Зкологигеский мониторинг
УДК 574.632.(051).74
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ПРЕСНОВОДНЫХ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ СЕМЕЙСТВА UNIONIDAE СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ УРАЛ
Исследовано содержание каротиноидов и удельная активность супероксиддисмутазы двустворчатых моллюсков Uniopictorum среднего течения реки Урал. Выявлено, что с возрастанием концентрации каротиноидов заметно снижается удельная активность супероксиддисмутазы. Среднее удельное содержание p-каротина максимальным было в тканях моллюсков со станции «Железнодорожный мост» и составило 0,51 мг/г, наименьшее его количество выявлено на станции «р. Урал в районе лагеря "Дубки"», что составило 0,24 мг/г. Наибольшая удельная активность супероксиддисмутазы зафиксирована на станции «р. Урал в районе лагеря "Дубки"» и составила 0,062 ед./мкг белка; далее отмечено постепенное падение удельной активности фермента со значения 0,036 ед./мкг белка на станции «р. Урал в районе малого водозабора» до 0,0117 ед./мкг белка на участке «р. Урал в районе Железнодорожного моста». Данный факт отмечен как по исследуемым участкам, так и отдельным тканям моллюсков.
The content of carotenoids and specific activity of superoxide dis-mutase of the freshwater bivalves of the family Uniopictorum in the middle course of the Ural River is investigated. It is revealed that with increase in the concentration of carotenoids significantly reduces the specific activity of superoxide dismutase. An average specific content of p-carotene maximum was in the tissues of mollusks from the station "Zheleznodor-ozhnyiy most" and amounted to 0,51 mg/g, the smallest amount detected at the station "the Ural River near the camp Dubki", which amounted to 0,24 mg/g. The highest specific activity of superoxide dismutase was recorded at the station "the Ural River near the camp Dubki" and was 0,062 u/^g protein; further the gradual decline of the specific activity of the enzyme from being 0,036 u/^g of protein was noted at the station "the Ural River in the area of the small intake" up to 0,0117 u/^g of protein at the station "the Ural River near the Zheleznodorozhnyiy most". This fact is marked in the study areas and shellfish tissues.
Ключевые слова: каротиноиды, супероксиддисмутаза, удельная активность, Uniopictorum, гидробиоценоз, активные формы кислорода.
Keywords: carotenoids, superoxide dismutase, specific activity, Uniopictorum, hydro-biocenosis, reactive oxygen species.
И. В. Карнаухова, доцент, Оренбургский государственный педагогического университет, Г. Н. Соловых, заведующая кафедрой биологии Оренбургской государственной медицинской академии,
В. В. Минакова, Associate Professor University of Dodoma (UDOM), Tanzania Department of Chemistry, School of Physical Sciences, College of Natural and Mathematical Sciences, Т. В. Осинкина, ассистент кафедры биологии Оренбургской государственной медицинской академии
В результате интенсивной хозяйственной деятельности человека часто происходят изменения в гидрохимическом режиме прибрежных вод, что приводит к возникновению таких нежелательных явлений, как гипоксия или аноксия (недостаточное для большинства организмов содержание кислорода или его отсутствие) [1].
Растворенный кислород является одним из важнейших экологических факторов, влияющих на распространение и жизнедеятельность морских и пресноводных организмов. Многие водные беспозвоночные сталкиваются с условиями недостатка кислорода, вследствие чего им свойственны определенные адаптационные механизмы, позволяющие выжить в данных условиях [2]. Вследствие этого определенный интерес вызывают биохимические механизмы адаптации моллюсков к бескислородным условиям. Имеются убедительные данные, свидетельствующие о том, что изменение кислородного режима организма (гипоксия, гипероксия) приводит к активации свободнорадикальных процессов — увеличению продукции активных форм кислорода (АФК) и развитию окислительного стресса. В связи с этим при исследовании устойчивости к гипоксии особое внимание уделяется антиоксидантной защитной системе, представленной ферментами и низкомолекулярными компонентами. Одну из пер-
вых линии защиты клеток от агрессивного действия свободных радикалов обеспечивают супероксиддисмутазы (СОД): при их участии обеспечивается инактивация активных форм кислорода, образуемых в ходе реакций переноса электронов. Установлено, что накопление в среде перекиси водорода ведет к инактивации СОД. Полагают, что уровень активности внутриклеточных ферментативных антиокси-дантных систем генетически детерминирован, причем избыточное накопление в клетках супероксидного анион-радикала или перекиси водорода сопровождается депрессией участков генома, ответственного за активность внутриклеточных ферментативных антиоксидант-ных систем [3, 4].
