Экологические и физиологические аспекты адаптации к абиотическим факторам среды эндемичных байкальских и палеарктических амфипод

• Автор: Тимофеев, Максим Анатольевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 384 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Стресс и стрессовые факторы в биологических системах

1.2 Основные факторы среды, механизмы стрессового влияния на

гидробионтов

1.2.1. Температура как фактор среды, механизмы адаптации гидробионтов к

температурным изменениям

1.2.2. Кислород как фактор среды, метаболизм кислорода и адаптации

гидробионтов к понижению его уровня

1.2.3. Токсичность кислорода и окислительный стресс в биологических

системах
1.2.4. Антропогенное загрязнение водных экосистем, токсичность
ксенобиотиков для гидробионтов
1.3. Ключевые биохимические механизмы резистентности
1.3.1. Система антиоксидантной защиты в живых организмах
1.3.1.1. Система антиоксидантной защиты гидробионтов при различных
стрессовых воздействиях
1.3.2. Белки теплового шока в живых организмах
1.3.2.1. Белки теплового шока у гидробионтов при различных стрессовых
воздействиях
1.4. Озеро Байкал и его фауна как уникальный объект для экофизиологических исследований
1.4.1. Гидрохимические особенности озера Байкал и его температурный
режим
1.4.2. Фауна Байкала: биоразнообразие и вопросы эволюции, явление
несмешиваемости
1.4.3. История экофизиологических исследований байкальской фауны

2. ВЫВОДЫ ИЗ ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРЫ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ЗЛ. Объект исследования
ЗЛЛ. Систематика и экология основных использованных видов
3 Л .2. Методика сбора и содержания амфипод
3.2. Методы экспериментальных исследований
3.2.1. Определение температурного предпочтения
3.2.2. Определение pH-предпочтения амфипод
3.2.3. Определение кислородного предпочтения
3.2.4. Определение температурной резистентности
3.2.5. Определение резистентности к гипоксии
3.2.6. Определение токсикорезистентности
3.2.7. Определение активности анаэробного метаболизма
3.2.8. Определение активности антиоксидантных ферментов в различных
сегментах тела
3.2.9. Определение активности антиоксидантных ферментов при
температурном стрессе
3.2.10. Определение активности антиоксидантных ферментов при гипоксии
3.2.11. Определение активности антиоксидантных ферментов при
токсическом стрессе
3.2.12. Определение активности антиоксидантных ферментов при
окислительном стрессе
3.3. Методы химического и биохимического анализа
3.3.1. Определение растворенного кислорода
3.3.2. Спектрофотометрическое определение концентрации лактата
3;3.3; Пробподготовка для определений ферментной активности.
3:3.4; ', Спёктрофотометрическое определение . активности каталазы

3:3.5. Спектрофотометрическое определение активности пероксидазы
3.3.6. Спектрофотометрическое определение активности, глутатион: S-
трансферазы
3.3.7. Спектрофотометрическое определение перекиси;водорода
3.3.8. ЯМР-спектроскопия
3.3.9. Выделение суммарного белка, ___
3.3:10. Определение концентрации белка по Лоури
3.3.11. Определение концентрации белка по Бредфорд
3.3; 12. Электрофорез белков в полиакрил амидном, геле
3.3ИЗ". Вестерн-блоттинг ....................................... ...133,
3.3.14. Определение интенсивности перекисного окисления липидов по
образованию диеновых конъюгатов
3.4:. Расчет и статистическая обработка данных
4. ОТНОШЕНИЕ АМФИПОД К АБИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ,
ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ И РЕЗИСТЕНТНОСТЬ
4.1. Реакции предпочтения и избегания
4.111. Термопрсферендум
4.1.2. pH -преферендум
4.1.3. Кислородное предпочтение
4.2......Резистентность амфипод и комплексное влияние стрессовых факторов среды
4.2.1. Терморезистентность амфипод
4.2.2. Резистентность амфипод к гипоксии
4.2.3. Токсикорезистентность амфипод
4.2.4. Резистентные способности амфипод при изменении уровня растворенного кислорода
продуктами, окисления' кислородом, других субстанций (Hess, Manson, 1984; Davies^ 1995; Stacey, 1998 и др.). Именно термодинамически: обусловленный самопроизвольный, характер процессов окисления определяет высокую степень риска неконтролируемого, образования: таких; химически: высоко, активных производных кислорода,, являющихся причиной: его токсичности. Последние способны непосредственно атаковать любые биологические структуры, продукты окисления которых, в свою очередь, осуществляют дальнейшую экспансию деструктивных процессов in vivo(Владимиров, 2000; Янковский, 2000).
Известно, что только около, 90% потребляемого организмом молекулярного кислорода вовлекается- в: реакции. окислительного-
фосфорилирования, вместе с тем во всех живых организмах постоянно протекают реакции с образованием, радикальных, (активированных) форм кислорода (АФК): ©'2, '©2, Н2©2, НО', ОС Г, R02- др. Связанные радикалы, такие как компоненты цепи транспорта электронов в митохондриях, также широко представлены в клетках, однако их локализация, в определенных структурах ограничивает «свободное»-взаимодействие с другими молекулами (Esterbauer, 1993). АФК, образующиеся в процессе нормальной жизнедеятельности животной- клетки, индуцируют в ДНК около 10000- повреждений за. сутки Генерация АФК, является нормальным физиологическим процессом, закрепленным в результате эволюции, и естественного; отбора (Меньшикова.и др., 2006).
Радикальные окислительные процессы: Молекулярный кислород в
основном своем состоянии - бирадикал, два неспаренных электрона которого с параллельными спинами располагаются на разрыхляющих молекулярных л*-орбитах. Это делает его относительно инертной молекулой, так как по закону сохранения спина в электромагнитных взаимодействиях, которые лежат в основе химических реакций, результатом реакции ©2 с веществами, имеющими заполненные орбитали, должен явиться бирадикал, а для протекания такой реакции необходима высокая энергия активации (Разумовский, 1979;