Свободнорадикальный гомеостаз моллюсков Unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов

Гханнам Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Свободнорадикальный гомеостаз моллюсков Unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Свободнорадикальный гомеостаз моллюсков Unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов"

005005513

На правах рукописи

ГХАННАМ Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф

СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЙ ГОМЕОСТАЗ МОЛЛЮСКОВ иN10 Р1СТОШМ В НОРМЕ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 03.03.01 « Физиология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Астрахань-2011 ^ 8 ДЕК 2011

005005513

Работа выполнена на кафедре «Молекулярной биологии, генетики и биохимии» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет», г. Астрахань

Научный руководитель: доктор медицинских наук

Бойко Оксана Витальевна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Егоров Михаил Алексеевич доктор биологических наук Металлов Геннадий Федорович

Ведущая организация: Волгоградский государственный университет

Защита состоится «23» декабря 2011 года в 14 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета по адресу 414000, г.Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

Автореферат разослан «21» ноября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, доцент

Нестеров Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Проблема устойчивости организма, его адаптации к изменяющимся условиям среды остается одной из центральных проблем биологии. Важным проявлением стресс-реакции и адаптационной перестройки является совершенствование деятельности регуляторных механизмов, участвующих в поддержании оптимального уровня интенсивности обменных процессов на уровне целостного организма (Федоров Б.М., 1991). Как известно, одним из ведущих повреждающих факторов при стрессе, детерминирующих развитие вторичных изменений органов и тканей, является интенсификация свободнора-дикального окисления биологических субстратов при действии активных форм кислорода (Ланкин В.З., 2001; Дубинина Е.Е., Далали В.А. 2010). Анализ современной научной литературы позволяет прийти к заключению о том, что значительное количество работ посвящено перекисному окислению липидов (ПОЛ), в том числе стресс-ицдуцированному; при этом окислительной деструкции белков клеток и тканей уделяется меньшее внимание.

Механизмы и последствия стресс-реакции в организме зависят не только от метаболических возможностей различных тканей, но и от возраста индивидуума. В то же время, возрастной аспект исследования свободнорадикальной деструкции белковых и липидных компонентов тканей двустворчатых моллюсков, практически не представленный в литературе, должен дополнить известные к настоящему времени закономерности адаптационных процессов на разных этапах онтогенеза и позволит существенно углубить представления о возрастных особенностях механизмов адаптации к экстремальным воздействиям.

Наряду с этим, с физиологической точки зрения особый интерес представляет способность тяжелых металлов индуцировать окислительный стресс, который рассматривается в качестве ведущего патогенетического механизма дезорганизации клеточного метаболизма. Согласно этим представлениям, независимо от конкретного механизма действия чужеродного химического агента, его вмешательство в окислительный метаболизм прямо или косвенно сопряжено с усилением генерации высокореакционных радикалов кислорода (оксирадикалов). Возникший дисбаланс между про- и антиокислительными системами приводит к накоплению продуктов окисления основных классов макромолекул, включая липиды, белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего в клетке может развиваться патологический (деструктивный) процесс, получивший в литературе название окислительного стресса (Ие^К Б, РппараЬ) С.,1995; 81оЬз БЛ, Bagechi Б, 1995; Топта й а1., 2002). Однако прямых экспериментальных данных, подтверждающих способность меди и кадмия нарушать равновесие между про- и антиоксидантной системами и вызывать окислительный стресс в тканях пресноводных беспозвоночных, в частности моллюсков, практически нет. Вместе с тем, в ходе натурных и лабораторных исследований отмечены изменения в содержании низкомолекулярных антиоксидантов или активности ангиоксидантных ферментов у моллюсков (Челомин и др., 1998; Канатьева Н.С., 2001, Довженко Н.В., 2006, Каза С. й а1., 1999). Этот подход, хотя обычно и используется дая выявления специфических взаимосвязей между различными стрессорами и индивидуальными антиок-сидантами, не позволяет однозначно оценить степень развития окислительного стресса в организме моллюсков (11е§оЦ Б й а1., 2002).

Цель исследования: изучение возрастных и тканеспецифических особенностей перекисного окисления липидов и белков, а так же состояния антиокси-

дантной системы у моллюсков Unió pictorum разных возрастных групп в норме и при воздействии тяжелых металлов.

Задачи исследования:

¡.Провести сравнительное изучение интенсивности перекисного окисления липидов и белков интактных животных разных возрастных групп и выявить его тканеспецифические особенности в условиях фоновой активности.

2.На модели токсического стресса исследовать уровень липидной и белковой пероксидации в различных тканях двустворчатого моллюска Unió pictorum.

3.Провести сравнительный анализ выраженности возрастных и стресс-индуцированных изменений антиоксидантной системы моллюсков.

4.Установить степень накопления тяжелых металлов в разных тканях моллюсков.

5.Изучитъ физиологические реакции моллюсков, вызванные действием тяжелых металлов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Свободнорадикальные процессы в условиях фоновой активности и под влиянием тяжелых металлов имеют тканевую специфичность, которая заключается в различной выраженности и направленности перекисного окисления белков и липидов в жабрах, гепатопанкреасе, гонадах и ноге экспериментальных животных.

2. Реакция организма на токсическое воздействие зависит от возраста животного и отличается динамикой накопления продуктов перекисного окисления липидов и белков.

3. Особенности функционирования антиоксидантной системы зависят от ткани и возраста животного.

Научная новизна. Впервые исследованы процессы белковой и липидной пероксидации в различных тканях на разных этапах постнатального онтогенеза двустворчатых моллюсков Unió pictorum. В эксперименте выявлены возрастные особенности стрессорной динамики показателей перекисного окисления липидов и перекисного окисления белков в жабрах, гепатопанкреасе, гонадах и ноге. Показано, что процессы свободнорадикального окисления в этих органах не всегда изменяются однонаправлено у моллюсков разного возраста в норме и после воздействия на них тяжелых металлов.

Получены ранее не известные данные о влиянии возрастного фактора на фоновую активность процессов липидной и белковой пероксидации в жабрах, гепатопанкреасе, гонадах и ноге, а также на стрессорную динамику изучаемых параметров. В частности, показано сильное влияние возраста на стрессорный уровень ТБК-активных продуктов и перекисного окисления белков в тканях моллюсков. В ходе исследования показано также, что уровень каталазы, супероксиддисмутазы и церулоплазмина у животных разных возрастных групп существенно различается между собой.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования демонстрируют наличие возрастных и тканеспецифических отличий свободноради-кальных процессов у двустворчатых моллюсков при токсическом воздействии и расширяют представления о механизмах реакции антиоксидантной системы на воздействие тяжелых металлов.

в курсы лекций по физиологии, экологической физиологии для студентов биологических специальностей университетов.

Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации были представлены и обсуждены на международной научной конференции «Ключевые проблемы современной науки» г. София, Болгария, 2010, международной научной конференции «Научное пространство Европы - 2011», Польша, 2011; XVI Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий», Новосибирск, 2011, II Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», Астрахань, 2011

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, 4 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 119 страницах основного текста, содержит 19 таблиц, 8 рисунков. Список литературы включает 219 наименования, в том числе, 89 - на русском языке, 130- зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве биологических объектов при проведении опытов были использованы моллюски Unió pictorum. Пробы моллюсков были отобраны в июне месяце в количестве 200 штук. Моллюсков, предназначавшихся для исследований, отлавливали из естественных водоемов и доставляли в лабораторию, где после выдерживания в течение одной недели для адаптации к условиям аквариума приступали к экспериментам.

Подопытных моллюсков по 40 экземпляров помещали в аквариумы объемом 30 литров и содержали при естественном освещении, температуре 20 °С и постоянной аэрации воды. Длительность содержания составила 21 сутки. В экспериментальных аквариумах концентрации тяжелых металлов составляли 10 мкг/л меди, 100 мкг/л меди, 10 мкг/л кадмия и 100 мкг/л кадмия в пересчете на ион. Воду периодически меняли для возобновления исходных концентраций токсикантов. Во время эксперимента двустворчатых моллюсков кормили, добавляя в аквариумы водоросли («зацветшую воду»). Контролем служили особи в аналогичных емкостях без добавления токсикантов. Гибели моллюсков в течение эксперимента не наблюдалось. Для оценки уровня окислительного стресса и состояния антиоксидантной системы большая часть моллюсков была разделена на две группы: мелкие моллюски и моллюски среднего размера по размерно-весовым показателям. Возраст мелких моллюсков составлял 3 года, средних - 6 лет. Для проведения исследований раковину моллюсков отделяли от мягких тканей. Для каждого исследования отбирали не менее тридцати моллюсков из каждого аквариума. Гомогенаты получали, объединяя органы трех особей, что существенно снижало коэффициент вариации показателей.

Определение содержания меди и кадмия в органах моллюсков проводилось в соответствии с нормативными документами, регламентирующими методику проведения испытания. Для органов моллюсков это ГОСТ 30178-96.

Фильтрационную активность моллюсков определяли по методике, разработанной С.А. Остроумовым с некоторыми изменениями. Скорость фильтрации определяли по снижению оптической плотности среды инкубации при длине волны спектрофотометра 550 нм. Среду создавали внесением культуры Sacharo-myces cerevisae. Объем среды инкубации - 1,0 л. На этот объем помещали по

10 перловиц с длиной раковины 5,7 - 8,5 см. Время содержания - 60 минут. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре Baekman (США).

Результаты дыхательной активности моллюсков были получены путем определения концентрации кислорода в емкости с притертой пробкой после помещения животных. В инкубационную среду объемом 1,0 л на 60 минут вносили 10 перловиц с длиной раковины 5,7 - 8,5 см. Контролем служила вода из аналогичной емкости с водой без моллюсков.

Концентрацию растворенного кислорода в воде определяли стандартным кислородометрическим методом (Меньшиков В В., 1999).

Определение содержания ТБК-активных продуктов в органах моллюсков проводили по методу Uchiyama et al.,1980, который заключается в том, что продукты перекисного окисления липидов образуют с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) окрашенный комплекс, экстрагируемый бутанолом.

Для анализа содержания продуктов перекисного окисления белков использовали метод Дубининой Е.Е., 2006.

Активность супероксиддисмутазы определяли по методу С. Чевари с соавт., (1985).

Использованный нами метод спекгрофотометрического измерения активности каталазы основан на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс. Реакцию запускали добавлением 0,1 мл гомогената к 2 мл 0,003% раствора перекиси водорода. В холостую пробу вместо сыворотки вносили 0,1 мл дистиллированной воды. Реакцию останавливали через 10 минут добавлением 1 мл 4% молибдата аммония. Интенсивность окраски измеряли на спектрофотометре при длине волны 410 нм против контрольной пробы, в которую вместо перекиси водорода вносили 2 мл дистиллированной воды.

Для определение активности церулоплазмина в органах моллюсков в пробирку вносили 0,1 мл гомогената тканей, 1 мл 0,4 М ацетатного буфера (рН 5,6), 0,5 мл 1% водного раствора парафенилендиамина солянокислого, перемешивали и ставили на водяную баню при температуре 60°С на 10 мин. Затем останавливали реакцию добавлением 3,5 мл охлажденного 25% раствора едкого натра. Полученную оранжевого цвета жидкость колориметрировали при 440 нм.

Материалы исследований были обработаны статистически (ЛакинД973) с использованием компьютерной программы Microsoft Excel, достоверность различий сравниваемых показателей - по t-критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Тканеспецифические аспекты свободнорадикального гомеостаза в организме моллюсков Unio pitorum

Вопрос о механизмах дисбаланса между про- и антиоксидангной системами до сих пор остается открытым. Состояние антиоксидантной системы отражает, с одной стороны, адаптационные возможности водных организмов, с другой -степень воздействия неблагоприятных условий окружающей среды. В целом возможности этого подхода очень широки, но особый интерес вызывает то, что он кроме диагностического носит и прогностический характер, поскольку позволяет оценить степень предрасположенности организма к окислительному стрессу. Снижение способности антиоксидантной системы инактивировать свободные радикалы можно рассматривать как вероятную причину формирования окислительного стресса и накопления продуктов окислительной деструкции белков и липидов в тканях Unio pictorum.

Распределение ТБК-активных продуктов в тканях моллюсков интакшой группы представлено в таблице 1

Таблица 1

Содержание ТБК-активных продуктов в органах моллюсков разного

Вид ткани 3 года 6 лет

Жабры 19,5±3,6 21,8±4,2

Гепатопанкреас 11,9±2,17 13,12±2,14

Гонады 15,47±2,4 17,9±2,5

Нога 12,8±2,2 14,6±2,46

В ходе проведенного эксперимента было установлено, что при увеличении возраста моллюсков содержание ТБК-акгивных продуктов в органах животных контрольной группы имело тенденцию к незначительному росту. Для жабер - на 11,8%; гепатопанкреаса - 10,3%; гонад - 13,6%; ноги - 12,32%. В абсолютных цифрах наивысшая концентрация определена в жабрах, что, по-видимому, связано с выполняемой ими функцией. Наименьшая концентрация была в гепатопан-креасе, что, по нашему мнению, определено высокой каталазной активностью в этом органе, нейтрализующей продукты ПОЛ.

Результаты исследования тканей моллюсков из интактной группы показали, что содержание начальных и конечных продуктов окислительной модификации белков с достоверностью р<0,05 практически во всех исследованных пробах выше у моллюсков 6 лет (таблица 2).

