Вплив промислового забруднення на фібрилогенез астроцитів головного мозку змій роду Natrix та його використання у біоіндикації

УДК 577.156+598.162

В. Я. Гассо, А. Н. Гагут, В. С. Недзвецький
Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна

V. Y. Gasso, A. N. Gagut, V. S. Nedzvetsky
Oles’ Honchar Dnipropetrovsk National University, Dnipropetrovsk, Ukraine

У сучасних умовах практично всі екосистеми зазнають несприятливого впливу, обумовленого глобальною антропогенною дією на біосферу. У зв’язку з цим існує постійна необхідність у розробці оперативних систем оцінки її стану, сприятливості умов для живих істот і людини. Особливої актуальності набувають дослідження молекулярних взаємодій, які лежать в основі фізіологічних, репродуктивних та інших біологічних процесів. Хоча існує величезний обсяг даних про дію різних фізичних і хімічних чинників на біохімічні процеси, у реальності на організм діє комбінація чинників, що мають різноспрямовану дію.

В умовах промислового забруднення вивчення окислювального стресу організму, який вважається одним із головних індукторів структурно-функціональних порушень у клітинах ЦНС, набуває особливої актуальності (Недзвецкий, 2004). Основну роль у захисті нервової тканини від фізичних і метаболічних ушкоджень відіграють астрогліальні клітини. Головним структурним компонентом астроцитарного цитоскелету є гліальний фібрилярний кислий білок (ГФКБ). Останній розглядається як надійний маркер стану астроцитів, що реагують на ушкоджувальні фактори посиленням синтезу ГФКБ та інтенсивним фібрилогенезом (Norton et al., 1999). Стан гліального цитоскелету мозку плазунів в умовах промислового забруднення мало досліджений (Гассо и др., 2010, 2011).

Дослідження проводили на статевозрілих особинах звичайного (Natrix natrix (Linnaeus, 1758)) та водяного вужів (N. tessellata (Laurenti, 1768)). Як контрольну ділянку для вужа зви­чайного обрано біотопи Присамарського міжнародного біосферного стаціонару ім. О. Л. Бель­гарда (Новомосковський р-н Дніпропетровскої обл.) та ділянки Дніпровського водосховища (розташовані на відстані не менше 30 км від найближчого джерела промислового забруднення) для вужа водяного. Експериментальні ділянки розташовані в межах екосистем, що потерпають від промислового забруднення (надходить від Придніпровської ДРЕС).

У рептилій мозок має достатньо складну макроскопічну структуру, деякі відділи мають відмінну від інших тетрапод морфологію. У той же час мозок рептилій має спеціалізовану гліальну архітектуру з астроцитами, схожими за морфологією, біохімічними та фізіологіч­ними властивостями з астроцитами мозку ссавців (Eng et al., 2000). Дослідження вмісту цитоскелетного білка астроглії (ГФКБ) проводили імунохімічним методом (Kalman, 2001). Отримані результати обробляли методами математичної статистики для малих вибірок (Кокунин, 1975).

Відносний вміст цитоскелетного маркера для нервової системи (ГФКБ мозку) N. natrix і N. tessellatа достовірно підвищувався у тварин із зони забруднення порівняно з особинами контрольних ділянок. Підвищена експресія ГФКБ свідчить про розвиток індукованого астрогліозу та інтенсивний фібрилогенез, що, вочевидь, викликано впливом комплексу екотоксикантів на організм вужів. Фібрилогенез – основний показник реактивної відповіді астроцитів на пошкодження різної природи або адекватна реакція мозку, спрямована на захист і підтримання нейронів, функціональну стабільність усього організму.

Вміст ГФКБ проміжних філаментів астроцитів мозку N. natrix із забруднених екосистем значно збільшується (майже удвічі) порівняно з вужами контрольних ділянок. Подібні результати отримані нами раніше для N. tessellatа (Гассо и др., 2011) і підтверджені у цьому дослідженні. Отримані результати свідчать на користь того, що комплекси несприятливих факторів у техногенних регіонах можуть провокувати схожі механізми клітинних і молекулярних відповідях у змій на вплив ксенобіотичного профілю середовища.

Достовірне підвищення експресії білка гліальних проміжних філаментів свідчить про індукований астрогліоз – функціональну відповідь нейроглії на несприятливий вплив. Це певні метаболічні порушення, викликані дією факторів промислового забруднення, у центральній нервовій системі вужів. Порушення на молекулярному рівні лежать в основі патологічних процесів, які відбиваються на наступних рівнях біологічної організації.

Отримані дані підтверджують можливості ГФКБ як достовірного біомаркера токсич­ного впливу полютантів різної природи. Визначення індукованого фібрилогенезу дозволяє оцінювати ушкоджувальні ефекти на ранніх стадіях патологічного впливу екотоксикантів. Причому видова приналежність близьких видів у межах одного роду мало впливає на законо­мірності та кількісні характеристики процесів астрогліозу. Це дозволяє використовувати ширший спектр видів у біоіндикації стану навколишнього середовища.


Zoocenosis — 2013
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІ Міжнародної наукової конфе ренції. – Дніпропетровськ: Адверта, 2013. – С. 202-203.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники