологического института. 1962.-Т. 2(22), ч. 1.-С. 141-155.

11. Бекман М.Ю.Население бентали и кормовые ресурсы рыб Байкала / М.Ю.Бекман, Р.С.Деньгина // Биологическая продуктивность водоемов Сибири. М.: 1969. - С. 42- 47.

12. Берг Л. С. Климат и жизнь / Л. С. Берг. М.: Госиздат, 1922. — С. 28 - 53. Берг Л. С. Фауна Байкала и ее происхождение / Л. С. Берг // Биологический журнал.-1910.-Т. 1. кн. 1.-С. 10-45.

13. Берг Л.С. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран/ Л.С. Берг Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - Т. 2. - С. 469-929.

14. Бирштейн Я.А. Высшие раки (Malacostrata) / Я.А. Бирштейн // Жизнь пресных вод. 1940. - Т.1. - С.405-430.

15. Бондарь Т.Н. Восстановление органических гидроперекисей глутатионпероксидазой и глутатион-8-трансферазой: влияние структуры субстрата / Т.Н.Бондарь , В.З Ланкин , В.Л. Антоновский // Докл. АН СССР. 1989. - Т. 304. - № 1.-С. 217-220.

16. Бурлакова Е.Б. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиок~,сиданты / Е.Б. Бурлакова, Н.Г. Храпова // Успехи химии. 1985. - Т. 54.-С. 1540-1558.

17. Вейнберг И.В. Популяционная динамика байкальской амфиподы Eulimnogammarus суапеш / И. В. Вейнберг, Р. М. Камалтынов, Д. Ю.

18. Щербаков // Международная конференция «Байкал природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата», г. Иркутск, Россия, 11 - 17 мая 1994 г. - Тез. докл. - Иркутск : ЛИСНА, 1994. - Т. 5. - С. 110.

19. Вейнберг И.В. Динамика сообщества каменистого пляжа оз. Байкал /И.В. Вейнберг, P.M. Камалтынов, Е.Б. Карабанов //Водные ресурсы. 1995. - Т. 22.-№4.1 - С. 446-453.

20. Вейнберг И.В. Сообщества макрозообентоса каменистого пляжа озера Байкал. Дис. канд. биол. наук. Иркутск. - 1995. 180 с.

21. Вейнберг И.В. Сообщества макрозообентоса каменистого пляжа озера Байкал / И.В. Вейнберг, P.M. Камалтынов //Зоологический журнал. 1998. - Т. 77. -№ 3. - С. 259-265.

22. Верещагин Г.Ю. Байкал / Г.Ю. Верещагин. М.: Географгиз. -1949. - 348 с. Верещагин Г.Ю. Два типа биологических комплексов Байкала / Г.Ю. Верещагин // Тр. Байкальской лимнологической станции АН СССР. - 1935. — Т. 6.-С. 113-140.

23. Верещагин Г.Ю. К вопросу о происхождении и истории фауны и флоры Байкала / Г.Ю. Верещагин // Тр. комиссии по изучению оз. Байкал. 1930. — Т. З.-С. 77-116.

24. Верещагин Г.Ю. Происхождение и история Байкала, его фауны и флоры / Г.Ю. Верещагин // Тр. Байкальской лимнологической станции АН СССР. -1940.-Т. 10.-С. 85-112.

25. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Сорос. Образоват. журн. 2000. - № 12. - С. 13-19.

26. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в живых системах / Ю.А. Владимиров, O.A. Азизова, А.И. Деев и др. // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. 1991. - Т.29. - С. 1-249.

27. Вознесенский В.Л. Первичная обработка экспериментальных данных. (Практические приемы и примеры) / В. Л. Вознесенский Л.: Изд-во «Наука», 1984. - 224 С.

28. Волков В.М. Исследование реакции избегания байкальским гаммарусом некоторых компонентов сточных вод / В.М. Волков // IV Всес. Симпозиум "Борок 1983": Тез. докл. "Поведение водных беспозвоночных", Борок, 1983.-С. 100-101.

29. Воробьева Л.И. Стрессоры, стрессы и выживаемость бактерий (обзор) / Л.И. Воробьева // Прикладная биохимия и микробиология. 2004. - Т. 40. - № 3. -С. 261-269.

30. Воскресенский О.Н. Биоантиоксиданты облигатные факторы питания // Вопр. мед. химии /О.Н. Воскресенский, В.Н. Бобырев / Биоантиоксиданты , -1992. - №4. - С.21-26.

