Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время природная среда испытывает все усиливающееся антропогенное воздействие. В водных системах концентрируются значительные количества загрязнителей различной природы, среди которых особой опасностью выделяются канцерогенные и мутагенные вещества, тяжелые металлы и радионуклиды. Они способны аккумулироваться в тканях рыб, находиться там длительное время и изменять ход важнейших процессов жизнедеятельности организма.
За последние десятилетия накопился обширный экспериментальный материал о реакции рыб на стресс-факторы. Растущий уровень антропогенного воздействия на природные популяции рыб делает необходимым разрешение вопроса об адаптивных возможностях их организма, степени его резистентности и чувствительности. Поэтому особую ценность могут представлять данные изучения наиболее чувствительных, быстро реагирующих и легко модифицирующихся систем организма. В число последних входят клеточные мембраны системы, осуществляющие транспорт ионов и участвующие в передаче сигнала от мембранных рецепторов е клетку. Однако до сих пор характер и степень их реакции на изменения условий окружающей среды исследовался лишь фрагментарно.
С другой стороны, при мониторинге водных экосистем индивидуальный анализ химических компонентов в окружающей среде и особенно в тканях животных и растений необходим, однако не всегда возможен, так как, во-первых, часто не известен даже класс химических соединений, которые нужно контролировать, а во-вторых, действующие концентрации некоторых ксенобиотиков столь малы, что для химико-аналитического контроля не всегда достаточно далее специальных высокочувствительных и дорогостоящих методов анализа (например масспектрометрии) (Хмельницкий Р.А. и Бродский Е.С., 1990) Кроме этого, ряд биологически активных веществ (например радонуклпды) не стабилен и после взаимодействия с биологической мишенью в короткие сроки распадается.
Эти условия объясняют возрастающий в настоящее время интерес к изучению отклика экосистем на антропогенные воздействия. При этом необходимо проводить исследования на различных уровнях организации живых систем. Анализ изменений на молекулярном и мембранном уровне дает возможность регистрировать биохимические нарушения в клетках, которые
могут привести к далеко идущим последствиям для данного вида организмов задолго до того, как наступят необратимые изменения в численности, биологической продуктивности, ареале распространения вида и т. п.
При проведении биохимического мониторинга, позволяющего выявить антропогенные воздействия на клетку, одной из наиболее удачных систем являются мембранные структуры тканей животных, так как именно они являются мишенью для большинства токсикантов и ионизирующей радиации.
Поэтому, с нашей точки зрения, анализ транспорта ионов в эритроцитах рыб имеет существенное значение для понимания механизмов повреждения важнейших систем мембран холоднокровных животных в условиях антропогенного изменения среды их обитания. Кроме того на базе этих исследований могут быть разработаны высокочувствительные тест-системы для биохимического мониторинга водных экосистем.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основная цель работы заключалась в исследовании модификации транспорта ионов и его гормональной регуляции в эритроцитах пресноводных рыб под воздействием некоторых антропогенных факторов.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
-
Провести анализ активности различных ионтранспортирующих систем эритроцитов рыб в норме, в условиях неспецифического стресс-синдрома и под воздействием загрязнителей водной среды, таких как полихлорированные бифенилы (ПХБ), тяжелые металлы (кадмий), радионуклиды, а также загрязнители Рыбинского водохранилища в районе г.Череповца.
-
Исследовать регуляцию систем ионного транспорта эритроцитов рыб Р-адренергическими препаратами.
3. Установить, какие из исследуемых систем являются наиболее
чувствительными к стресс-факторам различной природы, выявить
специфические и неспецифические эффекты.
-
Оценить возможные механизмы модификации ионного транспорта и его гормональной регуляции при антропогенном изменении условий окружающей среды.
-
Выявить межвидовые различия реакции данных систем на внешние воздействия у исследованных видов рыб.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В настоящей работе представлены первые данные о действии полихлорированных бифенилов и радионуклидов на системы транспорта ионов в эритроцитах рыб.
Впервые проведен анализ ионтранспортирующих систем и их гормональной регуляции в эритроцитах леща Abrarais Ъгатпа L.
Впервые установлено, что потеря гормонального контроля над системой активного транспорта ионов в эритроцитах рыб при стрессе не связана с нарушением функции Р-рецепторов или С5-белков.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. В результате проведенных работ предложены тест-системы на основе использования анализа активности систем ионного транспорта эритроцитов для биотестирования состояния организма рыб, оценке его адаптивного потенциала и прогнозировании реакции на изменяющиеся условия внешней среды. Тест может быть применен для решения задач охраны окружающей среды и биомониторинга.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были доложены на Международной конфереіщіш "Фундаментальные и прикладные проблемы окружающей среды" (Томск, 1995), семинарах лаборатории физико-химии биомембран Биологического факультета МГУ (1993, 1994), на заседании кафедры ихтиологии Биологического факультета МГУ (1993, 1994, 1995).
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы.
Работа изложена на стр. Содержит рисунков и таблиц. Список
литературы включает источника, из которых опубликовано в
отечественных и - в зарубежных изданиях.
