Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Подгурская Ольга Владимировна

Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae
<
Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Подгурская Ольга Владимировна. Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.16, 03.00.04.- Владивосток, 2006.- 106 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-3/473

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОРГАНИЗМЕ ГИДРОБИОНТОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 9

1.1. Тяжелые металлы в прибрежных морских водах 9

1.2. Поступление тяжелых металлов в организм двустворчатых моллюсков 10

1.3. Биологическая роль тяжелых металлов 13

1.4. Токсичное действие тяжелых металлов 15

1.5. Клеточные механизмы детоксикации металлов 20

1.6. Металлотионеины морских беспозвоночных 22

1.7. Металлотионеины морских беспозвоночных в мониторинге загрязнения среды тяжелыми металлами 27

ГЛАВА 2. РАЙОНЫ РАБОТ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 31

2.1. Районы работ 31

2.1.1. Районы действия апвеллингов 31

2.1.2. Импактный антропогенный район 37

2.2. Объекты исследования 37

2.3. Методы исследований 39

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 43

3.1. Внутриклеточное распределение тяжелых металлов в почках и пищеварительной железе Crenomytilus grayanus из районов действия апвеллингов 43

3.2. Внутриклеточное распределение тяжелых металлов в органах Crenomytilus grayanus в импактных природных и антропогенных условиях 50

3.3. Внутриклеточное распределение тяжелых металлов в почках и пищеварительной железе Crenomytilus grayanus и Modiolus kurilensis из импактного антропогенного района 57

ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМЫ ДЕТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ У МОЛЛЮСКОВ СЕМ. MYTILIDAE (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ) 64

4.1. Механизмы детоксикации тяжелых металлов в органах Crenomytilus grayanus, обитающих в районах действия апвеллингов 64

4.2. Механизмы детоксикации тяжелых металлов в органах Crenomytilus grayanus в импактных природных и антропогенных условиях 71

4.3. Механизмы детоксикации тяжелых металлов в органах Crenomytilus grayanus и Modiolus kurilensis из импактного антропогенного района 75

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81

ВЫВОДЫ 83

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 84

Введение к работе

Актуальность исследования. Из химических веществ, загрязняющих водную среду, реальную угрозу для жизнедеятельности гидробионтов представляют тяжелые металлы (ТМ) и их соединения. Опасность заключается не только в их биологической активности (токсичности), но и в способности к аккумуляции в многочисленных компонентах экосистем. В отличие от органических загрязняющих веществ, которые со временем утилизируются и выводятся из биосферы, ТМ способны сохранять биологическую активность практически бесконечно (Челомин и др., 1998).

Цитотоксичность металлов обусловлена главным образом тремя взаимосвязанными механизмами: усилением перекисного окисления липидов, угнетением митохондриального дыхания и нарушением кальциевого гомеостаза клетки (Аксенова, 2000). Чтобы избежать повреждения клеточных структур у гидробионтов, в частности у двустворчатых моллюсков, существуют несколько путей перевода избытка микроэлементов в нетоксичную форму. Главным образом это связывание металлов с особыми цитоплазматическими белками – металлотионеинами (МТ) (Isani et al., 2000; Roesijadi, 2000; Amiard et al., 2006) и депонирование в лизосомы или гранулы (Vesk, Byrne, 1999; Marigomez et al., 2002). Поэтому при изучении устойчивости двустворчатых моллюсков к повышенному содержанию тяжелых металлов в среде исследование внутриклеточного распределения микроэлементов представляет большой интерес, так как его изменения отражают эффективность защитных систем клетки (Wallace et al., 2003).

