Диссертация (1151316), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В настоящее время общеизвестно, что увеличениеконцентраций различных по природе ксенобиотиков вызывает такиеответные реакции гидробионтов, которые, определяются не только видовымиразличиями, но и в большинстве случаев, зависят от значительного числафакторов окружающей среды. Дифференциация по уровню биологическихэффектов в значительной мере определяется не граничными концентрациямихимических соединений, а их аддитивными эффектами и способностью кбиотрансформации.
В современных условиях водные организмы в природнойсреде обитания, как правило, испытывают прессинг суммарного действиятоксичныхполлютантовсихвозможнымиичастонеизвестнымикооперативными эффектами. Именно поэтому, перспективным направлениемвфизиолого-биохимическихиндикаторныхвозможностейобусловливающимответныеорганизации биоценозов.исследованияхявляетсяиспользованиебиомаркеровнамолекулярномуровне,реакциивсехдальнейшихуровняхна69Современные данные подтверждают перспективность использованияферментов центральных метаболических путей и митохондриальной электонпереносящей цепи для адекватной оценки состояния клеток и степени ихповреждений.Доказано,чтоключевыеферментыклеточногоэнергетического метаболизма, обеспечивающие синтез АТФ и протеканиеметаболических процессов, активно включаются в фазу биотрансформацииполициклических ароматических гидрокарбонов.
Как правило, уже наначальной стадии детоксификации ПАГ вовлекаются в оксидативныереакции с участием цитохромP450-зависимой смешанной оксигеназнойсистемы (MFO), ключевыми компонентами которой являются цитохром P450(CYP450), NADPH-цитохромP450-редуктаза (NADPH-RED), цитохром b5(CYT b5) и NADH-цитохром b5 редуктаза (NADH-RED) [475].Изучение влияния PAHs с помощью биомаркеров энергетическогометаболизма было проведено в экспериментальной схеме переселениявзрослых особей мидий (Mytilus galloprovincialis) из условно чистыхучастков Средиземного моря в загрязненные акватории, где общаяконцентрация полициклических ароматических гидрокарбонов была в 4,2раза выше.
Содержание мидий в таких условиях в течение 28 днейиндуцировало заметное повышение активности оксигеназной системы, впервую очередь, цитохрома Р450, цитохрома b и NADPH-цитохромP450редуктазы. В то время, содержание мидий в условиях отсутствия ПАГ невызывало изменений активности MFO–системы [476, 477].Устойчиваясвязьмеждууровнемзагрязненияорганическимиксенобиотиками (в частности, PCBs, PAHs и PCDs) и экспрессией цитохромаP450 установлена для полосатой пескарки (Callionymus lyra), камбалылиманды (Limanda limanda), морского окуня (Serranus scriba), черноморскойбарабули (Mullus barbatus), двустворчатого моллюска дрейссены (Dreissenapolymorpha) [478].
Линейная зависимость между экспрессией цитохромаР450 и общим содержанием ПАГ выявлена при изучении состояния MFOсистемы моллюсков в регионах техногенных катастроф, как непосредственно70после разлива сырой нефти, так и в периоды очистки загрязненных участковот нефтепродуктов [479]. Использование компонентов MFO в качествебиомаркеров позволило достоверно подтвердить, что моллюски способныаккумулировать различные органические поллютанты, в концентрациях,значительно превышающих их содержание в окружающей среде [447, 480–482]. Подобная зависимость прослеживается и в экспериментах, проводимыхв лабораторных условиях [447, 483]. Многие авторы отмечают, что посравнению с моллюсками, MFO рыб более чувствительна к токсичномудействию органических ксенобиотиков. Более эффективной детоксификацииорганических ксенобиотиков, в том числе, и PAHs, способствует болееподвижный образ жизни и более высокий уровень метаболизма рыб [332,481, 484, 485].В процессах, активизирующихся под воздействием повреждающихфакторов на всех уровнях организации живых систем, митохондриальнаядисфункция, как правило, тесно ассоциируется с оксидативным стрессом.Первичныеповреждениямитохондрий,индуцируемыеорганическимиксенобиотиками, ведут не только к снижению уровня АТФ в клеткахразличных типов, но и вызывают нарушения работы электрон-переносящейцепи, что сопровождаются увеличением уровня генерации РСК (вследствие«вытекания» электронов) и способствует развитию оксидативного стресса,который может индуцировать обратные метаболические нарушения вклетках, в первую очередь, в астроцитах и нейронах.
Результаты, полученныев культуре астроцитов и моделях in vivo, дополняют уже имеющиесясведения о роли оксидативного стресса в первичных поврежденияхмитохондрий и последующем нарушении энергетического метаболизма. Вчастности,значительноеколичествонейрональныхмолекулярныхмеханизмов (оксидизирование митохондриальных белков и их последующаяинактивация, нарушение транспорта митоходриальных мембран, структурыкофакторов и эффективности переноса электронов), сопровождающих71митохондриальную дисфункцию, провоцируется именно оксидативнымстрессом [426].На ряду с перспективностью использования цитохрома P450 в качествебиомаркера нейротоксичности в условиях загрязнения органическимиполлютантами,привыявленииповреждающихэффектовмногихорганических ксенобиотиков, высокую валидность для биомоторинга имеетопределение активности ацетилхолинэстерезы.
Следует отметить, чтоданный биомаркер отражает не только нарушения нервной системы, но иэффективность функционирования нервно-мышечных концевых пластинок,т.е. локомоторные функции организма [476, 486, 487].Втожевремя,возможностииспользованиябиомаркеровэнергетического метаболизма у рыб различных таксономических групп,обитающих в различных слоях и ареалах водной среды, их связь с развитиемоксидативного стресса, остаются не достаточно изученными.
Наиболее остротакие вопросы касаются промышленно развитых регионов со смешаннымтипом загрязнения, где доминантными поллютантами являются – ионыметаллов, продукты переработки нефти, хлорорганические ксенобиотики.Однако при решении поставленных задач открытым и наиболее актуальнымостается вопрос о степени токсичности гидробионтов промышленного лова,полученных из загрязненных водоемов, и оценке величины возможныхрисков, возникающих при использовании такого сырья в производствепищевых продуктов.722.2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ2.2.1 Материалы и методы исследованияИсследования проведены в 2006…2016 гг.
на базе кафедры физиологии,фармакологии и токсикологии имени А.Н. Голикова и И.Е. Мозгова ФГБОУВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины ибиотехнологиилабораторийименикафедрынациональногоК.И.Скрябина»,биофизикиуниверситетаиименинаучно-исследовательскихбиохимииОлесяДнепропетровскогоГончара,научно-исследовательского центра биобезопасности и экологического контроляресурсовАПКДнепропетровскогогосударственногоаграрно-экономического университета, лабораторий кафедры технологии продуктовпитания ФГБОУ ВО «Керченский морской технологический университет» ичастного акционерного общества «Агро-Союз» Синельниковского районаДнепропетровской области с использованием животных разных таксонов.Для решения поставленных задач работу с экспериментальными животнымивыполняли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованиемэкспериментальных животных» (приложение к приказу министерстваздравоохранения СССР от 12.08.1977 г., №7550) и Хельсинской Декларацией2000 г.Объектомисследованияявлялисьзакономерностиформированияответных молекулярных механизмов тканей животных разных таксонов(грызунов, различных видов рыб, речных и морских двустворчатыхмоллюсков, свиней) в современных условиях загрязнения окружающейсреды, как неотъемлемой части биосферы.Практическое значение изучения влияния поллютантов на состояниеживотных заключается в том, что многие виды рыб составляют основупромысла и используются человеком в качестве сырья для изготовленияпродуктов питания.Предмет исследования – изменения состава цитоскелетного ГФКБпромежуточных филаментов астроцитов, цитоплазматического кальций-73связывающего протеина S100β, про- и антиоксидантных процессов клетокнервной ткани животных, вызванных хроническим или острым воздействиемзагрязнителей, позволяющие достоверно оценить степень комплексноговоздействияксенобиотиковсовсемисуществующими,ночастонеизвестными синергическими и антагонистическими эффектами, а такжеиммуномодулирующий эффект препарата клеточных стенок лактобацил.2.2.1.1 Материалы исследования и экспериментальные моделиОсновуработысоставляюткомплексныеисследованиясиспользованием в качестве тест-объектов животных разных таксонов.Представлены результаты экспериментов, проведенных в акватории нижнейчасти рекиВорскла (Днепродзержинское водохранилище) в районесуществующего ихтиологического заказника, который практически неподпадаетподтехногенноевоздействие.Аналогичныепоказатели,исследованы на загрязненных участках реки Самара Днепровская (правыйприток реки Днепр) и в прибрежных зонах, примыкающих к промышленнымрайонам и жилым массивам бухты Керченской – главной бухты Керченскогопролива, в которой расположен ряд действующих портовых комплексов.Определенныеэтапыисследованийвоспроизведенывлабораторныхусловиях, на искусственно созданных моделях действия токсикантов.Биологические тест-объекты, используемые в исследовании, представлены нарис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
