Ответные реакции морских животных на антропогенное загрязнение Черного моря

• Автор: Руднева, Ирина Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.29
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Севастополь
• Количество страниц: 329 с. : ил.

Содержание
етр.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор литературы
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований
ГЛАВА 3. Ответные реакции ранних онтогенетических стадий гадробионтов на загрязнение среды (экспериментальные исследования)
ГЛАВА 4. Ответные реакции различных таксономических
групп гидробионтов на загрязнение морской среды (экспериментальные исследования)
ГЛАВА 5. Ответные реакции морских животных на
хроническое антропогенное загрязнение морской среды (природные исследования)

АКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕН И Е
С начала 90-х годов экосистема Черного моря находится в состоянии стресса, являющегося следствием интенсивного развития судоходства, а также урбанизации и индустриализации прибрежной зоны. 1? стран сбрасывают свои отходы в Черное море, что приводит к химическому и биологическому загрязнению воды и грунтов, эвтрофикации, снижению биоразнообразия, смене доминирующих видов в пользу малоценных рыб [178, 179, 201]. Морские прибрежные экосистемы в наибольшей степени подвержены действию различных видов загрязнения. Исследования ихтиофауны Севастопольских бухт в 90-е годы показали, что число видов рыб сократилось почти в 2 раза, а их численность уменьшилась в сотни раз по сравнению с 50-ми годами [67, 185].
Усиление антропогенного воздействия приводит к отрицательным изменениям в морских сообществах на всех уровнях биологической организации. Однако, эти изменения происходят в течение достаточно длительного времени, что не дает возможности получить оперативную информацию о состоянии шдробионтов, находящихся в условиях хронического антропогенного воздействия. В связи с этим в настоящее время является актуальным поиск и применение в мониторинговых исследованиях таких биологических индикаторов, которые позволяют в достаточно краткие сроки оценить ответную реакцию организма на загрязнение [193].
В качестве таких биомаркеров, рекомендованных международными экспертными группами [336-339], используются различные параметры: активность EROD или цитохрома Р-450 [87, 88, 424-427], индукция которых является чувствительным индикатором на загрязнение среды ароматическими углеводородами; ингибирование атдегилхолинэстеразы для оценки влияния повышенных

концентраций фосфорорганических соединений [326.327], флуоресценция метаболитов желчи рыб для анализа обмена фосфорорганических соединений [417-419]; индукция плазменного вителло-генина рыб для оценки феминизации самцов рыб и репродуктивной инверсии [239-243, 327-335]. Среди молекулярных индикаторов. отражающих состояние гидробионтов в условиях стресса, вызванного загрязнением окружающей среды, особая роль принадлежит параметрам неспецифической антиоксидантной системы, представленной ферментами и низкомолекулярными компонентами (витаминами, 8Н-содержащими соединениями, каротиноида-ми). Окислительный стресс, стимулируемый избыточными концентрациями ксенобиотиков в среде, приводит к усилению свободнорадикальных процессов в организме и, как следствие, индуцирует неспецифические защитные системы [29-32, 37, 43, 63, 64, 78-80, 122.211,235].
Роль перекисей в биологических системах впервые была отмечена А.Н. Бахом: "Образование перекисей в качестве неизбежной фазы окисления свободным кислородом принадлежит к числу постоянных факторов, которые как свет, теплота и т.д. играют определенную роль в жизнедеятельности клетки и к которым живая клетка должна определенным образом приспосабливаться. Эго приспособление к. перекисям происходит таким образом, что клетка создает ферменты, посредством которых образование перекисей может быть использовано, а в случае необходимости сделано безвредным" [78]. В дальнейшем были сформулированы и обоснованы механизмы спонтанного цепного свободиорадикального окисления органических соединений и действие антиоксидантов, тормозящих его развитие. Наиболее подвержены окислению соединения, контактирующие с кислорордом, то есть липиды клеточных мембран. Активаторами процессов перекисного окис-

Предполагают, что исторически первыми акцепторами избытка кислорода были каротиноиды, для синтеза которых не требовался 02 [122].
Они могли утилизировать кислород посредством сопряженных двойных связей и образовывать оксигенированные каротиноиды, локализованные в специальных органоидах клеток - каро-тиноксисомах [70. 71]. Каротиноиды синтезируются в растительной клетке и микроорганизмах и защищают их от токсического действия синглетного кислорода Ч-Ъ или пероксирадикалов, образующихся в результате реакций фотосинтеза [70, 454]. Каротиноиды способны эффективно передавать возбужденный неспаренный электрон c’02 или пероксидрадикала на молекулу каротиноида (CAR):
l02 + CAR = 302 + 3CAR
Аитиоксидантиые свойства каротиноидов зависят от их структуры, степени сродства к клеточным фосфолипидам и липо-протеидам, от локализации молекулы каротиноида в мембране и факторов его окружения, парциального давления кислорода в клетке, что определяет эффективность контакта с возникающими свободными радикалами[70, 71, 265]. Кроме того, каротиноиды являются предшественниками витамина А, обладающего также антиокислительными свойствами. Каротиноиды в животный организм попадают с пищей и накапливаются в органах и тканях. Широкий спектр различных каротиноидов (18 и выше) содержится у морских организмов, особенно в их икре [70, 71, 111, 265, 273-275, 328, 346, 397, 422, 442].
Разнообразные каротиноиды обнаружены в тканях моллюсков [323], участвующие в окислительном обмене нервных клеток. ЭтОГфакт позволил выявить новый молекулярный механизм адаптации клеток к недостатку кислорода в среде обитания, заюпо-