Большинство подобных исследований было проведено в лабораторных условиях (Viarengo, 1985; Bebianno, Langston, 1991; Duquesne et al., 1995; Serra et al., 1995; Wallace et al., 2003; Sokolova et al., 2005a), или в полевых, где модельными объектами служили обитатели загрязненных районов (Roesijadi, 1994; Regoli, Orlando, 1994; Baudrimont et al., 1999; Mouneyrac et al., 1999; Riveros et al., 2003; Bonneris et al., 2005a, b). Однако следует отметить, что повышенное содержание ТМ в морской среде может быть вызвано не только антропогенными, но и природными причинами. Например, с апвеллингами к поверхности поднимаются глубинные морские воды, обогащенные растворёнными формами некоторых тяжелых металлов, в особенности, кадмием (Yeats, Campeell, 1983). В результате в районах действия апвеллингов образуются природные импактные зоны с повышенным содержанием металлов в среде (Bruland et al., 1978; 1994). Исследование механизмов детоксикации ТМ у моллюсков, обитающих в таких условиях, позволит расширить представление о развитии адаптивных процессов, повышающих устойчивость организмов.

Известно, что в сходных биотопах близкородственные виды двустворчатых моллюсков накапливают существенно различающиеся концентрации металлов, что, по-видимому, связано с особенностями условий, в которых они эволюционировали. Исследование внутриклеточного распределения ТМ у таких моллюсков, обитающих при их высоком содержании в среде, позволяет оценить направленность и эффективность системы перевода микроэлементов в нетоксичную форму у организмов, обладающих разными генотипическими адаптациями.

Поэтому целью данной работы было исследование механизмов детоксикации тяжелых металлов у двустворчатых моллюсков сем. Mytilidae, обитающих в импактных природных и антропогенных условиях. Известно, что в зонах действия апвеллингов часто повышены концентрации кадмия, цинка и никеля (Bruland et al., 1978; Yeats, Campeell, 1983). Железо, цинк, медь, марганец и свинец обычно присутствуют в промышленных и бытовых отходах (Христофорова и др., 1993). В нашей работе рассмотрены пути детоксикации этих элементов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  1. Определить концентрации железа, цинка, меди, кадмия, марганца, свинца, никеля и их внутриклеточное распределение в основных органах, осуществляющих накопление, детоксикацию и выведение токсикантов (пищеварительной железе и почках), Crenomytilus grayanus из районов действия апвеллингов.

  2. Определить уровень содержания железа, цинка, меди, кадмия, марганца, свинца, никеля в пищеварительных и выделительных органах C. grayanus в импактных природных и антропогенных условиях. Оценить роль клеточных структур и цитоплазматических белков разной молекулярной массы в связывании металлов.

  3. Провести сравнительный анализ содержания железа, цинка, меди, кадмия, марганца, свинца, никеля и путей их детоксикации в почках и пищеварительной железе C. grayanus и Modiolus kurilensis в импактных антропогенных условиях.

Научная новизна. На примере C. grayanus показано, что у двустворчатых моллюсков, обитающих в природных импактных условиях, содержится повышенное количество металлотионеин-подобных белков. Установлено, что в импактных природных условиях в пищеварительной железе моллюсков кадмий депонируется в клеточных мембранных структурах, в то время как в импактных антропогенных условиях – образует комплексы с металлотионеин-подобными белками. В импактных антропогенных условиях в пищеварительной железе C. grayanus детоксикация тяжелых металлов происходит за счет связывания с металлотионеин-подобными белками, а у M. kurilensis, накапливающего более высокие концентрации тяжелых металлов, - с клеточными мембранными структурами.

Защищаемые положения.

  1. В импактных природных условиях адаптация C. grayanus к воздействию кадмия и перевод его в нетоксичную форму происходит путем связывания с клеточными мембранными структурами, в то время как в импактных антропогенных условиях – за счет образования комплексов с металлотионеин-подобными белками.

  2. Адаптация устойчивого моллюска M. kurilensis к экстремально высокому накоплению тяжелых металлов в импактных антропогенных условиях достигается за счет связывания избытка металлов с клеточными мембранными структурами. У C. grayanus в адаптивных реакциях в основном принимают участие цитоплазматические белки.

Практическая значимость. Полученные в ходе работы результаты могут быть использованы при разработке систем эколого-биохимического мониторинга и тестирования экологического состояния морских прибрежных вод. Материал используется при чтении курса лекций “Экотоксикология”.

Апробация работы. Результаты и основные положения работы докладывались на Региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии (Владивосток, 2001; 2002; 2003), конференции студентов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ “Фундаментальные исследования морской биоты: биология, биохимия и биотехнология” (Владивосток, 2002), XI ежегодной международной конференции North Pacific Marine Science Organization (PICES) (КНР, 2002), Международной конференции “Marine environment: nature, communication and business” (Владивосток, 2003), VII дальневосточной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии (Владивосток, 2003), Международной конференции “Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов” (Петрозаводск, 2004), Международной конференции “Современные проблемы водной токсикологии” (пос. Борок, 2005) и ежегодных конференциях ИБМ ДВО РАН (2003, 2004, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 106 стр. и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы (233 источника, в том числе 190 иностранных). Работа включает 12 таблиц и 8 рисунков.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю к.б.н. В.Я.Кавуну за помощь и неизменное внимание к работе, научному консультанту д.б.н. О.Н. Лукьяновой за критические замечания и ценные советы, д.б.н. В.П. Челомину и к.б.н. Н.Н. Бельчевой за интерес к работе и ценные советы. Особую благодарность автор выражает инженеру А.М. Плотниковой за помощь в проведении работы и моральную поддержку.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов ДВО РАН № 03-3-Г-06-092, 04-3-Г-06-046, 06-3-В-06-210 и Фонда содействия отечественной науке.

Тяжелые металлы в прибрежных морских водах

Основными внешними источниками поступления ТМ в прибрежные морские воды является сток с суши, состоящий из речного стока, плоскостного смыва, сточных вод, и атмосферные выпадения. На локальное содержание металлов в воде оказывает влияние абразия берегов, подземный сток выходы гидротермальных вод (Шулькин, 2004). К значительному повышению концентраций ТМ в прибрежных водах приводит применение их в различных производствах (при разработке полезных ископаемых, строительстве портов, прокладке трубопроводов) и поступление с различными сбросами (промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми) (Израэль, Цыбань, 1989).

ТМ в прибрежных поверхностных водах находятся в растворенной и взвешенной формах. К растворенным относят свободную ионную форму, неорганические комплексы с основными анионами морской воды (хлоридами, сульфатами, карбонатами, гидроокисями), органические комплексы с растворенными органическими веществами, некоторую часть коллоидов, проходящих через фильтр. Во взвеси элемент может входить в решетку глинистых и обломочных минералов (силикатная форма), находиться в связанном с органическими частицами состоянии (биогенная форма), адсорбироваться на органических и терригенных частицах взвеси (легкорастворимая форма).

Растворенные формы металлов ассимилируются фитопланктоном и сорбируются на взвешенных частицах, часть элементов переходит обратно в раствор при деструкции планктона. Металлы, оставшиеся в твердой фазе, либо осаждаются, либо переходят по пищевой цепи в зоопланктон. Металлы, поглощенные зоопланктоном также частично возвращаются в раствор, а частично осаждаются в составе органоминеральных агрегатов. На границе дна и в верхнем слое донных осадков происходит комплекс биогеохимических процессов, сопровождающийся как мобилизацией части металлов в поровые и придонные воды, так и обратным связыванием металлов в образующихся сульфидных и гидроксидных фазах. Металлы, исходно поступающие в море с терригенной взвесью, и мигрируют в основном в её составе, хотя при высокой концентрации подвижных форм металлов в терригенной взвеси возможна их десорбция в прибрежных водах (Будников, 1998; Шулькин, 2004). Из всего многообразия форм нахождения металлов в среде организмы могут поглощать и усваивать только некоторые из них - биодоступные формы, т.е. способные проникать через покровные ткани организмов (кожу, жаберный эпителий и т.д.) или прикрепляться к ним и участвовать в метаболизме (Newman, Jagoe, 1994). Следует отметить, что биодоступность металлов зависит от ряда абиотических (температура, соленость, наличие комплексообразователей, содержание растворенного кислорода, химическая форма металла в воде, взаимодействие металлов) и биотических (возраст, вес, пол, стадия репродуктивного цикла) факторов.