Таблица 2

Содержание продуктов окислительной модификации белков в органах

моллюсков разного размера из интактной группы (Ед/мг белка)

Вид ткани X, нм 3 года 6 лет Достоверность различий между возрастными группами

Жабры 270 0,1981±0,092 0,2231±0,090

363 0,1764±0,084 0,1975±0,086

370 0,0562±0,008 0,0778±0,009

Гепатопанкреас 270 0,2619±0,096 0,3178±0,096 *

363 0,1231±0,063 0,1879±0,078

370 0,1004±0,056 0,1469±0,067

Гонады 270 0,2120±0,089 0,3875±0,099 *

363 0,1810±0,088 0,1898±0,082

370 0,1087±0,057 0,1528±0,074

Нога 270 0,2254±0,091 0,2509±0,093

363 0,1312±0,065 0,1524±0,050

370 0,1135±0,051 0,1388±0,042

* р<0,05; ** р<0,01;*** р<0,001

Наибольшие различия между моллюсками разного возраста по содержанию продуктов окислительной модификации белков выявлены в тканях гепатопанкреаса и гонад. В этих органах с достоверностью р<0,05 зафиксированы различия как между концентрацией начальных, так и между концентрацией конечных продуктов ПОБ .

Полученные нами данные о большей выраженности процессов ПОБ и ПОЛ в тканях более зрелых моллюсков свидетельствует о более сбалансированном состоянии их функциональных систем. Это может быть подтверждено тем фактом, что функциональная активность клеток в нормальных условиях

связана с постоянно протекающими свободнорадикальными процессами, что сопряжено с генерацией активных форм кислорода (АФК) и продуктов их метаболизма, в частности продуктов перекисного окисления липидов. АФК играют роль сигнальных молекул клеток для большинства биологических систем тканей человека, животных и растений. Многочисленные метаболические ключевые процессы, определяющие функциональное состояние клеток, обеспечиваются в основном активацией мультикаталитических комплексов, и АФК активно включаются в их регуляцию. Действие АФК на функциональную активность клеток многогранно. АФК участвуют в регуляции апоптоза, клеточной адгезии, свертывания крови, индуцируют или подавляют экспрессию многих генов, регулируют процессы роста клеток и их дифференциров-ку и т.д. В настоящее время появились сведения о влиянии так называемых конечных продуктов ПОЛ, таких как малоновый диальдегид (МДА), 4-гидрокси-транс-2-ноненаль (4-HNE- 4-hydroxy-trans-2-nonenal) и другие алке-нали, на процессы жизнедеятельности клеток (Дубинина Е.Е., Дадали В.А., 2010).

В дальнейшем нами была выявлены возрастные и тканевые особенности состояния ангиоксидантной системы моллюсков Unió pictorum. Принимая во внимание важную роль этой защитной системы в жизнедеятельности данной группы организмов, следует отметить, что определяемые показатели антиок-сидантной защиты могут отражать не только состояние всей антиоксидант-ной системы, но и, в определенной мере, степень подверженности организма к окислительному стрессу. Активность фермента супероксиддисмутазы представлена в таблице 3.

Таблица 3

Активность супероксид дисмутазы в органах моллюсков разного возраста из

интактной группы (ед. акт-ти/мг белка)

Вид ткани 3 года 6 лет Достоверность различий между возрастными группами

Жабры 52,7±5,98 48,1±5,2

Гепатопанкреас 8,8±0,17 61,5±7,11 ***

Гонады 26,8±2,31 80,6±8,72 *

Нога 26,4±2,27 34,2±2,29

* р<0,05; ** р<0,01;*** р<0,001

У 3-летних моллюсков с достоверностью р<0,05 она была наиболее высокой в жабрах по сравнению с другими органами. Активность СОД в жабрах примерно на 50% превосходила активность СОД в тканях ноги и гонад и на 83,6% в тканях гепатопанкреаса.

В то же время, наибольшая активность СОД у моллюсков 6-летнего возраста представлена в гонадах и, несколько меньшая в гепатопанкреасе. Рост активности фермента в тканях гонад моллюсков 6 лет в сравнении с 3-летними особями составил 66,7%, а в тканях гепатопанкреаса - 85,7%. Так же имеется незначительная тенденция к росту активности СОД в тканях ноги, в то время как в жабрах существенных различий между группами моллюсков разных возрастов выявлено не было.

Нами выявлены существенные отличия в каталазной активности как среди моллюсков разного возраста (таблица 4).

Таблица 4

Каталазная активность в органах моллюсков разного возраста из ин-__тактной группы (мкат/г)__

Вид ткани 3 года 6 лет Достоверность различий между возрастными группами

Жабры 0,77±0,008 5,75±0,3 *#

Гепатопанкреас # #

Гонады 1,72±0,013 10,19±0,7 ***

Нога 3,71±0,14 3,53± 0,12

* р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001

#-не определялась: ввиду высокой активности каталазы наблюдалось полное обесцвечивание раствора

С увеличением возраста моллюсков наблюдается усиление каталазной активности тканей гидробионтов. Данное утверждение не распространяется на каталазную активность тканей ноги, где отличия между моллюсками разных возрастов несущественны и недостоверны. Применительно к гепатопан-креасу, установлена высокая каталазная активность в обеих группах. Необходимо отметить, что по нашим и литературным данным, уровень антиокси-дантной активности по абсолютным значениям у двустворчатых моллюсков в целом значительно выше, чем у млекопитающих, чем и объясняются полученные нами высокие цифры каталазной активности. В жабрах каталазная активность в тканях моллюсков 3 лет составляет только 13,4% от каталазной активности в жабрах моллюсков 6 лет. Каталазная активность тканей гонад более молодых моллюсков составляет 16,9% каталазной активности гонад моллюсков 6 лет. Таким образом, с высокой достоверностью (р<0,001) установлены различия между тканями одного и того же органа у моллюсков разного возраста. Подобные отличия, как мы считаем, связаны с большей сфор-мированностью антиоксидантных систем более зрелых моллюсков.

Активность церулоплазмина в тканях мелких моллюсков выше, чем в тканях особей среднего размера. В гепатопанкреасе - на 23,7%, в гонадах - на 42,9%, в тканях ноги - на 43,4%. Исключение составляют жабры, где у более крупных особей ферментативная активность была выше на 59,5%, что может быть объяснено выполняемой ими физиологической функцией (таблица 5).

Таблица 5

Активность церулоплазмина в органах моллюсков разного возраста

из интактной группы (ед.опт.пл.)

Вид ткани 3 года 6 лет Достоверность различий между возрастными группами

Жабры 0,2213±0,051 0,5462±0,10 **

Гепатопанкреас 0,1433±0,036 0,1094±0,016 *

Гонады 0,0170±0,003 0,0097±0,0008

Нога 0,2560±0,058 0,1448±0,039 *

* р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001

Полученные нами результаты состояния антоксидантной системы Unió pictorum могут быть интерпретированы значимостью выполняемой ими функцией в организме моллюсков. Своеобразный образ жизни в условиях малой подвижности при энергичной омываемости тела током воды создает специфические особенности физиологии и морфологии пластинчатожаберных

моллюсков. Будучи обитателями зоны дна, где обычно живут организмы с умеренной требовательностью к кислороду, крупные ракушки, в особенности: Unió, являются организмами довольно высоко оксифильными, и кислородный режим в обитаемых ими водоемах должен быть свободен от зимних и летних дефицитов. Таким образом, вполне вероятно, что обнаруженные нами цифры активности СОД и каталазы и церулоплазмина подтверждает гипотезу Hermes-Lima с коллегами. Согласно этой гипотезе, повышение активности антиоксидантных ферментов у таких организмов связано с «предподготов-кой», направленной на минимизацию повреждающего действия возможного окислительного стресса.

Окислительный стресс в органах моллюсков Unió pitorum в присутствии токсикантов

Явление окислительного стресса, сопровождающееся деструктивным повреждением основных биоструктур, чрезвычайно широко распространено в природе и обнаруживается, практически, во всех органах и тканях организмов на любом уровне организации. Принимая во внимание высокую чувствительность процессов генерации оксирадикалов к воздействию неблагоприятных факторов среды (природного и антропогенного характера), в последующих экспериментах мы исследовали влияние кумуляции тяжелых металлов на процесс образование продуктов окисления мембранных липидов и белков в органах двустворчатых моллюсков Unió pictorum. Одним из основных звеньев реакции организма на стрессорное воздействие считается усиление процессов перекисного окисления липидов.

Внесение в среду тяжелых металлов вызывало увеличение концентрации ТБК-активных продуктов в органах Unió pictorum в сравнении с контрольной группой. Эта тенденция имела место во всех видах тканей, причем увеличение концентрации токсиканта приводило соответственно к увеличению концентрации продуктов ПОЛ.

Все пробы, взятые от мелких моллюсков, обитавших в аквариумах с концентрацией меди и кадмия 100 мкг/л независимо от вида тканей достоверно отличались от контрольных вариантов. Введение меди в большей концентрации в среду обитания приводило к росту концентрации ТБК-активных продуктов в жабрах - на 13,2%; в гепатопанкреасе - на 27,0%; в гонадах - на 29,3%; ноге-на 35,2%.

Большая концентрация кадмия в аквариуме приводила так же к росту продуктов ПОЛ в жабрах - на 25,2%; в гепатопанкреасе - на 61,7%; в гонадах - на 25,1%; в ноге - на 21,62% (таблица 6).

Таблица 6

Содержание ТБК-активных продуктов в органах моллюсков 3 лет после

токсического воздействия (мкмоль/г)

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) Cd (10 мкг/л) Cd (100 мкг/л)

Жабры 27,9±4,8* 31,8±5,22* 35,44±5,52* 47,4±6,0*

Гепатопанкреас 15,3±2,3 20,96±4,0* 14,93±2,2 24,2±4,4*

Гонады 17,64±2,4 24,94±4,5* 19,16±3,0 25,58±4,5*

Нога 20,6±3,9* 31,8±5,12* 18,6±2,6 23,73±4,19*

* - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

Аккумуляция тяжелых металлов моллюсками 6 лет имела те же тенденции, что и у более мелких особей (таблица 7).

Таблица 7

Содержание ТБК-активных продуктов в органах моллюсков 6 лет после

токсического воздействия (мкмоль/г)

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) Сd (10 мкг/л) Cd (100 мкг/л)

Жабры 29,98±5,0 42,36±5,7* 31,65±4,96 48,2±6,1*

Гепатопанкреас 16,37±2,5 23,34±4,31* 18,1±2,58 24,7±4,26*

Гонады 24,47±4,5* 27,55±4,9* 20,71±4,1 26,70±4,73*

Нога 19,41±3,5 34,6±5,1* 18,46±2,3 31,7±5,2*

* - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

Содержание ТБК-активных продуктов в тканях моллюсков б лет, обитавших в воде с медью в концентрации 100 мкг/л была выше, чем у моллюсков, обитавших в воде с медью в концентрации 10 мкг/л для ткани жабер -на 29,2%; гепатопанкреаса- на 29,56%; гонад - на 12,1%; ноги - на 43,9%.

При сравнении концентрации продуктов ПОЛ в тканях моллюсков из аквариумов с концентрацией кадмия 10 мкг/л и 100 мкг/л так же отмечается рост ТБК-активных продуктов в жабрах - на 65,6%; в гепатопанкреасе - на 26,7%; в гонадах - на 22,4%; в ноге - на 41,8%. Тканевые особенности, а именно высокую чувствительность жабер к меди и кадмию можно объяснить непосредственным контактом с внешней средой. Как респираторный орган они имеют большую площадь поверхности, тонкий водно - тематический барьер и поэтому оказываются более доступными для действия токсиканта. Так же непосредственному воздействию токсиканта подвержена и нога. В остальных тканях моллюсков уровень ТБК-активных продуктов в условиях действия тяжелых металлов качественно совпадали с таковыми же закономерностями, что и в жабрах.

Патологическое действие усиления перекисных процессов связано с образованием межмолекулярных сшивок, что приводит к изменению физико-химического состояния клеточных мембран. Этот процесс является неспецифической реакцией на любое стрессорное воздействие и характеризует адаптацию клетки к воздействию внешних факторов. Известно, что окисление белков осуществляется за счет образующихся активных форм кислорода (АФК) в присутствии донаторов электронов и металлов переменной валентности. Существует мнение, что в состоянии окислительного стресса атаке подвергаются в первую очередь не липиды, а белки плазматических мембран, что приводит к их деполимеризации и лизису клетки. Характеризуя воздействие тяжелых металлов на более молодых моллюсков необходимо отметить резкое увеличение уровня продуктов окислительной модификации белков в органах. Независимо от вида токсиканта увеличение его концентрации приводило к росту альдегидфенилгидрозонов и кетондинитрофенилгидразонов. Применительно к альдегидфенилгидрозонам различия характеризуются высокой достоверностью во всех пробах. Та же тенденция характерна и для кетондинитрофенилгидразонов, но демонстрируется не так явно. Наиболее существенные различия при исследовании уровня ПОБ в жабрах трехлетних моллюсков выявлены в концентрации альдегидфенилгидрозонов. Во всех опытных пробах отмечался рост начальных продуктов ПОБ более чем на 50% по сравнению с контрольной пробой. Концентрации кетондигидрофе-

нилгидразонов, подчиняются такой же закономерности. Было установлено, что наличие меди в среде в концентрации 100 мкг/л приводит к наиболее существенному увеличению конечных продуктов ПОБ как по сравнению с контрольной группой, так и с группой моллюсков, обитавших в воде с медью в концентрации 10 мкг/л (рисунок 1).

Рис 1 Содержание продуктов окислительной модификации белков в жабрах моллюсков 3 лет

Примечание. р<0,05 по дювнению с контрольной группой для всех концентраций меди и кадмия (X 270 и 363 ям), кощентрт\ии меди 10 мкг/л, ЮОмкгл и кадмия 100 мкг/л (Я 370

Проведенные исследования показали, что наибольшей концентрации как начальные, так и конечные продукты ПОБ имеют место в пробах гепато-панкреаса моллюсков из аквариума с концентрацией кадмия 100 мкг/л. Были зафиксированы достоверные отличия и с контрольной группой и с пробами из аквариума с предыдущей концентрацией токсиканта (рисунок 2).

