WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Абделькадер юссеф свободнорадикальный гомеостаз моллюсков unio pictorum в норме и при воздействии тяжелых металлов

-- [ Страница 5 ] --

#-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 Cu2+ в среде обитания, а кадмий, напротив, стимулирует ее. В данном случае, по-видимому, имеет место отрицательный доза - зависимый ответ на воздействие Cd2+ 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 из наиболее важных экстраклеточных антиоксидантов. Этот фермент катализирует окисление ионов двухвалентного железа в трехвалентное, являющееся прекрасным окислителем в цитохромах, то-есть 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
Сu (10 мкг/л) Сu (100 мкг/л) Cd (10 мкг/л) Cd (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 активности (таблица 13).

Таблица 13

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

Вид ткани Концентрация токсиканта
Сu (10 мкг/л) Сu (100 мкг/л) Cd (10 мкг/л) Cd (100 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 0,0086±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-есть 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 антиоксидантной системы инактивировать высокореакционные оксирадикалы рассматривается как вероятная причина формирования окислительного стресса и накопления продуктов окислительной деструкции липидов и белков в тканях Unio pictorum.

Резюмируя данный раздел работы мы считаем необходимым проанализировать изменения свободнорадикального гомеостаза моллюсков Unio 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 2.-, Н2О2) и катализировать через реакции Фентона 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 Unio pictorum происходит постепенное снижение антирадикальной активности, что можно рассматривать как причину формирования окислительного стресса и накопления продуктов окислительной деструкции белков и липидов в тканях Unio 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 (·OH) – самого активного прооксиданта, повышенная генерация которого приводит к быстрому "истощению" антиоксидантной системы. Каков бы ни был конкретный механизм вмешательства ионов кадмия в метаболизм 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 Unio 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 C.K., Ismail. A., Omar H., 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 Unio 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 Unio 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


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.