31. Гаврилов Г.Б. К вопросу о времени размножения амфипод и изопод оз. Байкал / Г.Б. Гаврилов // Докл. АН СССР. 1949. T.LXIV. - № 5. - С. 739 -742.

32. Дедю И.И. Амфиподы пресных и солоноватых вод юго-запада СССР -Кишинев: Штиинца, 1980. 221с.

33. Довженко Н. В. Окислительный стресс, индуцируемый кадмием, в тканях двустворчатого моллюска Modiolus modiolus / H.B. Довженко, A.B. Куриленко, H.H. Бельчева, и др. // Биология моря. 2005. - Т. 31. - № 5. - С. 358-362.

34. Дорогостайский В.Ч. Вертикальнное и горизонтальное распределение фауны оз. Байкал / В.Ч. Дорогостайский // Тр. проф. и препод. Иркут. гос. ун-та. -1923.-Вып. 4.-С. 103-131.

35. Ербаева Э. А. ОаттагиБ \acustris Багэ водоемов восточной Сибири / Э. А.Ербаева, Г.П.Сафронов // Вид и его продуктивность в ареале: Материалы V Всесоюз. Совещ. Вильнюс, 1988. - С. 239 - 240.

36. Ефремова С. М. Пути эволюции байкальских губок /С.М. Ефремова// Байкал природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата : тез. докл. Междунар. конф. (Иркутск, 11-17 мая 1994 г.). -Иркутск, 1994.

37. Зайцев В. Г. Связь между химическим строением и мишенью действия как основа классификации антиоксидантов прямого действия/В .Г. Зайцев, О.В. Островский , В.И. Закревский // Эксперим. клин, фармакол. 2003. - Т. 66. -№ 4 - С.66-70.

38. Зыкова В. В. Стрессовый разобщающий белок БХШ 310 индуцирует перекисное окисление липидов в митохондриях пшеницы при гипотермии /

39. B.В. Зыкова, О.И. Грабельных, C.B. Владимирова и др. // Доклады РАН. -2000. Т. 372. - № 4. - С. 562-564.

40. Имашева А.Г. Стрессовые условия среды и генетическая изменчивость в популяциях животных / А.Г. Имашева // Генетика. 1999. - Т. 35. - № 4.1. C.421—431.

41. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию./В.А. Исидоров. -СПб., Химиздат., 1999.

42. Камалтынов P.M. Сообщества амфипод Юга Байкала и их изменение под воздействие сточных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. -Авторефер. дис . канд. биол. наук: 03.00.16 / P.M. Камалтынов. Иркутск, 1970.-34с.

43. Кожов М.М. Биология озера Байкал / М.М. Кожов. М. Изд-во АН СССР. -1962.-С.315.

44. Кожов М.М. Животный мир озера Байкал / М.М. Кожов. Иркутск: ОГИЗ. 1947.-С.303.

45. Кожов М.М. К познанию фауны Байкала, ее распределения и условий обитания / М.М. Кожов // Изв. Биол.-Геогр. Науч.-Исслед. Ин-та при Госуд. Иркут. Ун-те. 1931.-Т. 5. .-Вып. 1.- 171 с.

46. Кожов M. М. Новый вид Gastropoda из озера Байкал / M. М. Кожев // Рус. гидробиол. журн. 1930 - Т. 8. - № 10-12. - С.300-304.

47. Кожов M. М. О новых находках байкальской фауны вне байкала/ M. М. Кожов А.А.Томилов // Тр. Всесоюз. гидробиол. об-ва, 1949.

48. Кожов М. М. Очерки по Байкаловеденыо / М.М. Кожов. — Иркутск: Вост. Сиб. кн. изд-во. 1972. - С.254.

49. Колупаев Б.И. Дыхательный коэффициент у байкальских гидробионтов / Б.И. Колупаев // Экология. 1984. - №2. - С. 79 - 81.

50. Комарова Е.Ю. БТШ70 способен подавлять апоптоз, связываясь с каспазами 3 и 7 / Комарова Е.Ю., Афанасьева Е.А., Маргулис Б.А., и др. // Цитология. — 2003.-№9.-С. 887-888

51. Константинов A.C. Общая гидробиология: Учеб. для студентов биол. спец. Вузов / A.C. Константинов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 472 с.

52. Косолапов В.Н. Действие фенола промышленных стоков ЦБП на двигательную активность гидробионтов / В.Н. Косолапов, Л.Н. Синева // Токсикогенетические и экологические аспекты загрязнения окружающей среды. Иркутск, 1982. - С. 96-102.

53. Кулинский В.И. Биологическая роль глутатиона/ В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко // Успехи соврем, биол.- 1990.- Т. 110, вып. 1.- С. 20-33.

54. Кулинский В. И. Обезвреживание ксенобиотиков / В.И. Кулинский //

55. Соросовский образовательный журнал. 1999. - № 1. — С. 8-12.

56. Куценко С.А. Основы токсикологии. — С.Пб., 2002. — 256 с.

57. Панкин В.З. Ферментативная регуляция перекисного окисления липидов вбиомембранах: роль фосфолипазы А2 и глутатионтрансферазы/ В.З. Ланкин,

58. А.К. Тихазе, Ю.Г. Осис и др. // Докл. АН СССР.- 1985.- Т. 281. Вып. 1.- С.204.207.

59. Мартинсон Г.Г. Ископаемые моллюски Азии и проблема происхождения фауны Байкала / Г.Г. Мартисон // Геология и геофизика. 1960. - № 2. - С. 47 -56.

60. Мартинсон Г.Г. Мезозойские и кайнозойские моллюски континентальных отложения Сибирской платформы, Забайкалья и Монголии / Г.Г. Мартисон -М.: Изд-во АН СССР, 1961. 178 с.

61. Мартинсон Г.Г. Проблема происхождения фауны Байкала Мезозойские и кайнозойские моллюски континентальных отложения Сибирской платформы, Забайкалья и Монголии / Г.Г. Мартисон // Зоол. журн. 1967. -Т. 46. - Вып. 10. - С. 1597-1598.

62. Мартинсон Г.Г. Происхождение фауны Байкала в свете палеонтологических исследований / Г.Г. Мартисон // Докл. АН СССР. 1958. - Т. 120. - № 5. - С. 1155- 1158.

63. Мартинсон Г.Г. Третичная фауна моллюсков Восточного Прибайкалья / Г.Г. Мартисон // Труды Байкальской Лимнологической станции АН СССР. -1951.-Т. 13.-С. 30-90.

64. Маянский Д. Н. Проблемы хронического воспаления в современной патофизиологии / Д. Н. Маянский // Паталогичемкая физиология и экспериментальная терапия. 1994. - № 2. - С. 51—55.

65. Меныцикова Е.Б. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов/ Е.Б. Меныцикова, Н.К. Зенков // Успехи соврем, биологии. -1993.- Т. 113. Вып. 4. - С. 442-455.

66. Меныцикова Е. Б. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е. Б. Менщикова, В. 3. Ланкин, Н. К. Зенков и др. М.: Фирма "Слово", 2006.-553 с.

67. Меныцикова Е.Б. Метаболическая активность гранулоцитов при хронических неспецифических заболеваниях легких / Е.Б. Меныцикова, Н.К. Зенков // Терапевт.арх.-1991. -№11.- С.85-87.

68. Мерзляк М.Н. Активированный кислород и жизнедеятельность растений / М.Н. Мерзляк // Соросовский образовательный журнал. 1999. - №9. - С. 2026.

69. Метелица Д.Н. Активация кислорода ферментными системами / Д.Н. Метелица. М.: Наука. - 1982. - 256 с.

70. Мокрушин А. А. Белок теплового шока (БТШ70) медиатор объемной передачи сигналов в обонятельной коре мозга крыс / А. А. Мокрушин, А. Ю. Плеханов // Докл. РАН. - 2005. - № 1. - С. 124-128.

71. Мордухай-Болтовский Ф. Д. О распространении байкальского бокоплава ОтеНшлёез ГаэааШэ (81еЬЬн^) в Горьковском водохранилище / Ф. Д. Мордухай-Болтовский, 3. Н. Чиркова // Биология внутренних вод: Информ. Бюл.- 1971.-№9.-С. 38-41.

72. Наградова Н.К. Внутриклеточная регуляция формирования нативной пространственной структуры белков / Н.К. Наградова // Соросовский образовательный журнал. 1997. - № 7. - С. 10-18.

73. Наградова Н.К. Мультидоменная организация ферментов / Н.К. Наградова, В.И. Муронец // Итоги науки и техники. Сер. биологическая химия. 1991. -Т. 38.-С. 162.

74. Островерхова Г. П. Грибные сообщества как объекты регионального мониторинга и биоиндикации загрязнений тяжелыми металлами / Г. П. Островерхова, С. В. Донников, А. Л. Мерзляков и др. // Сибирский экологический журнал. 2002. - Вып. 1. - С. 35-40.

75. Островский И. С. Вид в ареале, биология, экология и продуктивность водных беспозвоночных / И.С.Островский // Мн., Навука i тэхнжа, 1990, -Р.37-42.

76. Парк Д.Б. Биохимия чужеродных соединений / Д.Б. Парк. М.: Медицина, 1973.-288 с.

77. Пономарева З.А. Распределение некоторых бокоплавов каспийского реликтового комплекса в термоградиентных условиях / З.А. Пономарева // Известия Гос. НИИОиРРХ. 1976 - Т. 110. - С. 36-40.

78. Разумовский С. Д. Кислород элементарные формы и свойства/ С. Д. Разумовский. - М.: Химия, 1979. - 304 с.

79. Снимщиков Л. Н. Бентос Истокского сора / Л. Н. Снимщиков // Лимнология прибрежно-соровой зоны Байкала. Новосибирск: Изд-во «Наука». - 1977. -С. 191-198.

80. Соколовский В. В. Тиоловые антиоксиданты в молекулярных механизмах неспецифической реакции организма на экстремальное воздействие (обзор) / В. В. Соколовский // Вопр. мед.химии. 1988. - № 6. - С. 2-11.

81. Стальная И. Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот / И. Д. Стальная // Современные методы биохимии. М.: Медицина, 1977. - С. 63 - 64.

82. Старобогатов Я. И. Фауна моллюсков и зоогеогрфическое районирование континентальных водоемов земного шара / Я.И. Старобогатов Д.: Наука, 1970.-256 с.

83. Стом Д. И. О реакции избегания Gammarus lacustris Sars байкальской воды/ Д.И. Стом, М.А. Тимофеев //Сибирский экологический журнал. -1999. № 6. - С. 649-655.

84. Середина В. П. Нефтезагрязненные почвы: свойства и рекультивация / В. П. Середина, Т. А. Андреева, Т. И. Бурмистрова и др. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - 270 с.

85. Талиев Д.Н. Бычки-подкаменщики (Cottoidei) оз. Байкал / Д. Н. Талиев М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 603 с.

86. Тахтеев В. В. Очерки о бокоплавах озера Байкал (систематика, сравнительная экология, эволюция) / В. В. Тахтеев Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2000 Ь. -355 с.

87. Современные проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения Прибайкалья: Матер, науч. конф. (Иркутск, 22-23 сентября 1998 г.). Иркутск, 1998. - С. 317-318.

88. Тыщенко В.П. Основы физиологии насекомых / В.П. Тыщенко. Л., 1976. -Ч. 1.-134 с.

89. Филенко О.Ф. Некоторые проблемы водной токсикологии в связи с требованиями современной практики / О.Ф. Филенко // Тез. докл. VIII съезда гидробиол. о-ва РАН. АтлантНИРО. Калининград, 2001. - Т. 2. - С. 188.

90. Хочачка П. Стратегия биохимической адаптации / П. Хочачка, Дж. Сомеро. М.: Мир, 1977. 398 с.

91. Черепанов В. В. Зообентос прибрежно соровых участков Северного Байкала / В. В. Черепанов, В. Н. Александров, Р. М. Камалтынов и др. -Новосибирск: Изд-во «Наука» 1977. - С. 198-207

92. Черняев Ж. А. Некоторые данные о размножении и развитии малой голомянки СотерЬошБ с1уЬол¥8кп Кого1;пеГ1:' / Ж. А. Черняев // Вопросы ихтиологии. 1971. - Т. 11. - № 5 (70). - С. 820-831.

93. Черняев Ж.А. Размножение и развитие большеголовой широколобки ВайасЬосойш Ьаюа1епз1з (ЭуЬ.) оз. Байкал / Ж.А. Черняев //Вопр. Ихтиологии. 1979. - Т. 19. - Вып. 6. - С. 1053-1067.

94. Шилов В.Н. Молекулярные механизмы структурного гомеостаза / В. Н. Шилов. М.: Интерсигнал, 2006. - 286 с.

95. Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции: Теория стабилизирующего отбора. 2-е изд./ И.И. Шмальгаузен. М: Наука, 1968. - 451 с.

96. Юрин В.М. Основы ксенобиологии: Учебное пособие / В.М. Юрин. Мн.: БГУ, 2001.-234 с.

97. Янковский О.Я. Токсичность кислорода и биологические системы (эволюционные, экологические и медико-биологические аспекты) / О. Я. Янковский. С.-Пб.: "Игра", 2000. - 294 с.

98. Aebi Н. Catalase in vitro / Н. Aebi // Methodsin Enzymology. 1984. - V. 105. -P. 121-126.

99. Alevy Y. G. Increased Expression of the Hdj-2 Heat Shock Protein in Biopsies of Human Rejected Kidney 1 / Y. G. Alevy, D. Brennan, S. Durriya et al. // Transplantation 1996. - V. 61. - I. 6. - P. 963-967.

100. Almeida J. A. The use of the oxidative stress responses as biomarkers in Nile tilapia (Oreochromis niloticns) exposed to in vivo cadmium contamination/ J. A. Almeida, I. S. Diniz, S. F. G. Marques et al. // Environment International.- 2002 .P. 673-679.

101. Basha P.S. Cadmium-induced antioxidant defense mechanism in freshwater teleost Oreochromis mossambicus (Tilapia) / P.S. Basha, A.U. Rani // Ecotoxicology and Environmental Safety.-2003. V. 56. - P. 218-221.

102. Booth Ian R. Stress and the single cell: Intrapopulation diversity is a mechanism to ensure survival upon exposure to stress/ Ian R. Booth // International Journal of Food Microbiology. 2002. - V. 78. -1. 1-2. — P. 19-30.

103. Bose S. Chaperone function of Hsp90- associated proteins / S. Bose, T. Weikl, H.

104. Bug//Buchner J. Science. 1996. - V. 274.-P. 1715-1717.

105. Boston R. S. Molecular chaperones and protein folding in plants / R. S. Boston, P.

106. V. Viitanen, E. Vierling //Plant Molecular Biology. 1996. - V. 32. - I. 1-2. - P.191.222.

107. Brand I. A. Intracellular zinc movement and its effect on the carbohydrate metabolism of isolated rat hepatocytes / I. A. Brand. J. Kleineke // Journal of Biological Chemistry. 1996. -V. 271. - P. 1941-1949.

108. Bruns I. Cadmium lets increase the glutathione pool in bryophytes / I. Bruns, K. Sutter, S. Menge et al. // Journal of Plant Physiology.-2001. V. 158. I. 1. - P.79-89.

109. Byczkowski J.Z. Biological role of superoxide ion-radical / J.Z. Byczkowski, T. Gessner // Int. J.Biochem. 1988. - V. 20. - P. 569-580.

110. Chambers,M.R. Population Ecology of Gammarus-Tigrinus (Sexton) in Reed Beds of Tjeukemeer / M.R. Chambers // Hydrobiologia. . 1977. - V.53. . - 1977. P.155. - 164

111. Chiang H. L. A role for a 70-kilodalton heat shock protein in lysosomal degradation of intracellular proteins /-H. L. Chiang, S. R Terlecky, C.P. Plant et al. // Science. 1989. - V. 246. - I. 4928. - P. 382 - 385.

112. Del Rio L.A. A new cellular function for peroxisomes related to oxygen free radicals? / L.A. Del Rio, L.M. Sandalino, J.M. Palma // Experientia (Basel).-1990.-V. 46.-P. 989-992.

113. Dhaunsi G.S. Peroxisomal participation in the cellular response to the oxidative stress of endotoxin / G.S. Dhaunsi, I. Singh, C.D. Hanevold // Mol. Cell. Biochem. 1993.-V. 126.-P. 25-35.

114. Downs C. A. Assessing the Health of Grass Shrimp {Palaeomonetes pitgio) Exposed to Natural and Anthropogenic Stressors: A Molecular Biomarker System / C. A. Downs, J. E. Fauth, C. M. Woodley // Marine Biotechnology. 2001. - V.3. -N.4.- P. 1436-2236.

115. Drotar A. Evidence for glutathione peroxidase activities in cultured plant cells / A.Drotar, P. Phelps, R. Fall. 1985. - Plant Science. - V. 42. P. 35-40.

116. Dunn J.R. An ultrastructural and histochemical study of the axial musculature in the african lungfish / J.R. Dunn, W. Davison, G.M. Maloiy // Cell and Tissue Ras. -1981.-V.220.-P. 599-609.

117. Feder M. E. Heat-shock proteins, molecular chaperones, and the stress response: evolutionary and ecological physiology/ M. E. Feder, G. E. Hofmann // Annual Review of Physiology 1999. - V. 61. - P. 243-282.

118. Fridovich I. Oxygen toxicity: a radical explanation / I. Fridovich // J Exp Biol. 1998.-V. 201.- I. 8.-P. 1203-1209.

119. Fries G. Der Einfluss des Massenvorkommens Von Gammarus Tigrinus Sexton Auf Fische und Niedere Tierwelt in der Weser / G. Fries, F. W. Tesch. // Archiv fur Fischereiwissenschaft. V. 16. 1965. -P. 133.

120. Gabai V. L. Role of Hsp70 in regulation of stress-kinase JNK: implications in apoptosis and aging / V. L. Gabai, A. B. Meriin, J. A. Yaglom et al. // FEB S Letters. 1998. - V. 438. - I. 1-2. - P. 1-4.

121. Geret F. Effect of cadmium on antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in the gills of the clam Ruditapes decussates II F. Geret, A. Serafim, L. Barreira et al. II Biomarkers. -2002. V. 7. - No. 3. - P. 242-256.

122. Gladyshev, M.I. Baikal's invaders became dominants in benthofauna of the upper Yenisei / M.I. Gladyshev, A.V. Moskvicheva // Doklady Akademii Nauk. 2002. -V. 383.-No. 4-P. 568-571.

123. Goraati R. Arsenic toxicity and HSP70 expression in Xenopas laevis embryos / Gornati R., Monetti C., Vigetti D. et al. II Alternatives to laboratory animals. -2002. V. 30, No. 6. - P. 597-603

124. Gaitanaris G. Renaturation of denatured lambda repressor requires heat shock proteins / G. Gaitanaris, P. Rubock, A. G .Papavassiliou et al. // Cell. 1990. - V. 61.- I.6.- P. 1013-1020.

125. Gething M.J. Protein folding in the cell / M.J. Gething, J. Sambrook // Nature. -1992. V.355. — P.33-46.

126. Glazier D. S. Energetic of amphipods in ion-poor waters: Stress resistance is not invariably linked to low metabolic rates /D.S Glazier, B.L. Sparks // Functional Ecology.-1997.-V. 11. —I. 1. P. 126-128.

127. Halliwell B. Biologically significant scavenging of the myeloperoxidase-derived oxidant hypoclorous acid by ascorbic acid / B. Halliwell, M. Wastil, M. Grootveld // FEBS Lett.-1987.-V. 213. P. 15-18.

128. Hartl F. U. Molecular chaperones in cellular protein folding / F.U. Hartl // Nature. 1996. -V. 381.-P. 571-579.

129. Höhfeld J. From the cradle to the grave: molecular chaperones that may choose between folding and degradation / J. Höhfeld, D. M. Cyr, C. Patterson // EMBO Rep.-2001.- V. 2.-1.10.- P. 885-890.

130. Horst M. Import into and Degradation of Cytosolic Proteins by Isolated Yeast Vacuoles / M. Horst, E. C. Knecht, P. V. Schu // Mol Biol Cell. -1999. V.10. - I. 9. - P. 2879-2889.

131. Hutchinson KA. Proof that hsp70 is required for assembly of the gluco-corticoid receptor into a heterocomplex with hsp90 / KA. Hutchinson, K.D. Dittmar, M.J. Czar et al. // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 5043-5049.

132. Kappe G. Characterization of two novel human small heat shock proteins: protein kinase-related HspB8 and testis-specific HspB9 / G. Kappe, P. Verschuure, R. L. A. Philipsen et al. // Biochimica et biophysica acta. 2001. - V. 1520. - 1.1. - P. 1-6.

133. Karaman G.S. Freshwater Gammarus species from Europe, North Africa and adjacent regions of Asia (Crustacea-Amphipoda). Part I. Gammarus pulex-group and related species / G.S. Karaman, S. Pinkster // Bijdr. Dierk. 1977. - T. 47. -I.l.-P. 1-97.

134. Karaman G.S. New genus of family Gammaridae from Baikal Lake, Abludogammarus, n.gen. with reference to genus Ommatogammarus Stebb.(Contribution to the knowledge of the Amphipoda 108) / G.S. Karaman. -IIpHpofl.HayKa, 1980.-P.149-169.

135. Kasting J. F. Earth's early atmosphere / J. F. Kasting // Science. 1993.-V. 259. -P. 920-926.

136. Kelly S.A. Oxidative stress in toxicology: Established mammalian and emerging model systems / S. A. Kelly, C. M. Havrilla, T. C. Brady et al. // Environmental Health Perspectives. 1998. - V. 106. -1. 7. - P. 375-384.

137. Kirkman H.N. Mechanisms of protection of catalase by NADPH. Kinetics and stoichiometry / H.N. Kirkman, M. Rolfo, A.M. Ferraris et al. // J. Biol, Chem. -1999. V. 274. - P. 13908-13914.

138. Kozhov M. M. Lake Baikal and its Life / M. M. Kozhov. Backhuys Publishers, The Hague, 1963

139. MacRae T.H. Structure and function of small heat shock/alpha-crystallin proteins: established concepts and emerging ideas / T.H. MacRae // Cell. Mol. Life Sci. -2000. V. 57. -1. 6. - P. 899-913.

140. Mark F.C. Oxygen-limited thermal tolerance in Antarctic fish investigated by MRI and 31P-MRS/F.C. Mark, C. Bock, H.O. Portner // Am J Physiol. Regul. Integr.

141. Comp. Physiol. 2002. -V. 283. -I. 5. - P. R1254-R1262.

142. Marshall J.S. Identification of heat shock protein hsp70 homologues in chloroplasts / J.S. Marshall, A. E. DeRocher, K. Keegstra // PNAS- 1990. V. 87. - I. 1.- P. 374-378.

143. Mitchell-Olds T. Chaperones as buffering agents? / T. Mitchell-Olds, C. A. Knight//Science.-2002.- V. 296. P. 2348-2349.

144. Morimoto R.I. Cells in stress: transcriptional activation of heat shock genes/ R.I. Morimoto // Science. 1993. - V. 259. - P. 1409-1410.

145. Morimoto R.I. Stress-inducible responses and heat shock proteins: new pharmacologic targets for cytoprotection / R.I. Morimoto, G. Santoro // Nature Biotech. 1998. - V. 16. - P.833-838.

146. Nover L. Heat Shock Response / L. Nover. CRC Press, Boca Raton, FL, 1991. -511 p.

147. Panov V.E. Invasion History, Biology and Impacts of the Baikalian Amphipod

148. Gmelinoides fasciatus (Stebbing). / V. E. Panov, N. A. Berezina // Invasive

149. Aquatic Species of Europe Dordrecht: Kluwer. 2002. - P. 96-103.

150. Pelham H. R. The retention signal for soluble proteins of the endoplasmicreticulum / H. R. Pelham // Trends Biochem. Sci. 1990. - V. 15. - I. 12. - P.483.486.

151. Phillips G. J. Heat-shock proteins DnaK and GroEL facilitate export of LacZ hybrid proteins in E. coli / G. J. Phillips, T. J. Silhavy // Nature. 1990. - V. 344. -P. 882 - 884.

152. Pinto E. Heavy metal-induced oxidative stress in algae / E. Pinto, T.C.S. Sigaud-Kutner, M.A.S. Leitao et al. // Journal of Phycology. 2003. - V. 39. - I. 6. - P. 1008-1018.

153. Polla B. S. Mitochondria are selective targets for the protective effects of heat shock against oxidative injury / B. S. Polla, S. Kantengwa, D. François et al. // PNAS. 1996. - V. 93. - I. 13. - P. 6458-6463.

154. Portner H. O. Climate change and temperature-dependent biogeography: oxygen limitation of thermal tolerance in animals / H. O. Portner // Naturwissenschaftenio 2001.-V. 88.-P. 137-146.i,

155. Robert J. Evolution of heat shock protein and immunity / J. Robert // Developmental and Comparative Immunology. 2003. - V. 27. - P. 449-464.

156. Roberts D.A. Heat-shock protein expression in Mytilus californianus: acclimatization (seasonal and tidal-height comparisons) and acclimation effects / D. A. Roberts, G. E. Hofmann, G. N. Somero // Biol. Bull. 1997. - V. 192. - P. 309-320.

157. Roméo M. Cadmium and copper display different responses towards oxidative stress in thekidney of the sea bass Dicentrarchus labrax / M. Roméo, N. Bennani, M. Gnassia-Barelli et al. // Aquatic Toxicology. 2000. - V. 48. -1. 2-3. - P. 185194.

158. Schlenk D. Effect of zinc and cadmium treatment on hydrogen peroxide-induced mortality and expression of glutathione and metallothionein in a teleost hepatoma cell line / D. Schlenk, C.D. Rice // Aquatic Toxicology.-1998. V. 43. I. 2-3. P. 121-129.

159. Schroeder, H. C. Stress response in Baikalian sponges exposed to pollutants / H. C. Schroeder, S. M. Efremova, B. A. Margulis et al. / Hydrobiologia 2006 - V. 568-S. 1-P. 277-287.

160. Sherbakov D. Y. Molecular phylogenetic studies on the origin of biodiversity in Lake Baikal / Sherbakov D. // Trends in Ecology & Evolution, 1999. - V 14. -1 3.-P. 92-95.

161. Shugart L.R. DNA damage as biomarker of exposure / L. R. Shugart // Ecotoxicology. 2000. - V.9. - P.329-340.

162. Sies H. Oxidative stress from basic research to clinical application / H. Sies // Am. J. Med.- 1991.- V. 91. - S. 3 C.- P. S 31-S 38.

163. Simonoff M. Antioxidant status (selenium, vitamin A and vitamin E) and aging / M. Simonoff, C. Sergeant, N. Gamier et al. // Free Radicals and Aging- Basel: Birkhauser Verlag.- 1992- P. 368-397.

164. Skowyra D. The E. coli dnaK gene product, the hsp70 homolog, can reactivate heat-inactivated RNA polymerase in an ATP hydrolysis-dependent manner / D. Skowyra, C. Georgopoulos, M. Zylicz // Cell. 1990. - V. 62. - I. 5. - P. 939944.

165. Slaninov A Oxidative stress in fish induced by pesticides / A. Slaninov, M. Smutna, H. Modra et al. // Neuroendocrinology Letters 30 (SUPPL.l). 2009. - P. 2-12.

166. Sokolova I. M. 2004 Cadmium effects on mitochondrial function are enhanced by elevated temperatures in a marine poikilotherm Crassostrea virginica Gmelin (Bivalvia: Ostreidae) /1. M. Sokolova // J. Exp. Biol. 2004. - 207. - P. 26392648.

167. Storey K.B. Intermediary metabolism during low temperature acclimation in the overwintering gall fly larva, Eurosta solidaginis / K.B. Storey, J.G. Baust, J.M. Storey//J. Comp. Physiol.- 1981. V. 144.-P. 183-190.

168. Szaniawska A. The invasive amphipod Gammarus tigrinus Sexton, 1939 in Puck Bay / Szaniawska A., Lapucki T., Normant M. // Oceanologia. 2003. - V. 45. -№ 3. — P. 507-510.

169. Taddei F. Genetic variability and adaptation to stress / F. Taddei, M. Vulic, M. Radman et al. // Environmental stress, adaptation and evolution. Basel: Boston: Berlin: Birkhauser. - 1997. - P. 271 - 290.

170. Timm V. Eesti Teaduste / V. Timm, T. Timm // Akadeemia Toimetised Bioloogia. 1993.-V. 42.-I. 2.-P. 144-153.

171. Timofeyev M. Thermal stress defense in freshwater amphipods from contrasting habitats with emphasis on small heat shock proteins (sHSPs) / M. Timofeyev, Z.M. Shatilina, M.V. Protopopova et al. // Journal of Thermal Biology. 2009. -34.-P. 281-285.

172. Viarengo A. Heavy metals in marine invertebrates: mechanisms of regulation and toxicity at the cellular level / Viarengo A. // CRC Crit. Rev. Aquat. Sci. 1989. -V. l.-P. 295-317.

173. Wendel A. Enzymes acting against reactive oxygen / A. Wendel // Enzymes -Tools and Targets. Basel: Kar-ger. -1988. - P. 161-167.

174. Wijnhoven S. Exotic and indigenous freshwater gammarid species: physiological tolerance to water temperature in relation to' ionic content of the water / S. Wijnhoven, M. C. Van Riel, G. Van der Velde // Aquatic ecology. 2003. - V. 37. - P. 151.-158.

175. Zhu Y. Transcriptional elongation factor P-TEFB is required for HIV-1 Tat transactivation in vitro/ Y. Zhu, T. Pe'ery ., J. Peng et al. // Genes Dev. 1997. -V. 11.-P. 2622-2632.