Первичные физико-химические механизмы токсического действия меди на бактерии

• Автор: Лебедев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 70 с. : ил.; 20х14 см

остается в цитоплазме осмотически активных частиц и, следовательно, меньше конечный объем цитоплазмы (рис. 2.10А).
Рис. 2.10, Объемные изменения суспензии бактерий £ coli с плотноешо Ao-O.î пол действием 100 мкМ Ct/C/} при варыгровании состава среды инкубации.
А — Среда инкубации: 10 мМ Трис-НС! буфер, рН12 с различными добавками СаС1г.
В — Среда инкубации: 1 мМ Трис-HCl буфер, рК/£ с различными добавками NaCI.
Стрелками показаны моменты введения в суспензию соответствующих соединений.
Изменение содержания в среде, а значит и в периплазме, одновалентного электролита оказывает противоположное действие, как на начальный объем цитоплазмы бактерий, так и на размеры плазмолитической реакции клеток под действием меди (рис. 2.10Б). Такой результат представляется вполне закономерным и указывает на то, что в процессе обмена на К* цитоплазмы принимают участие как двухвалентные катионы (Со2*), так и одновалентные (Na+). Необходимо отметать, что медь-индуцированный обмен К* цитоплазмы на катионы периплазмы имеет нсспецифнческнй характер, так как замена в среде Са** на Mg2* и Na* на Трис* приводила к аналогичным результатам.
Медь известна своей способностью при определенных условиях селективно активировать Na* /Н* обмен через ЦПМ (Riisgard, 1979, Kramhoft et al., 1988). Результаты наших опытов (рис. 2.1 ОБ) показывают, что при низких ионных силах (до 10 — 20 мМ NaCt) активация этого обменника медью не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на медь-индуцированный плазмолиз клеток, тогда как уже при 50 мМ NaCI в среде его влияние на объемные изменения клеток становится преобладающим. Действительно, достаточно интенсивный обмен Na* среды на Н* цитоплазмы должен приводить к увеличению количества осмотически активных частиц в цитоплазме и, соответственно, росту ее объема. В отсутствие меди такой эффект устойчиво проявляется после введения в среду 50 мМ NaCI (рис. 2.1 ОБ). После введения меди в этом опыте скорость набухания бактерий еще больше увеличивается. На этом фойе сжатие цитоплазмы, характерное для плазмолиза в процессе утечки К*, начинает преобладать только через 17 мин инкубации клеток с медью. Необходимо отметить, что кинетики активации Na*/ht обмена и неселективного обмена катионов периплазмы на К* цитоплазмы под действием мели существенно отличаются. Если первый активируется сразу после контакта клеток с медью, то второй — обычно после довольно продолжительного латентного периода. Эти различия позволяют предположить, что активация селективного и неселективного обмена медью осуществляется по разным механизмам. К вопросу о возможной роли активации медью Na*/Н* обмена в развитии повреждения клетки мы вернемся позже.