Автореферат (1151315), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Важно отметить, что количество конечныхпродуктов ПОЛ в мозге рыб, обитающих как в природных условияхтехногенного загрязнения, так и в условиях моделирования загрязнения средымазутом, было значительно выше по сравнению с аналогичными показателямив печени (рис. 7).Содержание ТБК-активных продуктов(нмоль/мг ткани)5**4,5*4*3,5*32,521,510,50КМЗ НПмозгКМНПРис. 7 Сравнительное содержаниеконечных продуктов ПОЛ в головноммозге и печени взрослых половозрелыхособей бычка-песочника в условияхзагрязнениясредынефтепродуктами;К – контрольные группы рыб;МЗ – моделирование загрязнениямазутом;НП–загрязнениенефтепродуктамивприродныхусловиях; * – P<0,05; ** – P<0,01 –достоверность разницы в сравнении сконтролемпеченьМаксимальный рост активности супероксиддисмутазы, по сравнению сконтролем, зафиксирован в головном мозге рыб, попавших под прессингповышенных концентраций нефтепродуктов в природных условиях. Этотпоказатель в среднем на 90% (Р<0,05) превышал аналогичные значенияконтрольной группы бычка-песочника.
Достоверный рост (Р<0,05) активностиСОД в головном мозге бычка-песочника, обитающего в модельных условияххронического загрязнения мазутом относительно контрольных значенийсоставлял 56% (табл. 2).Таблица 3 – Показатели активности супероксиддизмутазы в головном мозге и печенибычка-песочника в условиях загрязнения среды обитания нефтепродуктамисреда обитанияактивность СОД в мозге,у.е./мг общего белкаконтрольнаяэкспериментальгруппа рыбная группа рыбактивность СОД в печени,у.е./мг общего белкаконтрольнаяэкспериментальгруппа рыбная группа рыбмоделированиезагрязнения1,48±0,1312,31±0,223*2,03±0,147мазутомзагрязнениеакватории1,54±0,1442,92±0,286*2,15±0,150нефтепродуктамиПримечание. Достоверность разницы в сравнении с контролем: * – р<0,052,83±0,243*3,51±0,397*Представленные данные дают основания утверждать, что наиболеесущественные изменения у животных различных биологических видов при18действии промышленных поллютантов, как в модельных, так и в природныхусловиях, происходят в клетках нервной ткани, где показатели оксидативногостресса и активности антиоксидантной ферментной системы обладаютнаиболее высокой чувствительностью [Cухаренко и др., 2006-2015].Установлено, что механизмы оксидативного стресса могут бытьиспользованы не только для выявления токсических эффектов поллютантов насостояние наземных животных и рыб.
Нарушения окислительновосстановительного баланса адекватно отражают протекание процессовбиотрансформации и у взрослых половозрелых особей двустворчатыхмоллюсков, которые являются удобным объектом для биоиндикации. Вчастности, выявлено, что содержание ТБК-активных продуктов в органахособей речной дрейссены в модельных условиях загрязнения среды обитаниямазутом в среднем на 69% (жабры, Р<0,05) и 62% (гепатопанкреас, Р<0,05)превышает контрольные значения. Еще более значительная генерацияпродуктов деструкции липидов выявлена у особей экспериментальной группычерноморской мидии, обитающих в природных условиях техногенногозагрязнения (б. Керченская), у которых содержание конечных продуктов ПОЛ вгепатопанкреасе и жабрах превысило аналогичные показатели в органахживотных контрольной группы, собранных в условно чистом участке (оз.Донузлав), в среднем на 74% (Р<0,01) и 79% (Р<0,01) соответственно.Сравнительный анализ активности ферментов антиоксидантной системыэкспериментальных и контрольных моллюсков показал, что повышениеактивностиферментов,обеспечивающихснижениеуровняРСК(супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионредуктазы) в тканях двустворчатыхмоллюсков,обитающихусловияхзагрязнениянефтепродуктами,сопровождается снижением активности глутатион-S-трансферазы – фермента,катализирующего утилизацию поступающих экзогенных ароматическихсоединений (табл.
3-4).Таблица 4 – Показатели активности антиоксидантных ферментов в жабрах игепатопанкреасе черноморской мидии (Mytilus galloprovincialis) в природныхусловиях загрязнения среды обитания нефтепродуктамиферменты,ед. изм. активностипоказатели активностив жабрахконтрольэксперименная группатальная группамоллюсковмоллюсковпоказатели активностив гепатопанкреасеконтрольэксперименная группатальная группамоллюсковмоллюсковсупероксиддисмутаза,7,21±0,4910,83±0,98**12,09±1,0315,44±1,25*ед.
/ мг белкакаталаза,15,66±1,0913,20±0,9313,35±1,0717,83±1,75*мкмМ / мг белкаглутатионредуктаза,11,32±1,0713,03±1,8514,47±1,0521,34±1,78**мкмМ • мин-1 / мг белкаглутатион-S-трансфераза,135,6±11,5120,8±11,959,8±4,334,7±3,1*нМ • мин-1 / мг белкаПримечание. Достоверность разницы в сравнении с контролем: * – р<0,05;**– р<0,0119Так, повышение активности СОД в гепатопанкреасе моллюсков составилов среднем 46% (речная дрейссена, Р<0,05) и 27% (черноморская мидия, Р<0,05)по сравнению с контрольными группами моллюсков этих же видов.Достоверный рост (Р<0,05) активности каталазы в гепатопанкреасе посравнению с контролем составил в среднем 37% (Dreyssena polymorpha) и 34%(Mytilusgalloprovincialis)соответственно.Максимальнаяактивностьглутатионредуктазыбылавыявленавгепатопанкреасеособейэкспериментальной группы черноморской мидии (в среднем на 47% вышеконтрольных значений, Р<0,01).
Активность глутатион-S-трансферазы вгепатопанкреасе животных экспериментальных групп черноморской мидии иречной дрейссены была в среднем на 42% (Р<0,05) и на 39% (Р<0,05) ниже, чему моллюсков, принятых в качестве контроля.Таблица 5 – Показатели активности антиоксидантных ферментов в жабрах игепатопанкреасе речной дрейссены (Dreyssena polymorpha) в модельныхусловиях загрязнения среды обитания мазутомферменты,ед.
изм. активностипоказатели активностив жабрахконтрольэксперименная группатальная группамоллюсковмоллюсковпоказатели активностив гепатопанкреасеконтрольэксперименная группатальная группамоллюсковмоллюсковсупероксиддисмутаза,5,22±0,476,13±0,498,40±0,5512,14±0,95**ед. / мг белкакаталаза,21,41±1,4519,72±0,9918,43±1,6125,33±1,35*мкмМ / мг белкаглутатионредуктаза,12,10±1,0316,94±0,97*15,79±1,1320,27±1,33*мкмМ • мин-1 / мг белкаглутатион-S-трансфераза,104,7±9,593,9±8,552,6±4,032,3±2,9*нМ • мин-1 / мг белкаПримечание.
Достоверность разницы в сравнении с контролем: * – р<0,05;**– р<0,01Наиболее высокая активность глутатион-S-трансферазы была выявлена вгепатопанкреасе мидий оз. Донузлав, что отражает важную роль этого органа вдетоксикации поллютантов у многих животных, в том числе и у моллюсков.Необходимо отметить, что в жабрах особей двустворчатых моллюсков вусловиях загрязнения среды обитания нефтепродуктами некоторые показателиактивности ферментов были не достоверными.Несмотря на некоторые видоспецифические особенности, активностьантиоксидантных ферментов и уровень конечных продуктов ПОЛ в тканяхособей взрослых половозрелых двустворчатых моллюсков указывают на то, чтов условиях загрязнения среды обитания органическими поллютантами,проокислительные процессы, характерные для состояния окислительногостресса, резко стимулированы.
Эти показатели демонстрируют высокуюэффективность для биоиндикации и биомониторинга функциональногосостояния моллюсков при загрязнении морских и пресных вод.Исследованиявозрастныхотличийнарушенийокислительновосстановительного баланса, вызванных интоксикацией органическими20Содержание ТБК-активных продуктов,нмоль/мг тканирастворителями, проводили с использованием в качестве тест-объекта крыслинии Wistar. Результаты определения содержания конечных продуктов ПОЛ вотделах головного мозга животных (гиппокампе, мозжечке, коре большихполушарий) указывают на различную интенсивность оксидативныхповреждений у животных в разные фазы постнатального развития (рис.
8).Наиболее значительный рост содержания ТБК-активных продуктоввыявлен у особей экспериментальной группы крыс в возрасте 28 суток,превышающий аналогичные значения контрольной группы в среднем на 101%(Р<0,05). Такой рост генерации свободных радикалов, возможно, связан как сособенностями экспрессии ферментов антиоксидантной защиты, так сповышенной чувствительностью к изменениям динамического равновесиямежду повреждением и репарацией митохондриальных мембран на раннихэтапах развития головного мозга животных.9****8**76543210К ОРСПР-28К ОРСПР-42К ОРКСПР-56СПР-70ОРРис.8Возрастные особенностисодержания конечных продуктов ПОЛ вгиппокампе головного мозга крыс на 28,42, 56 и 70 сутки постнатальногоразвития (СПР) при интоксикациипромышленныморганическимрастворителем (ОР) по сравнению сконтрольными группами животных (К);* – P<0,05; ** – P<0,01 –достоверность разницы в сравнении сконтролемНесмотря на некоторую видовую специфичность и возрастные отличия,показатели оксидативного стресса демонстрируют высокую эффективность длябиоиндикации и биомониторинга функционального состояния животныхразных таксонов при загрязнении среды обитания промышленнымиполлютантами.3.2 Использование цитоскелетного ГФКБ в качестве индикатораповреждений в условиях воздействия промышленных поллютантов.Клетки нервной ткани отличаются уникальными белками, которыехарактеризуются определенной субклеточной локализацией и особенностямиэкспрессии на разных этапах развития животных.
Представителем такихгистоспецифических маркетов является ГФКБ астроцитов [Eng L., 2000]. Напримере многочисленных экспериментальных моделей показано, чточрезмерная экспрессия ГФКБ тесно ассоциирована с реакцией астроцитов наразличные повреждения и оксидативным стрессом. В частности, результатыпроведенных исследований позволяют заключить, что ответные молекулярныемеханизмы астроглии головного мозга крыс на действие малых доз Cd2+ впроцессе онтогенеза характеризуется интенсивным фибриллогенезом иусиленным синтезом филаментной формы ГФКБ. Данные иммуноблотинга21показали существенную активацию цитоскелетных перестроек и протеолиза вразличных отделах головного мозга животных (рис.
9).Рис.9Результатыиммуноблотингацитоскелетных фракций белков головногомозга крыс на 28, 42, 56, 70 суткипостнатального развития в стандартныхусловиях (СПР-28) и при хроническомвоздействии малых доз хлорида кадмия(СПР-42, СПР-56, СПР-70)Результаты исследования влияния малых доз ионов Pb2+ на состояниецитоскелета астроцитов коры больших полушарий, гиппокампа и мозжечкаголовного мозга крыс в раннем постнатальном периоде развития подтверждаютучастие промежуточных филаментов астроцитарного цитоскелета в глиальномответе, который развивается вследствие нейротоксического действияполлютантов (рис. 10).Рис. 10 Результатыиммуноблоттингацитоскелетныхфракций белков мозжечка крыс на 1,10, 21 сутки постнатального развитияконтрольных (К) и экспериментальных(Pb) групп при воздействии ацетатасвинцаСледует отметить, что по сравнению со зрелым мозгом измененияэкспрессии ГФКБ у экспериментальных животных на ранних этапахпостнатального развития выражены в большей степени.
Такое возрастаниеэкспрессии белка астроцитарных промежуточных филаментов, может бытьрезультатом ускоренной пролиферации и созревания глиальных клеток в ответна интоксикацию. Значительный рост экспрессии цитоскелетного ГФКБ вклетках головного мозга особей солнечного окуня разных возрастных групп (67 месяцев, 2-3 года, старше 5 лет) выявлен в модельных условиях загрязнениясреды обитания ионами Al3+ (рис. 11).В экспериментальных группах неполовозрелых и молодых половозрелыхособей солнечного окуня экспрессия ГФКБ была выше контрольных значенийна 112% (Р<0,01) и 131% (Р<0,001) соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