Районы работ

В море существуют зоны, аналогичные наземным биогеохимическим провинциям. Они проявляются не столько в формировании эндемичных районов, вызванных изменениями минерального обмена, как у организмов суши (Ковальский, 1974), сколько в формировании специфических биоценозов и микроэлементного состава организмов (Кавун, Христофорова, 1991). К таким природным импактным зонам морей относятся области залегания рудных тел, эстуарии, проявления подводного вулканизма и апвеллингов.

Апвеллинг (от англ. up - наверх и well - хлынуть) представляет собой подъём глубинных океанических вод, обогащенных минеральными элементами и углекислотой, к поверхности. Наиболее известны Канарский, Бенгальский, Сомалийский, Калифорнийский и Перуанский апвеллинги. На Дальнем Востоке апвеллинги развиты вдоль Курил, Камчатки, в Охотском и Японском море (Христофорова, 1999).

Апвеллинги вызываются различными причинами. Во-первых, ветровой режим акватории: в результате сгонно-нагонных процессов происходит интенсивный вертикальный обмен вод, вынос к поверхности большого числа биогенных элементов, следствием чего является высокая биопродуктивность этих районов (Гершанович, Муромцев, 1985). Второй причиной апвеллингов могут быть топографические особенности: интенсивному перемешиванию глубинных вод с поверхностными слоями способствует взаимодействие течений с поднятиями океанического ложа и с изрезанным рельефом дна (Болдырев и др., 1985). Апвеллинги такого происхождения характерны в основном для Тихого океана, так как рельеф его дна характеризуется наличием многочисленных хребтов, поднятий и гор.

В морской среде развитие жизни лимитируется недостатком неорганических фосфора и азота, поэтому подъём глубинных вод, обогащенных биогенами, приводит к созданию районов с высокой биопродуктивностью. Однако глубинные воды Тихого океана существенно обогащены не только биогенными веществами (фосфатами, кремнием, нитратами), но и растворёнными формами кадмия, цинка и никеля (Yeats, Campeell, 1983), которые также могут подниматься к поверхности с апвеллингами. В особенности апвеллинги влияют на содержания кадмия в поверхностных водах (Bruland et al., 1994). Доказано, что вертикальное распределение этого элемента коррелирует с содержанием фосфатов (Abe, 2002; 2003). Это указывает на определяющую роль биогенного цикла кадмия в океане, при котором этот металл ассимилируется фитопланктоном в фотическом слое, включается в состав синтезируемого органического вещества и легко высвобождается в раствор при деструкционных процессах в нижней части водной толщи океана (Bruland et al., 1994).

Ещё в конце 70-х гг XX века в мидиях из центральной части калифорнийского побережья отмечались высокие концентрации Cd, обусловленные влиянием апвеллинга (Goldberg, 1978). Накопление этого металла наблюдалось в мягких тканях Mytilus californianus во время подъёмов глубинных вод, причем концентрация этого металла могла изменяться на 40 % в течение всего лишь двух суток (Lares, Orians, 1997). Повышенное содержание Cd было показано в воде и биоте зал. Новая Земля (море Росса, Антарктида), где наблюдаются апвеллинги (Bargagli et al., 1996). Характерные для восточного побережья Камчатки апвеллинги определяют высокий уровень этого элемента в обитающих здесь организмах, например в Mytilus trossulus из прибрежных вод Авачинской губы (Кавун, Христофорова, 2001). Повышенные концентрации Cd и Ni, вызванные действием апвеллингов, были отмечены в брюхоногом моллюске Collisella cassus и бурой водоросли Fucus evanescens, обитающих в прибрежных водах южной части Курильской гряды (Малиновская, Христофорова, 1997).

Следовательно, в районах действия апвеллингов гидробионты обитают в условиях повышенного содержания растворенных ТМ, в особенности кадмия. Однако следует подчеркнуть, что к импактным (от англ. impact - удар, сильное воздействие) относятся только те районы, содержание ТМ в которых достигает очень высокого уровня, и обитатели таких акваторий накапливают аномально высокие концентрации определенных микроэлементов.

Внутриклеточное распределение тяжелых металлов в почках и пищеварительной железе Crenomytilus grayanus из районов действия апвеллингов

Данные по содержанию тяжелых металлов в органах мидий Грея из разных районов действия апвеллингов представлены в табл. 3.