»363 А, мм ! 370 А, н

Си (10 Си (100 С<1{10

мкг/л) мкг/л) мкг/л)

Концентрация токсиканта

Сс1(100 мкг/л)

Рис 2. Содержание продуктов окислительной модификации белков в гепатопанкреасе моллюсков 3 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольнои группой для всех концентраций меди и кадмия (/. 270 им), концентрспрш меди и кадмия 100 мкг/'л (Я 363 и 370 им).

При возрастании токсиканта в среде обитания моллюсков в гонадах наблюдается увеличение ПОБ. Существует прямая зависимость - чем больше концентрация металла, тем выше уровень продуктов ПОБ вне зависимости от вида металла (рисунок 3).

& 270 а, нм »збзлл

от л

контроль Си (10 Си (100 са{10 СсШОО мкг/л) мкг/л) мкг/л) мкг/л)

Рис. 3. Содержание продуктов окислительной модификации белков в гонадах моллюсков 3 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольной грутой для всех кот^нтраций меди и кадмия (Я 270, 363, 370 (Я 270,363, 370 нм).

Та же тенденция характерна и для тканей ноги (рисунок 4). Однако, если в гонадах накапливается примерно одинаковое количество продуктов ПОБ при концентрации и меди и кадмия в среде 100 мкг/л, то для тканей ноги наибольшее количество ПОБ обнаруживалось в пробах с медью.

Рис. 4 Содержание продуктов окислительной модификации белков в ноге моллюсков 3 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольна,I группой для всех концентраций меди и кадм ия (Я 270,363, 370нм).

Для всех органов моллюсков среднего размера так же выявлен рост продуктов ПОБ при увеличении токсиканта в среде обитания с достоверностью р<0,05. Однако для тканей гонад и ноги различия в концентрации ке-тондинитрофенилгидразонов хотя и имеют место, но не столь существенны по сравнению с другими пробами.

Во всех исследуемых образцах жабер с высокой достоверностью (р<0,05) установлен рост продуктов ПОБ за исключением проб из емкости с концентрацией кадмия 10 мкг/л, где уровень кетондинитрофенилгидразонов в жабрах моллюсков был существенно ниже, чем в остальных пробах (рисунок 5).

Рис. 5. Содержание продуктов окислительной модификации белков в жабрах моллюсков 6 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольной группой для всех концентраций меди и кадмия (X 270,363, 370 им).

Содержание продуктов ПОБ в гепатопанкреасе моллюсков среднего размера после контакта с концентрациями меди 10 и 100 мкг/л отличаются несущественно. В то же время наблюдается значительный рост продуктов ПОБ при возрастании концентрации кадмия с 10 до 100 мкг/л в аквариуме (рисунок 6).

Рис 6 Содержание продуктов окислительной модификации белков в гепатопанкреасе моллюсков 6 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольной группой для концентраций меди 100 мкг/л и всех концентраций кадмия (а 270,363, 370 нм).

_£в270Х.нм а 363 Л. нм I 370 X. нм_

контроль Си {10 Си (100 С<*{10 (100 мкг/л) мкг/л} мкг/л) мкг/л) _Концентрация токсиканта_

в 270 А, нм « 363 X, нпл т 370 А, нм

* 0,6

^ 0,4

из 0,2

си (ю си (юо са (ю са (юо

мкг/л) мкг/л) мкг/л) мкг/л) Концентрация токсиканта

363 X, нм 370 X, нм

Т=

контроль Си(10 мкг/л)

Си(100 мкг/л)

Сс1 (10 мкг/л)

Сс1 (100 мкг/л)

Концентрация токсиканта

Концентрации продуктов ПОБ в тканях гонад моллюсков, обитавших при различных концентрациях меди между собой отличаются недостоверно, хотя и превосходят концентрацию в контрольной группе моллюсков. Наиболее это явление выражено у животных, обитавших в воде с содержанием меди 100 мкг/л.

Максимальное различие было зафиксированы в пробах органов моллюсков из аквариума с концентрацией кадмия 100 мкг/л. В наибольшей степени это относится к уровню начальных продуктов ПОБ (рисунок 7).

Рис. 7. Содержание продуктов окислительной модификации белков в гонадах моллюсков 6 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольной группой для концентраций меди и кадмия 100 мкг/л (X 270,363, 370 им).

Подобные предыдущим изменения были нами выявлены при оценке накопления продуктов ПОБ в тканях ноги моллюсков 6 лет. Достоверные изменения по сравнению с контролем были выявлены только в пробах тканей моллюсков, контактировавших с максимальной концентрацией кадмия (рисунок 8).

Рис 8 Содержание продуктов окислительной модификации белков в ноге моллюсков 6 лет

Примечание. р<0,05 по сравнению с контрольной группой кадмия в концентрации 100 мкг/л (X 270,363,370 им).

Таким образом, в большинстве проб с токсикантами результаты определения продуктов окислительной модификации белков достоверно отличались от контрольных цифр в сторону увеличения, что позволяет предположить серьезные нарушения в метаболизме моллюсков и высокую напряженность функционирования антиоксидантных систем.

Характеристика антиоксидантной системы моллюсков Uniópitorum в присутствии токсикантов

В своей работе для выяснения причин медь- и кадмий- индуцированного стресса мы уделили основное внимание выявлению способности биологической системы инактивировать высокотоксичные оксирадикалы, что позволяет оценить состояние антиокислительной системы. Исследованные нами моллюски, в основном - эврибионтные животные, выдерживающие достаточно широкий диапазон температур, различных взвешенных частиц и токсических веществ. Очевидно, что в процессе адаптации к данным условиям у таких моллюсков, не способных к избеганию неблагоприятных факторов

среды, сформировалась высокая по активности и пластичная многокомпонентная структура антиоксидантной системы, предотвращающая повреждение клеточных структур.

Одним из ключевых антиоксидантных ферментов является супероксид-дисмутаза. По величине активности этого фермента (наряду с другими последующими ферментами - глутатионпероксидазой и каталазой, - инактивирую-щими уже продукт реакции СОД - перекись водорода) можно судить об анти-оксидантном статусе ткани или организма в целом.

Для мелких животных характерен стимулирующий эффект тяжелых металлов на активность СОД в тканях жабер: при возрастании в воде концентрации Си2+ имел место рост активности СОД на 59,2%, а при росте Сс12+ - на 40,1% (р<0,05). Так же выявлен стимулирующий эффект С<12+ на ткани гонад - на 78,3% (р<0,05).

Применительно к остальным органам можно сделать вывод о снижении активности СОД при увеличении концентрации металла в среде обитания. Этот процесс наиболее выражен в гепатопанкреасе, где при увеличении концентрации меди активность СОД снижается на 95,1 %. При увеличении концентрации кадмия - на 95,4 %. Так же происходило понижение активности СОД в гонадах при росте концентрации меди, а при росте концентрации кадмия - в тканях ноги (р<0,05) (таблица 8).

Таблица 8

Активность супероксиддисмутазы в органах моллюсков 3 лет (ед. акт-ти/мг белка)

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) Cd (10 мкг/л) Cd (100 мкг/л)

Жабры 30,1±2,97* 73,7±6,86* 32,3±2,99* 53,8±4,96

Гепатопанкреас 160,5±10,1* 7,8±0,15 46,1±5,08* 2, ¡±0,1*

Гонады 24,5±2,15 3,3±0,03* 9,2±0,18* 42,4±4,23*

Нога 90,4±8,85* 96,4±9,16* 40,6±4,19* 5,7±0,11*

* - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

В тканях средних моллюсков заметный стимулирующий эффект на активность СОД был выявлен только в жабрах при возрастании содержания меди в среде. Рост составил 64,5% (р<0,05). Во всех остальных пробах имело место снижение активности СОД при увеличении концентрации тяжелых металлов в среде. Наибольшее угнетающее воздействие оказывали ионы кадмия. Во всех образцах тканей, взятых от животных из аквариума с концентрацией 100 мкг/л показатели были ниже, чем у особей из аквариума с дозой кадмия 10 мкг/л. Наиболее подверженными такому влиянию оказались гепа-топанкреас (снижение активности СОД на 82,98%) и нога (снижение активности СОД на 83,3%).

Воздействие меди было менее пагубным, так активность СОД в ноге снизилась на 40%, гонадах - на 51,85%. Различия между пробами тканей ге-патопанкреаса моллюсков, прошедших инкубацию с Си + в дозе 10 мкг/л и 100 мкг/л недостоверны (таблица 9).

В целом можно сделать вывод, что наибольшая активность супероксиддисмутазы в условиях интоксикации тяжелыми металлами имела место в тканях мелких моллюсков.

Таблица 9

Активность супероксиддисмутазы в органах моллюсков 6 лет размера __(ед. акт-ти/мг белка)_

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) са (10 мкг/л) Сс1 (100 мкг/л)

Жабры 26,2±2,21* 73,8±6,87* 39,2±4,51 30,3±2,87*

Гепатопанкреас 38,1±3,16* 49,0±4,32* 57,0±5,46 9,7±0,18*

Гонады 35,1±3,11* 16,9±1,23* 10,3±0,11* 5,8±0,12*

Нога 4,5±0,09* 2,7±0,02* 19,2±1,76* 3,2±0,02*

* - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из кон-

трольной группы

Кроме того, при действии меди наблюдалось значимое увеличение уровня СОД в клетках гепатопанкреаса моллюсков, что свидетельствует об усиленной генерации оксирадикалов, в частности супероксидного радикала. Это подтверждается исследованием Уилсона и МакМахона, которые выявили прямую зависимость между интенсивностью потребления кислорода и концентрацией меди в тканях ЬШоппа пи1:.ч. Кроме того, ионы меди могут усиливать окисление миоглобина, что приводит к образованию супероксидного радикала 02 .- , субстрата для СОД. Однако, несмотря на увеличение активности СОД в наших экспериментах, у моллюсков наблюдалось увеличение окислительной деградации белков и липидов (ПОБ и ТБК-активных продуктов). Эти данные, хотя и свидетельствуют об уязвимости отдельных элементов антиоксидантной защиты, не могут в полной мере отражать степень окислительного повреждения всей системы клетки.

Одним из энзимов, имеющих большое значение для детоксикации свободных радикалов является каталаза, наряду с глутатионпероксидазным циклом разрушающая перекись водорода. Под воздействием токсикантов ката-лазная активность всех видов тканей более молодых моллюсков возрастала, за исключением тканей ноги моллюсков, инкубировавшихся с медью, взятой в концентрации 100 мкг/л. В этом случае, ферментативная активность была достоверно ниже контрольной. Различия между тканями ноги моллюсков контрольной группы и группы, контактировавшей с кадмием в концентрации 10 мкг/л недостоверны. Было так же установлено, что медь и кадмий при увеличении концентрации с 10 до 100 мкг/л оказывают противоположное воздействие на каталазную активность тканей (таблица 10).

Таблица 10

Каталазная активность в органах моллюсков 3 лет после токсического

воздействия (мкат/г)

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си^Ю мкг/л) Си (100 мкг/л) са (10 мкг/л) С<1 (100 мкг/л)

Жабры 1,73±0,04* 1,91±0,02* 1,15±0,01* 1,80±0,014*

Гепатопанкреас # # # #

Гонады 5,93±0,25* 3,60±0,132* 7,37±0,54* #

Нога 8,30±0,71* 2,60±0,09* 3,39±0,123 6,93±0,4*

# - не определялась: ввиду высокой активности каталазы наблюдалось полное

обесцвечивание раствора * - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

Медь оказывает в целом угнетающий эффект на каталазную активность тканей мелких моллюсков, за исключением жабер, где показатели практически одинаковые независимо от дозы. В тканях гонад и, особенно, в тканях

ноги при росте в воде концентрации тяжелого металла с 10 до 100 мкг/л с достоверностью р<0,05 имеет место угнетение антиоксидантной активности, обеспечиваемой каталазой.

Иной эффект оказывает кадмий. В пробах жаберной ткани моллюсков из аквариумов с концентрациями токсиканта 10 мкг/л и 100 мкг/л различия несущественны. Однако в тканях ноги и гонад с достоверностью р<0,05 наблюдается выраженный рост каталазной активности.

Воздействие тяжелых металлов на моллюсков шестилетнего возраста приводило к значительному стимулирующему эффекту на ткани жабер, по сравнению с контрольной группой. Исключением являлись жабры животных, обитавших в аквариуме с концентрацией кадмия 10 мкг/л, у которых цифры каталазной активности были ниже контрольных. Во всех остальных тканях тяжелые металлы угнетали каталазную активность в сравнении с контролем, за исключением кадмия в дозе 100 мкг/л, стимулировавшего каталазную активность в гонадах (таблица 11).

Таблица 11

Каталазная активность в органах моллюсков 6 лет после _токсического воздействия (мкат/г)_

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) Сс1 (10 мкг/л) С(1 (100 мкг/л)

Жабры # # 3,39±0,12* #

Гепатопанкреас # # # #

Гонады 7,55±0,68* 6,68±0,34* 1,03±0,03* #

Нога 3,95±0,15 3,85±0,14 2,58±0,09* 3,80±0,13

#-не определялась: ввиду высокой активности каталазы наблюдалось полное обесцвечивание раствора * - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

У моллюсков шести лет отмечается та же тенденция, что и у трехлетних моллюсков , а именно - медь в той или иной степени угнетает каталазную активность тканей при возрастании Си2+ в среде обитания, а кадмий, напротив, стимулирует ее. В данном случае, по-видимому, имеет место отрицательный доза - зависимый ответ на воздействие Сё + в среде: угнетение меньшей концентрацией и, стимуляция антиоксидантной системы большей концентрацией кадмия.

Каталазная активность тканей 6-летних моллюсков в условиях интоксикации медью и кадмием в целом выше, чем аналогичных тканей 3-летних моллюсков. Однако, ткани гонад и ноги 3-летних моллюсков в условиях кадмиевой интоксикации с достоверностью р<0,05 демонстрировали более высокую каталазную активность. Полученные в ходе наших экспериментов результаты схожи с результатами Довженко Н.В.(2006), изучавшую морских гидробионтов, и так же установившую, что в отличие от экспериментов с кадмием, аккумуляция меди сопровождалась более быстрым снижением антирадикальной активности защитной системы в тканях моллюсков.

Последние годы характеризуются возрастанием интереса к мультимедийной оксидазе - церулоплазмину, являющемуся одним ю наиболее важных экстраклеточных антиоксидантов. Этот фермент катализирует окисление ионов двухвалентного железа в трехвалентное, являющееся прекрасным окислителем в цитохромах, то-естъ церулоплазмин окисляет токсические формы железа и переводит их в нетоксические, защищая ткани от повреждения свободными радикалами.

Дальнейшее исследование воздействия токсикантов на моллюсков разного размера показало значительные тканевые и возрастные отличия. Контакт с медью мелких моллюсков приводил в целом к угнетению активности фермента. Исключение составляют жабры, в которых увеличение концентрации меди в среде до 100 мкг/л привело к возрастанию активности церулоплазмина на 34,8%. Почти во всех остальных случаях, как видно из таблицы 12, имело место достоверное снижение показателей. Медь в концентрации 10 мкг/л приводила к наиболее выраженному уменьшению активности антиоксиданта, в то время, как повышение концентрации до 100 мкг/л оказывало некоторый стимулирующий эффект.

Увеличение концентрации кадмия в среде обитания моллюсков сопровождалось ростом активности церулоплазмина в отличие от меди. Исключение составляют ткани ноги, где при концентрации кадмия в воде 10 мкг/мл активность церулоплазмина понизилась на 43,2%, а при концентрации 100 мкг/мл - на 10,9% (таблица 12).

Таблица 12

Активность церулоплазмина в органах моллюсков 3 лет (ед.опт.пл.)

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) са (10 мкг/л) Сс1 (100 мкг/л)

Жабры 0,0731±0,008* 0,3393±0,064* 0,2766±0,068 0,4543±0,076*

Гепатопанкреас 0,1249±0,024* 0,1422±0,028 0,1558±0,035* 0,1582±0,038*

Гонады 0,0237±0,006 0,0856±0,011* 0,0687±0,007* 0,1158±0,018*

Нога 0,1588±0,040* 0,2486±0,046 0,1788±0,048* 0,2310±0,055

* - достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

Анализируя воздействие тяжелых металлов на ткани моллюсков шестилетнего возраста, мы установили тканевые особенности антиоксидантной ак-

тивности (таблица 13).

Таблица 13

_Активность церулоплазмина в органах моллюсков 6 лет (ед.опт.пл.)_

Вид ткани Концентрация токсиканта

Си (10 мкг/л) Си (100 мкг/л) Сс1 (10 мкг/л) СсЩОО мкг/л)

Жабры 0,5247±0,099 0,5147±0,089 0,3658±0,059* 0,3790±0,0619*

Гепатопанкреас 0,0781±0,005* 0,1202±0,015 0,0898±0,012 0,1311±0,018

Гонады 0,0074±0,0002* 0,0080±0,0003 0,008б±0,0004 0,0092±0,0006

Нога 0,0281±0,008* 0,4198±0,069* 0,4232±0,070* 0,4730±0,073*

*- достоверность различий р<0,05 в сравнении с органами моллюсков из контрольной группы

Медь не вызывала достоверных изменений в жабрах. Активность церулоплазмина по сравнению с контролем хотя и снизилась, но несущественно. Более заметные изменения в сторону уменьшения активности фермента произошли в гепатопанкреасе, преимущественно при концентрации меди 10 мкг/л. То же самое относится к гонадам и тканям ноги: снижение церулоплазмина при 10 мкг/л и рост при 100 мкг/л. Причем если в гонадах изменения достаточно плавные, то в тканях ноги изменения носят более выраженный характер: при меньшей концентрации меди в среде активность фермента составляет только 19,4% от контроля, а при росте концентрации металла имеет место возрастание активности антиоксиданта на 34,5% по сравнению с контролем.

В жабрах кадмий достоверно угнетал церулоплазминовую активность по сравнению с контрольной группой. В гепатопанкреасе при концентрации 10 мкг/л кадмия активность фермента была несколько ниже контроля, а при концентрации 100 мкг/л кадмия выше. То-естъ при росте концентрации тяжелого металла достоверно возрастала и активность церулоплазмина. Изменения ферментативной активности в гонадах не существенны, в то же время, в тканях ноги выявлен значительный рост антиоксиданта: на 65,8% по сравнению с контролем при уровне кадмия 10 мкг/л в воде и на 69,4% при уровне кадмия 100 мкг/л в воде.

Таким образом, было установлено, что в отличие от экспериментов с кадмием, аккумуляция меди сопровождалась более быстрым снижением антирадикальной защитной системы в тканях моллюсков. Вследствие этого, именно снижение способности ангиоксидантной системы инакгивировать высокореакционные оксирадикалы рассматривается как вероятная причина формирования окислительного стресса и накопления продуктов окислительной деструкции липидов и белков в тканях Unió pictorum.

Резюмируя данный раздел работы мы считаем необходимым проанализировать изменения свободнорадикального гомеостаза моллюсков Unió pictorum в условиях медь- и кадмий- индуцированного стресса. Известно, что медь является необходимым кофактором ряда ферментов, катализирующих разнообразные окислительно-восстановительные реакции. Считается, что токсическое действие меди состоит в ее способности окислять сульфгидрильные группы ферментов, инактивируя их. Предполагают также, что медь может взаимодействовать с АФК (О ~, Н2О2) и катализировать через реакции Фен-тона и Хабера-Вайса образование гидроксильного радикала. Высокая реакционная способность этого радикала, в свою очередь, вызывает окислительную деградацию нуклеиновых кислот, белков и инициирует перекисное окисление липидов, что приводит к нарушению целостности биологических мембран.

Кадмий, в отличие от меди и железа, не способен участвовать в образовании активных форм кислорода непосредственно через окислительно-восстановительные реакции. В ряде работ неоднократно высказывалось предположение, что кадмий может стимулировать окислительный стресс через подавление антиокислительной системы. В нашем исследовании так же было показано, что кадмий является ингибитором ферментов, входящих в комплексную антиоксидантную систему.

Проведенные эксперименты продемонстрировали, что в процессе аккумуляции кадмия в тканях Unió pictorum происходит постепенное снижение антирадикальной активности, что можно рассматривать как причину формирования окислительного стресса и накопления продуктов окислительной деструкции белков и липидов в тканях Unió pictorum. Среди возможных причин подавления антиоксидантного потенциала и развития кадмий-индуцированного окислительного стресса следует выделить способность кадмия вступать в конкурентные взаимоотношения и нарушать метаболизм эссенциальных микроэлементов у моллюсков, в частности металлов с переменной валентностью, таких как медь и железо. Изменение биодоступности этих металлов в клетке может способствовать их взаимодействию с молекулярным кислородом и образованию оксирадикалов, например, гидроксильного радикала ('ОН) - самого активного прооксиданта, повышенная генерация которого приводит к быстрому "истощению" антиоксидантной системы. Каков бы ни был конкретный механизм вмешательства ионов кадмия в метабо-

лизм кислорода, подавление антиоксидантного потенциала клетки сопряжено с окислительной деструкцией липидов и белков. Это ведет к нарушению механизмов функционирования биохимических систем, к разрастанию деструктивных процессов и к последовательному проявлению их на более высоких интегральных уровнях. Результаты экспериментов, полученные нами на моллюсках, дополняют общую картину уязвимости биологической системы при действии ионов меди и кадмия новыми деталями.

Физиологические показатели моллюсков Unió pictorum у интактных животных и в состоянии токсического стресса

Несмотря на то, что в научной печати вопросы влияния на моллюсков негативных факторов среды достаточно освещены, сведения о воздействии загрязняющих веществ на физиологические показатели пресноводных моллюсков немногочисленны и не систематизированы, что делает выполнение такого рода работ актуальным. Из химических веществ, загрязняющих водную среду, реальную угрозу для жизнедеятельности гидробионтов представляют тяжелые металлы и их соединения. Опасность заключается не только в их биологической активности (токсичности), но и в способности к аккумуляции. В отличие от органических загрязняющих веществ, которые со временем утилизируются и выводятся из биосферы, тяжелые металлы способны сохранять биологическую активность практически бесконечно (Челомин В.П., с соавт. 1998, Yap С.К., Ismail. A., Omar Н., Tan S.G., 2004). В литературе сообщается, что абсорбция минеральных веществ непосредственно из воды имеет существенное значение в жизни гидробионтов и занимает ведущее место в общем балансе. Известно, что высокой способностью к концентрации микроэлементов характеризуются беспозвоночные. Для изучения этого явления нами рассматривался процесс аккумуляции ионов меди и кадмия тканями моллюсков из среды обитания. Содержание тяжелых металлов в различных органах моллюсков представлено в таблицах 14, 15.

Таблица 14

Содержание меди в органах моллюсков Unió pictorum (мг/кг)

Жабры Гепатопанкреас Гонады Нога

Моллюски из аквариума без токсикантов 0,80±0,01 3,57±0,89 2,93±0,68 1,39±0,05

Моллюски в воде с медью (10 мкг/л) 1,51±0,06 5,27±1,8 5,0±1,7 2,02±0,65

Моллюски после в воде с медью (100 мкг/л) 7,27±2,4 6,75±2,0 7,60±2,8 3,18±0,79

Таблица 15

Содержание кадмия в органах моллюсков Unió pictorum (мг/кг)

Жабры Гепатопанкреас Гонады Нога

Моллюски из аквариума без токсикантов 1,19±0,04 1,243±0,046 0,89±0,012 0,589±0,008

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с кадмием (10 мкг/л) 1,81±0,068 1,40±0,05 1,35±0,049 0,69±0,009

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с кадмием (100 мкг/л) 14,74±4,6 7,47±2,7 5,22±1,71 3,04±0,7

Полученные нами результаты свидетельствуют о высокой способности моллюсков аккумулировать тяжелые металлы. С увеличением концентрации токсиканта в среде достоверно возрастал уровень тяжелых металлов в органах Unió pictorum. Эти данные подтверждают информацию о том, что беспозвоночные, особенно моллюски, способны накапливать тяжелые металлы в сотни (железо), тысячи (ртуть, медь, кадмий, кобальт) и сотни тысяч раз (цинк, марганец) превышающих их концентрацию в воде. Удалось установить, что даже в условиях относительно низкой концентрации тяжелых металлов в воде могут возникать условия их значительного накопления до токсических доз в телах гидробионтов (Канбетов А.Ш., 2004).

По массе в большинстве образцов наиболее высокая концентрация меди и кадмия определена нами в гепатопанкреасе, что может быть связано с тем, что в организме моллюсков он является аналогом печени позвоночных и там происходят процессы детоксикации. Однако, как показали наши исследования, в присутствии перманентно высоких концентраций токсикантов, наиболее интенсивно собственно сам процесс накопления идет в жабрах.

Применительно к меди установлено, что после предварительного выдерживания в воде с этим металлом в концентрации 10 мкг/л отмечается достоверное (р<0,01) возрастание концентрации Си2+ в жабрах на 88,75 % по сравнению с контролем и на 726,1 % после предварительного выдерживания в воде с медью в концентрации 100 мкг/л. В гепатопанкреасе этот рост составляет только 47,6 % и 89,1 % соответственно, что ниже, чем в гонадах (70,6 % и 159,1 %) и ниже, чем в тканях ноги (45,3 % и 128,8 %). В связи с тем, что медь входит в состав дыхательного пигмента моллюсков, ее накопление может быть отражением физиологических процессов в организме животного.

После предварительного выдерживания в воде с кадмием в концентрации 10 мкг/л отмечается достоверное (р<0,01) возрастание концентрации Cd2+ в жабрах на 52,0% по сравнению с контролем и на 1138,9 % после предварительного выдерживания в воде с кадмием в концентрации 100 мкг/л. В гепатопанкреасе имел место рост на 12,6% и 500,7% соответственно, в гонадах - на 50,7 % и 485,3 %, а в ноге - на 17,5 % и 416,8 %.

Выявленная нами высокая интенсивность процесса накопления тяжелых металлов в жабрах может быть связана как с выполняемой ими функцией, так и с непосредственным их контактом с внешней средой. Мы связываем это состояние с тем, что медь и кадмий попадают в организм главным образом, осмотическим путем - через жабры, а в других органах и тканях они накапливаются путем перераспределения. Эпителий жабр, во-первых, непосредственно контактирует со средой, поэтому и обнаружена взаимосвязь между концентрацией металлов в воде и содержанием в жабрах. Во-вторых, дыхательный эпителий жабр обладает значительной способностью к регенерации, то есть клетки, вновь образовавшиеся, когда моллюски находились в загрязненной воде, содержат уже большее количество металла. В-третьих, происходит постоянное накопление меди и кадмия в соединительнотканных перекладинах жабр, из которых данные металлы выводятся значительно медленнее, чем из эпителия.

Для оценки физиологического состояния моллюсков весьма важной задачей является изучение количества вода, пропускаемой двустворчатыми моллюсками через их жаберный аппарат. Масштабы и скорость фильтрации воды моллюсками весьма значительны. Этот процесс имеет огромное значе-

ние не только для самих гидробионтов (питание, дыхание), но и оказывает кондиционирующее воздействие на водную среду.

Как показали результаты экспериментов, предварительное выдерживание моллюсков в течение 21 дня в аквариумах, в воду которых были добавлены токсиканты в различной концентрации, привели к существенному изменению скорости фильтрации (таблица 16).

Таблица 16

Изменение фильтрационной способности Unió pictirum после _токсического воздействия_

Исследуемые пробы Оптическая плотность среды инкубации (Х=550 нм)

Контроль (вода без моллюсков) 0,8888

Моллюски из аквариума без токсикантов 0,5792

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с медью (10 мкг/л) 0,4739

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с медью (100 мкг/л) 0,5283

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с кадмием (10 мкг/л) 0,4824

Моллюски после предварительного выдерживания в воде с кадмием (100 мкг/л) 0,5145

Через 60 минут после инкубации оптическая плотность среды с контрольными моллюсками уменьшилась на 34,8%, что свидетельствует об активном изъятии моллюсками из воды Sacharomyces cerevisae. Предварительная инкубация гидробионтов как с медью, так и с кадмием стимулировали фильтрацию. Концентрация 10 мкг/л меди повышала ее на 18,2%, кадмия - на 16,7% в сравнении с контролем. При увеличении концентрации токсиканта в среде до 100 мкг/мл интенсивность фильтрации снижалась примерно наполовину и в пробе с медью, и в пробе с кадмием по сравнению с концентрацией 10 мкг/л. Цифры сопоставимы с данными контрольной группы. Причем процесс снижения фильтрации протекал активнее у моллюсков после предварительного выдерживания в воде с медью. Эти результаты подтверждаются данными Канбетова А.Ш., наблюдавшего существенное снижение фильтрационной способности моллюсков, при увеличении концентрации токсикантов в растворе до 1000 ПДК.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что моллюски во всех экспериментальных группах не только оставались живыми, но и компенсаторно изменяли свое физиологическое состояние.

Одним из показателей функционального состояния моллюсков может являться изучение количества потребляемого кислорода. Полученные нами данные свидетельствуют о значительном снижении дыхательной активности моллюсков под воздействием токсикантов. После 60 минут инкубации концентрация растворенного кислорода в емкости, в которой находились моллюски из контрольного аквариума, резко уменьшилась, и составила от исходной 11,7%. Среднее количество поглощенного кислорода свидетельствует о высокой интенсивности дыхательных процессов моллюсков этой группы. Применительно к Unió pictorum из аквариумов с токсикантами можно сделать вывод о разнонаправленном влиянии различных концентраций тяжелых металлов на процесс их дыхания. Животные после инкубации с медью в концентрации 10 мкг/л демонстрировали усиление дыхательной активности. В то

же время, гидробионты после предварительного выдерживания в воде с медью в концентрации 100 мкг/л характеризовались уменьшением интенсивности газообмена. После предварительной инкубацией с кадмием в концентрации 10 мкг/л процесс потребления кислорода моллюсками был практически идентичен моллюскам из контроля. Концентрация кадмия 100 мкг/л приводила к усилению интенсивности дыхания.

Полученные результаты свидетельствуют о напряженности протекания физиологических процессов в условиях интоксикации тяжелыми металлами. При этом медь, хотя и причислена к микроэлементам, но при возрастании ее концентрации в среде обитания приводила в целом к снижению интенсивности физиологических процессов по сравнению с кадмием, взятым в аналогичной концентрации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследования тканей моллюсков из интактной группы показали, что содержание продуктов перекисного окисления как липидов, так и белков во всех исследованных органах выше у моллюсков старшей возрастной группы.

Проведенные исследования физиологических процессов гидробионтов (фильтрационная активность и дыхание) позволяют объективно оценить уровень воздействия факторов среды на организм моллюсков.

При действии меди и кадмия в организме двустворчатых моллюсков Unió pictorum формируются глубокие изменения физиологических механизмов адаптационных процессов, проявляющиеся в развитии окислительного стресса и подавлении, либо стимуляции главных антиоксидантных ферментов.

ВЫВОДЫ

1. Определены возрастные различия интенсивности свободнорадикальных процессов, которые заключаются в повышении уровня перекисного окисления липидов и белковой пероксидации во всех органах у моллюсков шестилетнего возраста по сравнению с моллюсками трех лет. Наиболее выраженное влияние возраста на изучаемые параметры выявлено в тканях гепатопанкреа-са и гонад для перекисного окисления белков.

2. Установленные возрастные особенности функционирования антиокси-дантной системы у моллюсков: каталазная активность и активность суперок-сидцисмутазы в целом выше в тканях моллюсков 6 лет, церулоплазмина - в тканях моллюсков 3 лет.

3. На модели токсического стресса показана стресс-индуцированная активация, обнаруженная во всех органах. Наиболее выраженный рост липопере-кисей выявлен в жабрах. Стрессорные изменения уровня перекисной деструкции белков повышаются с увеличением концентрации токсиканта и зависят от возраста и ткани животного.

4. Разная направленность и выраженность изменений компонентов антиок-сидантной системы в условиях токсического стресса отмечается у моллюсков разного возраста. Активность супероксидцисмутазы выше у трехлетних моллюсков. Каталазная активность тканей в целом выше у шестилетних моллюсков. Однако ткани гонад и ноги трехлетних моллюсков в условиях кадмиевой интоксикации с высокой достоверностью демонстрировали большую активность каталазы. Активность церулоплазмина во всех возрастных группах в наибольшей степени связана с характером токсического воздействия.

5. При экспериментальной интоксикации выявлено существенное накопление тяжелых металлов в органах моллюска Unió pictorum. Максимальный

уровень токсиканта выявлен в жабрах, где после предварительного выдерживания в воде с медью в концентрации 10 и 100 мкг/л отмечается возрастание концентрации Си 2+ по сравнению с контролем на 88,75 % и на 726,1 % соответственно. После предварительного выдерживания в воде с кадмием в тех же концентрациях в жабрах рост уровня Cd + по сравнению с контролем составил 52,0% и 1138,9% соответственно.

6. Предварительная инкубация с тяжелыми металлами влияет на физиологические показатели моллюсков. Выявлено стимулирующее влияние концентраций 10 мкг/л меди и кадмия на фильтрационную и дыхательную активность моллюсков и угнетающее действие этих металлов в концентрации 100 мкг/л на скорость фильтрации моллюсков Unió pictorum.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ghannam Н.Е. Effect of pollution with heavy metals on water quality / A.T. Abdelrahman Said, H.E. Ghannam // Естественные науки, 2009. - № 3 [28] - P. 18-25.

2. Ghannam H.E. Biochemical evaluation of anthropogenic pollution with heavy metals using mollusks/ H.E. Ghannam, O.V. Boyko // Биологические исследования, 2009,- № 4[4] С. 13-18.

3. Гханнам Х.Э. Развитие окислительного стресса в мышечной ткани моллюсков Unió pictorum /Х.Э. Ганнам // Материалы международной научной конференции «Ключевые проблемы современной науки» г. София, Болгария, 2010, С.99-101

4. Гханнам Х.Э. Исследование состояния антиоксидантной системы двустворчатых молюсков Unió pictorum в экспериментальных условиях / Х.Э. Гханнам // Естественные науки, № 3[36] 2011. - С. 110-114.

5. Гханнам Х.Э. Физиологические механизмы окислительного стресса моллюсков Unió pictorum в экспериментальных условиях при воздействии токсических веществ / Х.Э. Гханнам // Естественные и технические науки, №4,2011. - С. 199-201.

6. Гханнам Х.Э. Исследование состояния антиоксидантной системы двустворчатых моллюсков Unió pictorum в экспериментальных условиях/ Х.Э. Гханнам//Вестник МГОУ. Естественные науки, № 4, 2011. - С.44-47.

7. Бойко О.В. Реакция антиоксидантной системы двустворчатых моллюсков на воздействие повреждающих факторов среды / Бойко О.В., Х.Э. Гханнам // Материалы международной научной конференции «Научное пространство Европы - 2011», Польша, 2011 С.52-54.

8. Гханнам Х.Э. Содержание продуктов перекисного окисления белков (ПОБ) в тканях моллюсков Unió pictorum /Х.Э. Ганнам //XVI Международная экологическая студенческая конференция «Экология России и сопредельных территорий», Новосибирск, 2011, С.76-77.

9. Гханнам Х.Э. Система антиоксидантной защиты в организме моллюсков Unió pictorum в присутствии ионов меди и кадмия /Х.Э. Ганнам // Материалы II международной научной конференции «Свободные радикалы, ан-тиоксиданты и старение», г. Астрахань, 2011, С.185-187.

Заказ № 2498. Тираж 100 экз. Уч.-изд.-л. 1,6. Усл.-печ. л. 1,5.

Издательский дом «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20 Тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркетинга), 48-53-45 (магазин), 48-53-44, факс: (8512)48-53-46. E-mail: asupress@yandex.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гханнам Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. ТКАНЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СВОБОДНОРАДИ 39 -КАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗА В ОРГАНИЗМЕ МОЛЛЮСКОВ UNIO PICTORUM

ГЛАВА 4. ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС В ОРГАНАХ МОЛЛЮСК- 47 ОВ UNIO PICTORUM В ПРИСУТСТВИИ ТОКСИКАНТОВ

4.1. Содержание ТБК-активных продуктов в органах моллюсков

4.2. Содержание продуктов перекисного окисления белков в органах 50 моллюсков

ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ 60 МОЛЛЮСКОВ UNIO PICTORUM В ПРИСУТСТВИИ ТОКСИКАНТОВ

5.1. Активность супероксиддисмутазы в органах моллюсков

5.2. Каталазная активность органов моллюсков

5.3. Активность церулоплазмина в органах моллюсков

ГЛАВА 6. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОЛЛЮСКОВ 72 UNIO PICTORUM В ПРИСУТСТВИИ ТОКСИКАНТОВ

6.1. Особенности накопления тяжелых металлов в органах моллюсков 72 Unió pictorum

6.2. Фильтрационная активность моллюсков

Введение Диссертация по биологии, на тему "Свободнорадикальный гомеостаз моллюсков Unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов"

Актуальность исследования. Проблема устойчивости организма, его адаптации к изменяющимся условиям среды остается одной из центральных проблем биологии. Важным проявлением стресс-реакции и адаптационной перестройки является совершенствование деятельности регуляторных механизмов, участвующих в поддержании оптимального уровня интенсивности обменных процессов на уровне целостного организма (Федоров Б.М., 1991). Как известно, одним из ведущих повреждающих факторов при стрессе, детерминирующих развитие вторичных изменений органов и тканей, является интенсификация свободнорадикального окисления биологических субстратов при действии активных форм кислорода (Ланкин В.З., 2001; Дубинина Е.Е., Далали В.А. 2010). Анализ современной научной литературы позволяет прийти к заключению о том, что значительное количество работ посвящено перекисному окислению липидов (ПОЛ), в том числе стресс-индуцированному, при этом окислительной деструкции белков клеток и тканей уделяется меньшее внимание.

-Л адаптационных процессов на разных этапах онтогенеза и позволит существенно углубить представления о возрастных особенностях механизмов адаптации к экстремальным воздействиям. стресс, который рассматривается в качестве ведущего патогенетического механизма дезорганизации клеточного метаболизма (Regoli F, Principato

G.,1995; Stohs S.J, Bagechi D, 1995; Torres et al., 2002). Согласно этим представлениям, независимо от конкретного механизма действия чужеродного химического агента, его вмешательство в окислительный метаболизм прямо или косвенно сопряжено с усилением генерации высокореакционных радикалов кислорода (оксирадикалов). Возникший дисбаланс между про- и антиокислительными системами приводит к накоплению продуктов окисления основных классов макромолекул, включая липиды, белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего в клетке может развиваться патологический (деструктивный) процесс, получивший в литературе название окислительного стресса (Sies Н, 1991; Storey К.В., 1996). Однако прямых экспериментальных данных, подтверждающих способность меди и кадмия нарушать равновесие между про- и антиоксидантной системами и вызывать окислительный стресс в тканях пресноводных '~>спозвоночных, в частности моллюсков, практически нет. Вместе с тем, в ходе натурных и лабораторных исследований отмечены изменения в содержании низкомолекулярных антиоксидантов или активности антиоксидантных ферментов у моллюсков (Челомин и др., 1998; Канатьева

H.С., 2001, Довженко Н.В., 2006, Nasci С. et al., 1999). Этот подход, хотя обычно и используется для выявления специфических взаимосвязей между различными стрессорами и индивидуальными антиоксидантами, не н позволяет однозначно оценить степень развития окислительного стресса в организме моллюсков (Regoli F et al., 2002).

Цель исследования: изучение возрастных и тканеспецифических особенностей перекисного окисления липидов и белков, а так же состояния антиоксидантной системы у моллюсков Unió pictorum разных возрастных групп в норме и при воздействии тяжелых металлов.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительное изучение интенсивности перекисного окисления липидов и белков у интактных животных разных возрастных групп и выявить его тканеспецифические особенности в условиях фоновой активности.

2. На модели токсического стресса исследовать уровень липидной и белковой пероксидации в некоторых тканях двустворчатого моллюска Uniópictorum.

3. Провести сравнительный анализ выраженности возрастных и стресс-индуцированных изменений антиоксидантной системы моллюсков.

4. Установить степень накопления тяжелых металлов в тканях моллюсков.

5. Изучить физиологические реакции моллюсков (изменение фильтрационной способности и количества потребленного кислорода), вызванные действием тяжелых металлов.

Основные положения, выносимые на защиту:

3. Особенности функционирования антиоксидантной системы зависят от вида ткани и возраста животного.

Научная новизна. Впервые исследованы процессы белковой и липидной особенности стрессорной динамики показателей перекисного окисления липидов и перекисного окисления белков в жабрах, гепатопанкреасе, гонадах и ноге. Показано, что процессы свободнорадикального окисления в этих органах не всегда изменяются однонаправлено у моллюсков разного возраста в норме и после воздействия на них тяжелых металлов.

Получены ранее не известные данные о влиянии возрастного фактора на фоновую активность процессов липидной и белковой пероксидации в жабрах, гепатопанкреасе, гонадах и ноге, а также на стрессорную динамику изучаемых параметров. В частности, установлены возрастные изменения стрессорного уровеня продуктов перекисного окисления липидов и белков в тканях моллюсков. В ходе исследования показано также, что уровень каталазы, супероксиддисмутазы и церулоплазмина у животных разных возрастных групп существенно различается между собой.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследования демонстрируют наличие возрастных и тканеспецифических отличий свободнора-дикальных процессов у двустворчатых моллюсков при токсическом воздействии и расширяют представления о механизмах реакции антиоксидантной системы на воздействие тяжелых металлов.