Однако наиболее эффективными «перехватчиками» кислородных радикалов являются каротиноиды. На сегодняшний день установлено, что каротиноиды проявляют антиоксидан-тную, иммуномодулирующую, противоопухолевую активности. Присутствие в каротинои-дах большого количества (11 и более) двойных связей придает им высокую биологическую активность, которая проявляется в торможении процессов перекисного окисления липидов и определяет такие их биологические функции, как предотвращение предраковых и возрастных повреждений. Молекулярные механизмы, ответственные за указанные эффекты, еще не ясны, но велика вероятность вовлечения в эти процессы антиоксидантных свойств каротиноидов, а также их воздействия на физические свойства клеточных мембран. Регу-ляторные эффекты каротиноидов, вероятно, обусловлены их способностью встраиваться в мембранные фосфолипидно-белковые структуры, и, тем самым, изменять текучесть мембран. Это может сопровождаться как модификацией взаимодействий между липидами и белками, так и существенно влиять на антиок-сидантную активность каротиноидов. По мере увеличения длины полиеновой цепочки возрастает степень ее стабилизации и увеличивается антиоксидантная активность [5, 6].
В связи с особой ролью каротиноидов и су-пероксиддисмутазы в метаболизме пресноводных двустворчатых моллюсков как организ-мов-фильтраторов водной среды, испытывающих особенно сильное влияние активных форм кислорода по сравнению с другими видами бентосных организмов, представилось актуальным исследовать некоторые показатели анти-оксидантного статуса пресноводных двустворчатых моллюсков семейства ипЬопЬйае среднего течения реки Урал.
Материалы и методы исследования. В эксперименте использовали моллюсков вида ипЬо рМогит, относящихся к классу Двустворчатых (Бша^ша), надотряду Жаберных (ЛШо-ЪгапеЫа), семейству Унионид (итотйав). Данный вид относится к группе биофильтраторов, питающихся взвешенными в воде частицами органических веществ и мелким планктоном.
Моллюсков отбирали с 4-х станций: станция № 1 «река Урал выше лагеря «Дубки»», станция № 2 «Водозабор», станция № 3 «Автодорожный мост», станция № 4 «Железнодорожный мост».
Сбор моллюсков производили в середине июля, так как именно в данное время они наиболее активны. Производили измерения таких параметров моллюсков, как длина, высота и толщина раковины. Определяли приблизительный возраст моллюсков по количеству колец на раковине. Для анализа отбирали моллюсков с одинаковыми размерами раковины и в возрасте 3—4 лет.
Определение удельного содержания р-ка-ротина. Определение удельного содержания в-каротина проводили в мантии, жабрах и ге-патопанкреасе моллюсков [7]. Для этого из образцов готовили гомогенат с разведением дистиллированной водой 1:3. Образцы тканей предварительно взвешивали. Далее в подготовленную смесь этилового спирта и аскорбиновой кислоты (25 % раствор) вносили 1 мл полученного гомогената. После прогрева проб до 70 °С в течение 5 минут в смесь приливали 1 мл 10 н раствора гидроксида калия и инкубировали в течение 30 минут при 70 °С для омыления липидов, мешающих определению в-каротина. По окончании инкубации пробы охлаждали под струей холодной воды, прибавляли 4 мл гексана и встряхивали смесь в течение одной минуты до однородной эмульсии. После этого центрифугировали ее в течение 15 минут при 1000 об/мин для отделения гек-сановой фракции, содержащей в-каротин и витамины.
Удельное содержание каротиноидов определяли в гексановой фракции супернатанта спектрофотометрическим методом (в контроле — гексан) при длине волны 450 нм для в-каротина. Содержание восстановленных ка-ротиноидов типа в-каротина определяли по формуле:
с =
^кар
16 х Е
450
М
где Скар — содержание каротиноидов в ткани, мг/г сырой ткани; Е450 — оптическая плот-
ность раствора при длине волны 450 нм; М — масса навески ткани, использованной в анализе, г.
Определение удельной активности супер-оксиддисмутазы. Активность СОД определяли в надосадочной жидкости по реакции торможения аутоокисления адреналина в адре-нохром в щелочной среде (рН = 10,5). За единицу активности принимали торможение аутоокисления в опыте по сравнению с контролем на 50 %. Во всех пробах определяли содержание белка спектрофотометрически и рассчитывали удельную активность фермента на мг белка в пробе.
К 2 мл карбонатного буфера добавляли 20 мкл супернатанта и 100 мкл 0,1 % аптечного раствора адреналина. Тщательно, быстро перемешивали, закрыв кювету крышечкой от спектральной кюветы, и регистрировали нарастание оптической плотности при 347 нм в течение 10 минут против контрольного раствора: те же компоненты, но без адреналина.
Активность СОД определяли по формуле:
А (%) = (Ек - Еопыт) х 100/Ек,
где А — активность фермента; Ек — экстинк-ция контроля; Ео — экстинкция опыта.
Определение белка в экстрактах тканей. Содержание белка в экстрактах тканей двустворчатых моллюсков определяли по методу Брэдфорда.
К 200 исследуемого образца добавляли 2 мл реагента-красителя Кумасси 0-250 и хорошо перемешивали. Не ранее чем через 5 мин и не позднее, чем через 1 час, измеряли поглощение при 595 нм — относительно чистого реагента-красителя.
Концентрацию белка находили по градуи-ровочному графику, построенному с использованием сывороточного альбумина человека [8].
Результаты исс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.