В почках мидий Грея из района действия сезонных апвеллингов (ст. 2, б. Восточная, о-в Большой Пелис) отмечено достоверное увеличение концентраций Fe, Zn, Cd, Pb и Ni, а в этих органах моллюсков из зоны действия стационарного апвеллинга (ст. 3 и 4, м. Консервный и приустьевая зона р. Северный Чирип) - всех исследованных микроэлементов по сравнению с контрольными моллюсками (ст. 1, прибрежные воды о-ва Рейнеке). Сравнительный анализ содержания металлов в почках мидий из исследованных районов действия апвеллинга показал, что в этих органах моллюсков со станций 3 и 4 концентрации Cd, Zn, Си и Мп достоверно выше, а РЬ ниже, чем у мидий со ст. 2.

В пищеварительной железе мидий со ст. 2 концентрации практически всех металлов не отличались от контрольного уровня, в то время как в этом органе у моллюсков со ст. 3 значимо повышено содержание кадмия, у мидий со ст. 4 - кадмия и цинка. Замечено достоверное понижение концентрации железа в пищеварительной железе мидий со ст. 2 и, особенно, 3 по сравнению с контрольными моллюсками.

Данные, показывающие распределение ТМ по внутриклеточным фракциям органов мидии Грея из районов действия апвеллингов, представлены в табл. 4.

В почках мидий Грея в фоновых условиях Fe, Zn, Си, Mn, Ni и РЬ преимущественно накапливались в мембранной фракции, a Cd связывался главным образом с цитозолем. По сравнению с контрольными мидиями в цитозоле почек моллюсков со ст. 2 наблюдалось увеличение содержания Zn, Ni (более чем на 10%), Си, Мп (более чем на 20%), а у МИДИЙ со станций 3 и 4 -всех металлов. Сравнительный анализ внутриклеточного распределения микроэлементов в почках мидий из районов действия апвеллингов показал, что в цитозоле этих органов мидий со станций 3 и 4 процентное содержание исследованных ТМ выше, чем у мидий со ст. 2.

В пищеварительной железе исследованных мидий Грея картина внутриклеточного распределения металлов была более расплывчатая, чем в почках. Наблюдалось снижение доли мембранно-связанных Zn, Си, РЬ в этом органе МИДИЙ со ст. 2, Fe, Си, Мп, РЬ - МИДИЙ со ст. 3 и Fe, Zn, Мп, РЬ - мидий со ст. 4 по сравнению с контрольными моллюсками. Следует отметить, что в клеточных мембранных структурах этого органа мидий со ст. 3 содержание Cd возрастало до 78%, в то время как внутриклеточное распределение этого элемента в пищеварительной железе мидий с остальных станций практически не различалось (табл. 4).

Механизмы детоксикации тяжелых металлов в органах Crenomytilus grayanus, обитающих в районах действия апвеллингов

Одной из ярких особенностей микроэлементного состава гидробиоитов, обитающих в районах действия апвеллингов, является повышенная концентрация кадмия (Bargagli et al., 1996; Lares, Orians et al., 1997). Поэтому большинство исследований механизмов детоксикации металлов у двустворчатых моллюсков в таких условиях посвящено именно этому элементу (Viarengo et al., 1993; Ponzano et al., 2001; Choi et al., 2001, 2003). В то же время полученные нами данные показывают, что в почках мидии Грея из районов действия апвеллингов достоверно повышено содержание не только кадмия, но и других элементов (табл. 3).

В почках мидий из района действия стационарного апвеллинга (станции 3 и 4) концентрации практически всех исследованных ТМ достоверно выше, чем у мидий из зоны действия сезонных апвеллингов (ст. 2). Более того, концентрация кадмия в почках моллюсков со станций 3 и 4 более чем в 20 раз превышает содержание этого элемента в соответствующих органах контрольных моллюсков, достигая аномально высокого уровня (табл. 3). Необходимо подчеркнуть, что подобный уровень накопления этого металла не отмечался ни только в исследованных нами мидиях из зоны действия сезонных апвеллингов, но и в исследованных другими авторами двустворчатых моллюсках из районов действия антарктического и канадского апвеллингов (Viarengo et al., 1993; Lares, Orians, 1997; Choi et al., 2001). Следовательно, можно говорить, что выбранная нами зона действия стационарного апвеллинга является уникальным природным импактным районом с аномально высоким содержанием кадмия в среде. Это согласуется с предыдущими исследованиями, в результате которых отмечалось высокое накопление именно этого металла в мягких тканях двустворчатых моллюсков с охотоморского побережья о-ва Итуруп (табл. 12). Таблица 12. Концентрация кадмия (среднее ± ст. отклонение, мкг/г сухой массы) в мягких тканях Mytilus trossulus и Crenomytilus grayanus из прибрежных вод Курильских островов (Охотское море) и залива Петра

В пищеварительной железе, в отличие от почек, моллюсков из района действия сезонных апвеллингов концентрации тяжелых металлов поддерживались на уровне фоновых. В этом органе моллюсков из зоны действия стационарного апвеллинга содержание большинства элементов также не отличалось от контрольного уровня, за исключением кадмия, концентрация которого возрастала приблизительно в 15 раз (табл. 3). Это, вероятно, объясняется тем, что пищеварительная железа моллюсков участвует не только в детоксикации и выведении токсикантов, но и является основным центром поддержания гомеостаза внутренней среды (уровень кальция в клетке, рН, объём клетки) и иммунной защиты организма (Salvini-Plawen, 1988). Поэтому защитные системы организма направлены на выведение избыточного количества ТМ из пищеварительной железы, а накопление токсикантов в этом органе наблюдается, как правило, только если уровень аккумулированных элементов очень высок (Кавун, Шулькин, 2005). Как отмечалось, пищеварительная железа моллюсков со ст. 4 выделялась повышенным содержанием железа и цинка (табл. 3). По-видимому, это связано с дополнительным поступлением данных элементов в среду на ст. 4 со стоком р. Северный Чирип.

Железо, цинк, медь, марганец и никель являются физиологически необходимыми микроэлементами, так как входят в состав дыхательных пигментов, витаминов, гормонов, ферментов. Однако избыток всех этих элементов являются потенциально токсичными для организма. Токсичность металлов обусловлена их двумя основными способностями. С одной стороны они, благодаря высокому сродству к S и N (Nieboer, Richardson, 1980), связываются с макромолекулами, содержащими эти элементы, приводя к нарушению их функциональных свойств. С другой стороны ТМ могут индуцировать образование оксирадикалов или подавлять антирадикальную активность клетки, что приводит к окислительному стрессу (Stohs et al., 1995; Довженко и др., 2005). Поэтому физиологически важные микроэлементы преимущественно содержатся в мембранных структурах клетки, а их избыток накапливается в цитозоле, где переводится в нетоксичную форму за счет, например, связывания с МТ или МТПБ. Так, в органах брюхоногих моллюсков Nassarius reticulatus, в присутствии высоких концентраций меди и цинка, наблюдалось накопление этих металлов в цитозоле, тогда как у контрольных моллюсков они в основном были связаны с мембранными структурами (Kaland et al., 1993). Подобное изменение внутриклеточного распределения необходимых элементов наблюдалось и в почках исследованных нами мидий из зон действия апвеллингов (табл. 5). Необходимо отметить, что в цитозоле пищеварительной железы моллюсков из этих районов также возрастало процентное содержание Fe, Zn, Си и Мп, хотя их концентрации в этом органе не отличались от контрольных (табл. 4). Подобное изменение внутриклеточного распределения физиологически важных микроэлементов было отмечено в пищеварительной железе М. galloprovincialis, экспонированной с кадмием, т.е. этот элемент может влиять на внутриклеточное распределение эссенциальных металлов (Soto et al., 2002). Возможно, это происходит благодаря тому, что в клетке находится повышенное количество индуцированных кадмием МТПБ, которые связывают и часть поступивших в клетку ионов необходимых металлов.

Похожие диссертации на Механизмы детоксикации тяжелых металлов у моллюсков семейства Mytilidae