Онтогенетические различия в динамике накопления продуктов свободнорадикального окисления липидных и белковых компонентов тканей служат основанием для анализа результатов повреждающего действия токсического стресса в эксперименте. Материалы диссертационного исследования могут быть включены в курсы лекций по физиологии, в частности, экологической физиологии и биохимии для студентов биологических специальностей университетов.

Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации были представлены и обсуждены на Международной научной конференции «Ключевые проблемы современной науки» г. София, Болгария, 2010,

Международной научной конференции «Научное пространство Европы - 2011», Польша, 2011; XVI Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий», Новосибирск, 2011, II Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», Астрахань, 2011.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, 4 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Гханнам Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф

выводы

1. Определены возрастные различия интенсивности свободнорадикальных процессов, которые заключаются в повышении уровня перекисного окисления липидов и белковой пероксидации во всех органах у моллюсков шестилетнего возраста по сравнению с моллюсками трех лет. Наиболее выраженное влияние возраста на изучаемые параметры перекисного окисления белков выявлено в тканях гепатопанкреаса и гонад.

2. Установлены возрастные особенности функционирования антиоксидантн-ой системы у моллюсков: каталазная активность и активность супероксид-дисмутазы в целом выше в тканях моллюсков 6 лет, церулоплазмина - в тканях моллюсков 3 лет.

3. На модели токсического стресса показана стресс-индуцированная активация, обнаруженная во всех исследованных органах. Наиболее выраженный рост липоперекисей выявлен в жабрах. Стрессорные изменения уровня перекисной деструкции белков повышаются с увеличением концентрации токсиканта и зависят от возраста и вида ткани животного. Разная направленность и выраженность изменений компонентов антиокси-дйнтной системы в условиях токсического стресса отмечается у моллюсков трех и шести лет. Активность супероксиддисмутазы выше у трехлетних моллюсков. Катал азная активность тканей в целом выше у шестилетних моллюсков. Однако ткани гонад и ноги трехлетних моллюсков в условиях кадмиевой интоксикации с высокой достоверностью демонстрировали большую активность каталазы. Активность церулоплазмина во всех возрастных группах в наибольшей степени связана с видом токсиканта.

5. При экспериментальной интоксикации выявлено существенное накопление тяжелых металлов в тканях моллюска Unió pictorum. Максимальный уровень токсиканта выявлен в жабрах, где после предварительного выдерживания в воде с медью в концентрации 10 и 100 мкг/л отмечается возрастание концентрации Си 2+ по сравнению с контролем на 88,75 % и на 726,1 % соответственно. После предварительного выдерживания в воде с кадмием в тех же концентрациях в жабрах рост уровня Cd 2+ по сравнению с контролем составил 52,0% и 1138,9%) соответственно.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гханнам Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф, Астрахань

1. Аксенова М.Е. Тяжелые металлы: механизмы нефротоксичности / М.Е. Аксенова // Нефрология и диализ. 2000. Т. 2, № 1-2.

2. Алымов В.Т. Техногенный риск. Анализ и оценка/В.Т. Алымов, Н.П. Тарасова//-М.:ИКЦ «Академкнига», 2004.-118 с.

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

4. Алякринская И.О. Устойчивость к обсыханию водных моллюсков / И.О. Алякринская // Известия АН. Серия биологическая. 2004. № 3. С. 362-374.

5. Батян А.Н. Основы общей и экологической токсикологии / А.Н. Батян, Г.Т. Фрумин, В.Н. Базылев// СПб: Изд-во СпецЛит, 2009.-352 с.

6. Бережной Р.В. Судебно-медицинская экспертиза отравлений техническими жидкостями/ Р.В. Бережной//М.:Медицина, 1977.-206 с.

7. Биргер Т.И. Метаболизм водных беспозвоночных в токсической среде / Т.И.Биргер // Киев: Наукова думка, 1979. 189 с.

8. Бергер В.Я. Адаптации морских моллюсков к изменениям солености среды / В.Я. Бергер // Л.: Наука. 1986. 214 с.

9. Ю.Бурдин К.С Основы биологического мониторинга. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1985., 158 с.

10. П.Булатов В.В. Проблема малых и сверхмалых доз в токсикологии. Фундаментальные и прикладные аспекты/ В.В. Булатов, Т.Х. Хохаев,

11. B.B. Дикий//Российский химический журнал.-2002.-Т.ХЬУ1, №6.-С.58-62

12. Ващенко М.А. Загрязнение залива Петра Великого Японского моря и его биологические последствия Биология моря. 2000. Т. 26. 3. С 149154

13. Ващенко М.А., Жадан П.М. Нарушение развития потомства морского ежа как показатель загрязнения среды Экология. 2003. 6. С 459-463

14. Вержбинская H.A., Савина М.В. Эволюция гликолитической системы в типе моллюски / H.A. Вержбинская, М.В. Савина // Журн. эволюц. биохим. и физиол., 1971, 7, № 4, с. 337-345.

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

16. П.Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах М.: Наука. 1972. 242 с.

17. Владимиров Ю.А. Свечение, сопровождающее биохимические реакции / Ю.А. Владимиров // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 6. С. 25-32.

18. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах / Ю.А. Владимиров // Соросовский образовательный журнал. 2000. -Т. 6. - № 12.-С. 13-19.

19. Волков П.А. Экологические риски/ П.А. Волков, М.С. Им// СПб.: СПбГУ, 2001.-152 с.

20. Вьюшина A.B., Герасимова И.Г., Флеров М.А. Перекисное окисление белков в сыворотке крови у пренатально стрессированных крыс// Общая патология и патологическая физиология №4.-.2000.-С 41-44

21. Галышева Ю.А. Сообщества макробентоса сублиторали залива Восток Японского моря в условиях антропогенного воздействия //Биол. моря. 2004.Т.30,6423-426

22. Говорин И. А. Мидийное обрастание гидротехнических сооружений как составляющая природного биофильтра в прибрежной зоне Чёрного моря / И. А. Говорин, В. В. Адобовский, Е. И. Шацилло //Гидробиол. журн.-2004.-40, № 3.- С. 77-85.

23. Головко А.И. Экотоксикология/ А.И. Головко, С.А. Куценко// СПб.: НИИХ СПбГУ, 1999.-124 с.

24. Горомосова А. Основные черты биохимического обмена мидий / А. Горомосова, А.З. Шапиро // М., Легкая и пищевая промышленность, 1984. 120 с.

25. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. Государственный стандарт союза ССР.

26. Гостюхина O.J1. Антиоксидантный ферментативный комплекс тканей черноморского моллюска {Mytilus galloprovinicialis Lam) / O.JI. Гостюхина, A.A. Солдатов, И.В. Головина, А.Я. Столбов // Экология моря. 2005. Вып. 68.42-47.

27. Громосова С.А. Основные черты биохимии энергетического обмена мидий / С.А. Громосова, А.З. Шапиро // М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984. 120 с.97

28. Гуляева Л.Ф. Биологические эффекты токсичных соединений: курс лекций/ Л.Ф. Гуляева, Р.Х. Райе// Новосибирск, 2005.-293 с.

29. Деньон Г.Р. Исследование кумулятивного эффекта тяжелых металлов у некоторых видов рыб озера Нокуэ (Государство Бенин) / Г.Р. Деньон //Дисс.канд. биол. наук. Астрахань.- 2007.-140с.

30. Довженко Н.В. Куриленко, A.B., Бельчева H.H., Челомин В.П. Окислительный стресс индуцируемый кадмием в тканях, двустворчатого моллюска Modiolus modiolus II Биол. моря. 2005. Т. 31, J V 5. 358-9.

31. Довженко Н.В. Реакция антиоксидантной системы двустворчатых моллюсков на воздействие повреждающих факторов среды // Дисс.канд. биол. наук. Владивосток 2006-192 с.

32. Догиль P.A. Зоология беспозвоночных/Р.А. Догиль//М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1999.- 592 с.

33. Евтушенко Н.Ю. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища / Н.Ю. Евтушенко, О.В. Данилко //Гидробиологический журнал. 1996. Т.32. №4. С. 58-66.

34. Дубинина Е.Е., Дадали В.А. 4-гидрокси-транс-2-ноненаль в функциональной активности клеток//Биохимия том 75, вып. 9.-2010.-С.1189-1212

35. Истомина A.A., Довженко Н.В., Бельчева H.H., Челомин В.П. Раздельное и совместное действие недостатка кислорода и меди на антиокси дантную систему LITTORINA MANDSCHURICA//BecTHHK МГОУ №1.-2011.-С. 17-21

36. Кавун В.Я., Шулькин В.М. Изменение микроэлементарного состава органов и тканей двустворчатого моллюска Crenomytilus grayanus при акклиматизации в биотопе, хронически загрязненном тяжелыми металлами Биол. моря. 2005. Т. 31, 2. 123-13.

37. Канатьева Н.С. Влияние интоксикации кадмием на состояние органов и тканей пресноводных моллюсков (на примере Апос1оп1а ргзстаШ)!I Автореф. дисс. канд.наук,- Москва.- 2001

38. Канбетов А.Ш. Оценка влияния загрязнения на моллюсков реки Урал// Автореф. дисс. канд.наук.- Махачкала- 2004

39. Кашин А.Г. Влияние солености среды обитания на состав липидов некоторых водных беспозвоночных / А.Г. Кашин // Автореф. дисс. канд. биол. наук. Самара. 1997, 17 с.

40. Козак М.Ф., Марченко Н.В. Цитогенетические эффекты воздействия антропогенного загрязнения вод Нижней Волги/ Издательский дом «Астраханский университет», Астрахань, 2008, 116 с

41. Крепе Е.М. Липиды клеточных мембран. Эволюция липидов мозга. / Е.М. Крепе // Адаптационная функция липидов. Л. 1981. 339 с.

42. Куценко С.А. Основы токсикологии/ С.А. Куценко//-СПб: ООО «Издательство Фолиант», 2004.-720 с.

43. Кучеренко Н.Е. Роль мембранных фосфоинозитидов в опосредовании гормональных эффектов / Н.Е. Кучеренко, Я.Б. Блюм // Украинский биохимический журнал. 1986. Т. 58. № 1. С. 86-101.

44. Лакин, Г.Ф. Биометрия Текст. / Г.Ф. Лакин.// М.: Высшая школа, 1973.343 сГОСТ 17.1.3.05-82.

45. Лукьянова О.Н. Молекулярные биомаркеры. Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2001.196 с.

46. О.Львова Т.Г. Санитарная гидробиология с основами водной токсикологии / Т.Г. Львова // Калининград: КГУ, 1996. 70 с.

47. Маймулов В.Г. Основы системного анализа в эколого-гигиенических исследованиях/ В.Г. Маймулов, C.B. Нагорный, A.B. Шабров// СПб. : СПб ГМА им. H.H. Мечникова, 2000.-342 с.

48. Меньшиков В.В. Обеспечение качества лабораторных исследований Преаналитический этап // Под ред. В.В. Меньшикова, 1999, "Лабинформ"

49. Минакова В.В., Карнаухова И.В. Сравнительное исследование некоторых компонентов антиоксидантной системы двустворчатых моллюсков семейства Unionidae// Вестник ОГУ №4.-2007. С.91-94.

50. Миронов О. Г. Биологические аспекты нефтяного загрязнения морской среды / О.Г.Миронов, Н. Ю. Миловидова, Т. Л. Щекатурина // Киев: Наук, думка, .-1988.- 248 с.

51. Мисейко Г.Н. Биологический анализ качества пресных вод / Под ред. / Г.Н. Мисейко. Д.М. Безматерных, Г.И. Тушкова // Барнаул: АлтГУ.-2001.-201 с.

52. Михайлова, J1.B. Действие водорастворимой фракции Усть-Балыкской нефти на ранний онтогенез стерляди / JI.B. Михайлова // Гидробиол. журанал. -1991. -Т.27, N23. С.77-86.

53. Михайлова, Л.В. Исследование возможности образования комплекса водорастворимой фракции нефти с белками крови и печени карпа Текст. /Л.В. Михайлова // Вопросы ихтиологии 1983.-Т.23 - Вып.З. -519-521.

54. Мур Д. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния / Д. Мур, С. Рамамурти // М.: Мир, 1987. 250 с.

55. Нельсон-Смит, А. Нефть и экология моря Текст. /А.Нельсон-Смит // М.: Прогресс, 1977.-С. 302.

56. Немова H.H. Биохимическая индикация состояния рыб/ H.H. Немова, Р.У. Высоцкая // М.: Наука. 2004. 215 с.

57. Никаноров A.M. Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах / A.M. Никаноров, A.B. Жулидов //Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-312 с.

58. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / Л.Р. Ноздрюхина // М: Наука, 1977, 184 с.

59. Патин, С. А. Нефть и экология континентального шельфа /С. А. Патин // М.: Изд-во ВНИРО, 2001. -247 с.

60. Плотицина Н.Ф. Содержание загрязняющих веществ в гидробионтах Баренцева моря / Н.Ф. Плотицина, Л.И. Киреева // Доклады о результатах научной работы ПИНРО в 1995. Мурманск.: ПИНРО. 1996. С. 168-191.

61. Подгурская О.В. Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae // Дисс.канд. биол. наук. Владивосток.- 2006.-106 с

62. Попов В.Н. Влияние антропогенных факторов на видовое разнообразие наземной малакофауны Сасык Сивашского района Крыма / В.Н. Попов, Е.В. Хайленко // Геолого-, и биоэкол. проблемы Северного Причерноморья. - Тирасполь, 2001. - С. 224-225

63. Попов П.А. О содержании тяжелых металлов в рыбах Верхней Оби / Попов П.А. // Задачи и проблемы развития рыбного хозяйства на внутренних водоемах Сибири. Томск: ТГУ, 1996. - С. 36-37.

64. Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия/ В. Прайс// мер,1976.-355с.

65. Резник Е.П. Сравнительная характеристика фракционного состава тканевых белков наземных моллюсков Helix albescens и Eobania vermiculata/ Е.П.Резник, П.С. Калиновский //Ученые записки102

66. Таврического национального университета им. В. И. Вернадского.Серия «Биология, химия». Том 23 (62). 2010. № 2. С. 152156.

67. Сейсума З.К. Свинец, кадмий и цинк в ракообразных и моллюсках Рижского залива / З.К. Сейсума, Д.Р. Вадзис, М.П. Лейнерте // Тезисы докл. 20-й Науч. конф. "Изучение и освоение водоемов Прибалтики и Белоруссии" Рига, 1979. - Т. 2, с. 93-96.

68. Сейсума З.К. Тяжелые металлы в морских гидробионтах / З.К. Сейсума, И.Р. Куликова, Д.Р. Вадзис, М.Б. Легдзиня //Разработка и внедрение на комплексных фоновых станциях методов биологического мониторинга.- Рига, 1983. Т. 2, с. 87-99.

69. Сидоренко Г.И. Никель. Гигиенические аспекты охраны окружающей среды / Г.И. Сидоренко, А.И. Ицкова // М.: Медицина, 1980, 176 с.

70. Смирнов Л.П. Липиды в физиолого-биохимических адаптациях эктотермных организмов к абиотическим и биотическим факторам среды / Л.П. Смирнов, В.В. Богдан // М.: Наука. 2007. 182 с.

71. Ткач Н.П. Роль липидов в эколого-биохимических адаптациях литоральных гаммарид Белого моря / Н.П. Ткач // Автореф. .канд. биол. наук. Петрозаводск. 2007. 23 с.

72. Хочачка П. Стратегия биохимической адаптации / П. Хочачка, Дж. Сомеро // М.: Мир. 1988. 586 с.

73. Христофорова Н.К. Содержание тяжелых металлов в брюхоногом моллюске Collisells cossis из Японского моря / Н.К. Христофорова // -Биология моря, 1981, № 4, с. 66-72.

74. Челомин В.П., Бельчева H.H., Захарцев М.В. Биохимические механизмы адаптации мидий Mytilus trossulus к ионам кадмия и меди// Биология моря. 1998. Т.24, №5. С. 319-325.

75. Шалапенок Е.С., Мелешко Ж.Е. Краткий определитель водных беспозвоночных животных Минск. Изд БГУ.-2005. 243 с.

76. Шарова И.Х. Зоология беспозвоночных/ И.Х. Шарова// Учеб. Для студ. Высш. Учеб. Заведений. -М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1999.-592с. : Ил.

77. Шуберта.Р. Биоиндикация загрязнителей наземных экосистем / Р. Шуберта. // Под ред. .-1988.- М.: Мир, 350 с.

78. Шулькин В. М. Металлы в экосистемах морских мелководий Владивосток. Дальнаука. 2004. 279 с.

79. Ш,екатурина Т. Л. Углеводородный состав, его динамика и метаболизм у морских организмов / Т.Л. Щекатурина // Биологические аспекты нефтяного загрязнения морской среды. К.: Наук, думка, 1988. - С. 186 -234.

80. Яп К.К. Зависимость между массой мягких тканей, толщиной раковины и накоплением тяжелых металлов (Cd, Си, РЬ, и Zn) у зеленой мидии Perna viridis / К.К Яп, А. Измаил, С.Г.Тан / / Биология моря, 2003. - Т 29. - No 5. - С 358-362.

81. Amiard J.-С, Amiard-Triquet С., Barka S. Temporaj changes in nickel and vanadium concentration and in conditionindex and metallothionein levels in frii species of mollusks foolowing the Erica oil spill// Aqat.Living Resour. 2004. V17. P.281-288.

82. Anderson R.S. Benzo (a) pyrene metabolism in the American oyster Crassostrea virginica / R.S. Anderson // EPA Ecol. Res. Ser. Monogr. 1978. EPA-600/3-78-009.

83. Awad H. Determination of rate of hydrocarbon accumulation by mussels in chronic pollution conditions / H. Awad // Science et Peche. 1979. Vol. 291. P. 9-15.

84. Bakhmet I.N. Physiological-biochemical properties of blue mussel Mytilus edulis adaptation to oil contamination / I.N. Bakhmet, N.N. Fokina, Z.A. Nefedova, N.N. Nemova // Environmental Monitoring and Assessment.-2008.-155(1): 581-91.

85. Barclay L.R.C. The cooperative antioxidant role of glutathione with a lipid-soluble and water-soluble antioxidant during peroxidation of liposomes initiated in the aqueous phase and in the lipid phase// J. Biol. Chem. 1988. P.16138-16142.

86. Bebianno M.J. Comparison of metallothionein induction in response to cadmium in the gills of the bivalve molluscs Mytilus galloprovincialis and Ruditapes decussates / M.J. Bebianno, M.A. Serafim // Sci. Total Environ. 1998. Vol. 214. P. 123-131.

87. Beimett R. Comparative carbohydrate metabolism of marine mollusks I. The intermediary metabolism of Mytilus cahfomianus and Haliotus rufescens / R. Beimett, H. Nakada // CoTp. Biochem. Physiol.-1968, 24, № 3, P. 787-797.

88. Bell M.V. The role of polyunsaturated fatty acids in fish / M.V. Bell, R.J. Henderson, J.R. Sargent // Comp Biochem Physiol B.-1986. 83(4), p. 711719.

89. Bertoli E. Biomembrane perturbation induced by xenobiotics in model and living system / E. Bertoli, A. Ambrosini, G. Zolese, R. Gabbianelli, D.105

90. Fedeli, G. Falcioni // Cell biol mol lett., 2001.- Vol. 6. Issue 2A. P. 334339.

91. Boesch D.F. Long-term environmental effects of offshore oil and gas developments / D.F. Boesch, N.N. Rabalais // New-York: Elsevier Applied Science, 1987.-P. 708.

92. Bryan C.W. Pollution due heavy metals and their compounds. / C.W. Bryan // Marineecology.-1984, V. 5, P. 3.

93. Buege J.A. Microsomal lipid peroxidation / J.A. Buege, S.D. Aust //' Methods in Enzymology.-1978(52):302-310.

94. Castegna A., Aksenov M., Aksenova M., Thongboonkerd V. et.al. // Free Radic Biol Med. — 2002, 33: 562-571.

95. Cairns W.J. North Sea oil and the environment. Developing oil and gas resources, environmental impacts and responses / W.J. Cairns // London and New-York: Elseiver Applied Science, 1992. P. 722.

96. Calabrese A. Marine pollution functional responses / A. Calabrese, F.J. Vernberg // Academic Press. New York, 1979. P. 271-290.

97. Chandran R., Sivakumar A., Mohandass S., Aruchami M. Effect of cadmium and zine on antioxidant enzyme activity in the gastropod Achatina filica II Compar. Biochem. Physiol. 2005. Vol. 140 P 422-49

98. Chetty A.N. Alterations in the tissue lipid profiles of Lamellidens marginalis under ambient ammonia stress / A.N. Chetty, K. Indira // Bull. Environ. Contam. Toxicol.- 1994. Vol. 53. P. 693-698.

99. De Almeida E., De ™meida Marques S., Klitzke C.F., Bainy De Medeiros M., Di Mscio P., De Melo Loureiro /J. DN^ damage in digestive gland and mantle tissue of the mussel Perna perna II CoTp. Biochem. Phys. 2003. P 295-303.

100. De Moreno J.E. Lipid methabolism of the yellow clam, Mesodesma macroides: I. Composition of the lipids / J.E. De Moreno, V.J. Moreno, R.R. Brenner // Lipids.-1976 № 4. P. 334-340.

101. Dembitsky V.M. Comparative investigation of phospholipids and fatty acids of freshwater molluscs from the Volga river basin / V.M. Dembitsky, A.G. Kashin, K. Stefanov // Comp Biochem Physiol B.-1992 May. 102(1). P. 193-198.

102. Di Paolo G. Phosphoinositides in cell regulation and membrane dynamics / G. Di Paolo, P. de Camilli // Nature.-2006 Oct 12. 443(7112). P. 651-657.

103. Dicrs B. (ed.). Ecological impacts of the oil industry / B. Dicrs // Proceedings of the International Meeting, organized by Institute of Petroleum and held in London in November 1987. New York, 1989. P. 316.

104. Donkin P. Quantitative structure-activity relationships for the effect of hydrophobic chemicals on rate of feeding by mussels (Mytilus edulis) / P. Donkin, J. Widdows, S.V. Evans, C.M. Worral, M. Carr // Aquat. Toxicol.-1990. Vol. 14. P. 277-294.

105. Dyrynda E.A. Changes in immune parameters of natural mussel Mytilus edulis populations following a major oil spill ("Sea Empress", Wales, UK) /107

106. E.A. Dyrynda, R.J. Law, P.E.J. Dyrynda, C.A. Kelly, R.K. Pipe, N.A. Ratcliffe // Mar. Ecol. Prog. Ser.-2000. Vol. 206. P. 155-170.

107. Farrington J.W. Biogeochemical processes governing exposure and uptake of organic pollutant compounds in aquatic organisms / J.W. Farrington // Environmental Health Perspectives.-1991. Vol. 90. P. 75-84.

108. Frenzilli G., Nigro M., Scarcelli V. et al. DNA integrity and total oxyradical scavenging capacity in the Mediterranean mussel, Mytilus galloprovincialis: a field study in a highly eutrophicated coastal lagoon AquaticToxicol.2001 .V. 53 .P. 19-65.

109. Geret F., Serafim A., Barreira L., Bebianno M. Response of antioxidant systems to copper in the gills of the clam Ruditapes decussates II Mar. Environ.Res.2002. Vol. 54.P.413-417

110. Geret F., Serafim A., Bebianno M. J. // Ecotoxicology. 2003. Vol. 12. P. 417-426.

111. Gilgun-Sherki Y., Rosenbaum Z., Melamed E., Offen D. // Pharmacol. Rev. 2002 Vol. 54.P. 271-284

112. Gillis T.E. Influences of subzero thermal acclimation on mitochondrial membrane composition of temperate zone marine bivalve mollusks / T.E. Gillis, J.S. Ballantyne// Lipids.-1999. Vol. 34. № 1. P. 59-66.

113. Gillis T.E. Mitichondrial membrane composition of two arctic marine Bivalve mollusks, Serripes groenlandicus and Mya truncate / T.E. Gillis, J.S. Ballantyne // Lipids.-1999. Vol. 34. № 1. P. 53-57.

114. Gnassiabarelli M. Effect of cadmium and copper contamination on calcium content of the bivalve Ruditapes decussates II Mar / M.

115. Gnassiabarelli, M. Romeo, S. Puiseuxdao //Environ. Res.-1995. Vol. 39, 14. P. 325-328.

116. Grimsrud P. A., Xie H., Griffin T. J. Bernlohr D.A.// The Journal of Biological Chemistry.—2008, 283: 21837-21841.

117. Carbone D. L., Doom J. A., Kiebler Z., Ickes B. R., Petersen D. R.// J. Pharmacol. Exp. Ther. — 2005, 315: 8-15.

118. Gutteridge J.M.C. Aspects to consider when detecting and measuring lipid peroxidation / J.M.C. Gutteridge // Free Radic Res Commun 1:173184, 1986.

119. Hall J.M. Eicosapentaenoic acid regulates scallop {Placopecten magellanicus) membrane fluidity in response to cold / J.M. Hall, C.C. Parrish, R.J. Thompson // Biol. Bull.-2002. 202. P. 201-203.

120. Ikavalko, J. Review of the oil spill effects on arctic marine ecosystems /J. Ikavalko // MERI-Report Series of the Finnish Institute of Marine Research.-2005.- No. 54:41-69.

121. Isani G. Metallothionein in marine molluscs / G. Isani, G. Andreani, M. Kindt, E. Carpene // Cell. Mol. Biol.-2000. Vol. 46, no. 2. P. 311-330.

122. Kato N. Effects of dietary poly chlorinated biphenils and protein level on liver and serum lipid metabolism of rats / N. Kato, K. Kawai, A. Yoshida // Agric. Boil. Chem.-1982. Vol. 46. P. 703-708.

123. Kobayashi S., Sadamoto H Ogawa H., Kitamura Y., Oka K., Tanishita K., Ito E // Neurosci.Res. 2000. Vol. 38. P. 27-34.

124. Lekube X., Cajaraville M. P., Marigomez I. Use of polyclonal antibodies for the detection of changes induced by cadmium in lysosomes of aquatic organisms //The Scien. Total Environ. 2000. Vol. 247. P. 201207.

125. Lewis J.R. The composition and functioning of benthic ecosystem in relation to the assessment of long-term effects of oil pollution J.R. / Lewis // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1982. Vol. 297. P. 257-267.

126. Livingstone D.R. Tissue and subcellular distribution of enzyme activities of mixed-function oxygenase and benzo(a)pyrene metabolism in the common mussel Mytilus edulis L. / D.R. Livingstone, S.V. Farrar // Sci. Tot. Environ.-1984. Vol. 39. P. 209-235.

127. Livingstone D.R. Contaminant stimulated reactive oxygen species production and oxidative damage in aquatic organisms Marine Pollution. 2001. Vol 42. 8, P.653-103.

128. Logue J.A. Lipid compositional correlates of temperature-adaptive interspecific differences in membrane physical structure / J.A. Logue, A.L. de Vries, E. Fodor, A.R. Cossins // J. Exp. Biol. 2000. 203. P. 2105-2115.

129. Lopez C.S., Alice A.F., Heras H., Rivas E.A. Sanches-Rivas C. Role of anionic phospholipids in the adaptation of Bacillus subtilis to high salinity // Microbiology. 2006. 152. P. 605-616.

130. Los D.A. Membrane fluidity and its role in the perception of environmental signals / D.A. Los, N. Murata // Biochim Biophys Acta. 2004 Nov 3. 1666(1-2). P. 142-157.

131. Lowe D.M. Alterations in cellular structure of Mytilus edulis resulting from exposure to environmental contaminants under field and experimental conditions / D.M. Lowe // Mar. Ecol. Prog. Ser.-1988. Vol. 46. P. 91-100.

132. Lowe D.M. Cellular responses in the mussel Mytilus edulis following exposure to diesel oil emulsions: Reproductive and nutrient storage cells / D.M. Lowe, R.K. Pipe // Mar. Environ. Res.-1985. Vol. 17. P. 234-237.

133. Lowe D.M. Hydrocarbon exposure in mussels: A quantitative study on the responses in the reproductive and nutrient storage cell systems / D.M. Lowe, R.K. Pipe // Aquat. Toxicol.-1986. Vol. 8. P. 265-272.

134. Lowe D.M. Mortality and quantitative aspects of storage cell utilization in mussels, Mytilus edulis, following exposure to diesel oil hydrocarbons / D.M. Lowe, R.K. Pipe // Mar. Environ. Res. 1987. Vol. 22. P. 243-251.

135. Lundebye A.K. Molecular and physiological responses in shore crab Carcinus maenas following exposure to copper / A.K. Lundebye, M.H. Depledge // Mar. Environ. Res. 1998. Vol. 46. Iss. 1-5. P. 567-572.

136. Manduzio H., Monsinjon T., Rocher B., Lebouienger F., Galap C. Characterization of an inducible isoforro of the Cu/Zn superoxide uismutase in the blue mussel Mytilus edulis II Aquat. Toxicol. 2003. Vol. 64. P. 73108.

137. McElroy A. Bioavailability and biotransformation of polycyclic aromatic hydrocarbons in benthic environments of coastal Massachusetts / A. McElroy, M. Shiaris, J. McDowell Capuzzo, B. Howes, J. Molongoski // Report to the Massachusetts program. 1994).

138. Mitchelmore C.L., Hyatt S. Assessing DNA damage in cnidarians using the Comet assay Mar. Environ. Res. 2004. Vol. 58. P. 707-115

139. Moore M.N. A methodology for impact and risk assessment in integrated environmental management / M.N. Moore // 1998)

140. Moore M.N. Cytochemical responses of the lysosomal system and NADPH-ferrihemoprotein reductase in molluscan digestive cells toenvironmental and experimental exposure to xenobiotics / M.N. Moore // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1988. Vol. 46. P. 81-89.

141. Olivier F., Ridd M., Klumpp D. The use of transplanted cuitured tropical oysters (iSaccostrea commercialis) to monitor Cd levels in North Queensland coastal waters (Australia) Mar. Poll. Bull. 2002. Vol. 44. P1051-1122.

142. Perez U., Jmenez B., Delgado W., Rodriguez-Sierra C. Heavy metals in the false mussel Mytilopsis domingensis from two tropical estuarine lagoons Bull. Envir. Cont. Tox. 2001. Vol. 66. P.206-126

143. Regoli F. Accumulation and subcellular distribution of metals (Cu, Fe, Mn, Pb and Zn) in the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis during a field transplant experiment / F. Regoli, E. Orlando // Mar. Poll. Bui. 1994. Vol.28. P. 592-600.

144. Reich T. Effect of poly chlorinated biphenyls on phospholipid membrane fluidity / T. Reich, M.C. Depew, G.S. Marks, M.A. Singer, J.K.S. Wan // J. Environ. Sci. Health. Part A. Environ. Sci. Eng. 1981. Vol. 16. P. 65-72.

145. Regoli F. Total oxyradical scavenging capacity (TOSC) in polluted and translocated mussels: a predictive biomarker of oxidative stress Aquatic Toxicol.2000.V.50.P.351-360

146. Regoli F., Gorbi S., Frenzilli G., Nigro M. et al. Oxidative stress in ecotoxicology: from the analysis of individual antioxidants to a more integrated approuch Mar. Env. Res. 2002. Vol. 54. P. 419-428

147. Rice S.D. Comparative oil toxicity and comparative animal sensitivity / S.D. Rice, J.W. Short, J.F. Karinen // In: Wolf D. (ed) Fate and effects of petroleum hydrocarbons in marine ecosystems and organisms. 1977. Pergamon Press. P. 78-94.

148. Rittschof D., McClellan-Green P. Molluscs as multidisciplinary models in environment toxicology Mar. PoUut. Bull. 2005. Vol. 50. P. 369-375.

149. Robertson A. Petroleum hydrocarbons / A. Robertson // In: AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues. Arctic Monitoring and Assessment programme (AMAP). 1998. Oslo. Norway. P. 661-716.

150. Roesijadi G. Metallothioneins in metal regulation and toxicity in aquatic animals / G. Roesijadi // Aquat. Toxicol. 1992. Vol. 22, no. 2. P. 81-114.

151. Roesijadi G. Uptake of hydrocarbons from marine sediments contaminated with Prudhow Bay crude oil: influence of feeding type of test species and availability of poly cyclic aromatic hydrocarbons / G. Roesijadi,

152. J.W. Anderson, J.W. Blaylock // J. Fish. Res. Board Can. 1978. Vol. 35. P. 608-614.

153. Rudolf S.S. Wu. Hypoxia: from molecular responses to ecosystem responses // Marine Pollution Bulletin. 2002. V. 45. P. 35-45.

154. Saito H. Lipid and FA composition of the pearl oyster Pinctada fucata martensii: influence of season and maturation / H. Saito // Lipids. 2004 Oct. 39(10). P. 997-1005.

155. Seibel B.A. Trimethylamine oxide accumulation in marine animals: ralationship to acylglycerol storage / B.A. Seibel, P.J. Walsh // J. Exp. Biol. 2002. 205. P. 297-306.

156. Sericano J.L. Accumulation and depuration of organic contaminant by the American oyster {Crassostres virginica) / J.L. Sericano, T.L. Wade, J.M. Brooks // Science of the total environment. 1996. Vol. 179. P. 149160.

157. Shugart L.R. Susceptibility of DNA in aquatic organisms to strand breakage effect of X-rays and gamma radiation / L.R. Shugart, M.K. Gustin, D.M. Laird, D.A. Dean // Mar. Environ. Res. 1989. Vol. 28. P. 339-343.114

158. Shugart L.R. DNA damage as a biomarker of exposure Ecotoxicology. 2000. Vol. 9. P. 329-335

159. Sokolova I.M. Cadmium effect on mitochondrial function are enhanced by elevated temperatures in a marine poikilotherm, Crassostrea virginica Gmelin (Bivalvia: Ostreidae) / I.M. Sokolova //J. Exp. Biol. 2004. Vol. 207. P. 2639-2648.

160. Stien X., Percic Ph., Gnassia-Barelli M., Romeo M., Lafaurie M. Evaluation of biomarkers in caged fishes and mussels to assess the quality of waters in a bay of the NW Mediterranean Sea//Envir. Poll. 1998. Vol. 99. P. 339-345

161. Stohs S. J., Bagchi D. Oxidative mechanisms in the toxicity of metal ions Free Rad. Biol. Medic. 1995. Vol. 18. 2. P. 312-320

162. Ties Norbert W. Clinical guide to laboratory tests/ Norbert W. Ties. W.B. Saundres Company. 1995. 942 p.

163. NADPH supply for maintaining the GSH pool during hypoxia Biochem. Pharmac. 1990. Vol. 39. P. 729-736.

164. Thompson G.A. Metabolism and control of lipid structure modification / G.A. Thompson // Biochem Cell Biol. 1986 Jan. 64 (1). P. 66-69.

165. Thomson J.D. Cellular metal distribution in the Pacific oyster, Crassostrea gigas (Thun.) determined by quantitative X-ray microprobe analysis / J.D. Thomson, B.J.S. Pirie, S.G. George // J. Exp. Mar. Biol. 1985. Vol. 85. P. 37.

166. Uchiyama M., Mihara M. Analyt. Biochem., 1978, - v.86, - p.271., Mihara M., Uchiyama M. et al, Biochem.,Med, - 1980, - v.23, - p.302.

167. Valko M., Morris H., Cronin M.T.D. Metals, Toxicity and Oxidative Stress // Current Medicinal Chemistry. 2005. Vol. 12. P. 1161-1208.

168. Vailee B.L. Active-site zinc iiganas ana activated H20 of zinc enzymes / B.L. Vailee, D.S. Auld // Proc Nat. Acad Sci. USA. 1990b. Vol. 87. P. 220224.

169. Vailee B.L. Zinc coordination, function, and structure of zinc enzymes and other proteins / B.L. Vailee, D.S. Auld // Biochemistry. 1990a. Vol. 29. P. 5647-5659.

170. Vandermeulen J.H. Reentry of 5-year old stranded Bunker С fuel oil from a low-energy beach into the water, sediments and biota of Chedabucto Bay, Nova Scotia / J.H. Vandermeulen, D.C. Gordon // J. Fish. Res. Board. Can. 1976. Vol. 33. P. 2002-2010.

171. Veith D.C. Measuring and estimating the bioconcentration factor of chemicals in fish / D.C. Veith, D.L. Defoe, B.V. Bergstedt // J. Fish. Res. Board. Can. 1979. Vol. 36. P. 1040.

172. Vercauteren K. Uptake of cadmium and zinc by the mussel Mytilus edulis and inhibition by calcium channel and metabolic blockers / K. Vercauteren , R., Blust // Mar. Biol. 1999. Vol. 135. P. 615-626.

173. Viarengo A. Heavy metal effects on lipid peroxidation in the tissues of Mytilus galloprovincialis / A. Viarengo, L. Canesi, M. Pertica, G. Poli,

174. M.N. Moore, M. Orunesu // Lam. Compar Biochem Physiol 19916 .-97.-C:37-42,.

175. Viarengo A. Seasonal variations in the antioxidant defense systems and lipid peroxidation of the digestive gland of mussels / A. Viarengo, L. Canesi, M. Pertica, D.R. Livingstone // Compar. Biochem. Physiol. 1991a.-100:187-190.

176. Viarengo A., Burlando B., Ceratto N., Panfoli I. Antioxidant role of metallothioneins: a comparative overview Cellular and Molecular Biology. 2000. Vol. 46 (2). P. 407202. Viarengo A., Burlando B., Giordana A., Bolognesi C Gabrielides G.

177. Networking and expert-system analysis: next frontier in biomonitoring Mar. Environ. Res. 2000. Vol. 49. P. 483-490

178. Yap C.K., Ismail. A., Omar H., Tan S.G. Toxicities and tolerances of Cd, Cu, Pb and Zn in a primary produser {Isochysis galbana) and in a primary consumer (Perna viridis)// Environ.Inter. 2004. V.29. P. 100971104.

179. Watling H.R. Accumulation of seven metals by Crassostrea gigas, Crassostrea margaritacea, Perna and Choromytihis meridionalis II Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1983. Vol. 30. P. 317-326

180. Wayner D.D.M., Burton G.W., Ingold K.U. The antioxidant efficiency of vitamin E is concentration-dependent Biochem. Biophys. Acta. 1986. Vol. 884. P. 119-125

181. Wedderburn J. The field application of cellular and physiological biomarkers, in the mussel Mytilus edulis, in conjunction with early life stage bioassays and adult histopathology / J. Wedderburn, I. McFadzen, R.C.

182. Sanger, A. Beesley, C. Heath, M. Hornsby, D. Lowe // Mar. Pollut. Bull.-2000. Vol. 40. P. 257-267.

183. Wells P.G. Effects of oil on Arctic invertebrates. In: Engelhardt F.R. (ed) Petroleum effects in the Arctic environment / P.G. Wells, G.A. Percy // 1985. Elsevier Applied Publishers. Essex. England. P. 101-156.

184. Winston G.W., Livingston D.R., Lips F. Oxygen reduction metabolism by the digestive gland of the common marine mussel Mytilus edulis II J. Exp. Zool. 1990. Vol. 255. P.296-301

185. Winston G.W., Regoli F., Dugas A.J., Jr., Fong J.H., Blanchard K.A. A rapid gas chromatographic assay for determining oxyradical scavenging capacity of antioxidants and biological fluids Free Radical Biology and Medicine. 1998. Vol. 24№.3. P. 480-493

186. Widdows J. Mussels and environmental contaminants: bioaccumulation and physiological aspects / J. Widdows, P. Donkin // In: Gosling E (eds), The mussel Mytilus: ecology, physiology, genetics and aquaculture. 1992. Elsevier. Amsterdam. P. 383^4-24.

187. Widdows J. Responses of Mytilus edulis on exposure to the water accommodated fraction of North Sea oil / J. Widdows, T. Bakke, B.L. Bayne, P. Donkin, D.R. Livingstone, D.M. Lowe, M.N. Moore, S.V. Evans, S.L. Moore//Mar. Biol.-1982. Vol. 67. P. 15-31.

188. Widdows J., Donkin P., Evans S.V. Physiological responses of Mytilus edulis during chronic oil exposure and recovery / J. Widdows, P. Donkin, S.V. Evans // Mar. Environ. Res. 1987. Vol. 23. P. 15-32.

189. Wijsman T.C.M. Adenosine phosphates and energy charge in different tissues of Mytilus edulis under aerobic and anaerobic conditions / T.C.M. Wijsman//J. Comp. Physiol., 1976, 107, No 1, p.129-140.

190. Zwaan A. de Body distribution and seasonal changes in the glycogen content of the common sea mussel Mytilus edulis / A. de. Zwaan, D.I. Zandee // Comp. Biochem. Physiol., 1972.-No 1. P.53-58.

Информация о работе

Гханнам Хала Эльшахат Абделькадер Юссеф
кандидата биологических наук
Астрахань, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Свободнорадикальный гомеостаз моллюсков Unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы