Виявлено, що механізми детоксикаційної функції МТ пов'язані з акумуляцією надлишку металу-токсиканту ними та їх олігомерними формами. Установлено, що МТ проявляють видову специфічність за здатністю до детоксикації міді та марганцю відповідно до належності до Zn- (МТ коропа), або Zn, Cu- (МТ беззубки) типу. Виявлено, що для дії цинку характерною є відносно висока стабільність функції МТ, свинець не акумулюється МТ. Визначено, що виснаження функції МТ призводить до специфічних проявів токсичності металів. Запропоновано критерії для оцінки ступеня та специфіки ураження організму металами: визначення типу МТ, інтегрального показника антиоксидантного захисту, співвідношення вмісту білкових і небілкових тіолів, кореляційний аналіз ультрафіолетових спектрів МТ.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню функціонування металотіонеїнів двостулкових молюсків Unionidae за впливу на організм наноформи оксиду цинку (н-ZnO) (3,12 мкМ за температури 18°C та 25°C (Т)) та іонів цинку (Zn, 3,12 мкМ) протягом 14 діб, а також температурного (18°C, 25°C та 30°C) протягом 14 діб та радіаційного (2 мГр одноразово, через 14 діб після опромінення) чинників на молюсків з трьох біотопів. За впливу Zn та н-ZnO відзначено збільшення концентрації металотіонеїнів, явк загальної, так і у неметальованій формі, та супероксиддисмутазної (СОД) активності. За впливу н-ZnO+Т ці ознаки втрачалися, зростав рівень окисних модифікацій ліпідів та протеїнів, посилювалась нестабільність ДНК та лізосомальних мембран. За впливу на молюсків температурного та радіаційного чинників вміст металотіонеїнів та СОД-активність зменшувались у представників зі всіх біотопів. За вмістом глутатіону (GSH/GSSG), стабільністю лізосом та рівнем ядерних аномалій відзначено вищу резистентність молюсків з теплового біотопу. Висока чутливість рівню металювання металотіонеїнів двостулки за впливу стресорних чинників може бути використана як оціночний критерій стійкості водних екосистем.^UThesis is devoted to the investigation of the function of the metal-keeping proteins metallothioneins of bivalve mollusks Unionidae under the effect of nanoform of Zinc oxide (n-ZnO) and combine effect of the heating and ionizing radiation on the organism. Three experimental series were accomplished. In the І series, the responses of metallothioneins on the effect of n-ZnO (3.1 µM) at 18°C and 25°C (n-ZnO+T) or Zn2+ (3.1 µM) during 14 days on the mollusks from the referense reservoir were studied. In the ІІ and ІІІ series, the mollusks from the reference site, chemically polluted site and the cooling reservoir of the nuclear power plant with the constantly elevated temperature (F, A, N-groups correspondingly) were selected. In the ІІ series, the effect of elevated temperature of the exposure (18°C, 25°C or 30°C during the 14 days); in the ІІІ series, the impact of the ionizing radiation (acute 2 mGy X-ray radiation followed by 14 days of recovery) was investigated. The concentration of metallothioneins (common, MT-SH) and in the metalated form (MT-Me), the state of the antioxidants superoxide dismutase (SOD), glutathione S-transferase (GST), glutathione (GSH/GSSG), the monooxygenase oxidation activity (EROD), the creation of the products of the oxidative injury of lipids (TBARS) and proteins (PC) and also the redox- balance (ratio of the lactate/pyruvate concentrations) in the digestive gland of mollusks were determined. The lysosomal and chromatin stability was evaluated.Under the effect of ionic zinc and n-ZnO, the several common similar biochemical responses were detected. That witnesses the bioavailability of zinc from the nanomaterial in the bivalve organism. In the both groups, the decrease of the zinc level and the increase of the concentration of the MT-SH in the digestive gland (by 1,9 - 2,2 times) was shown. The level of MT-Me did not changed under the effect of n-ZnO but decreased substantially (by 30% from the control level) in the zinc and n-ZnO+T treated groups. Under the combine effect of n-ZnO and heating (n-ZnO+T), the level of metals in the tissue and the concentration of MT-SH were not changed compare to control values. Correspondingly, in the all treated groups, particularly under the 18°C, the increase of the pool of nonmetalated form (MT-SH/МТ-Ме) as thiols donator was detected. The exposures to n-ZnO and zinc caused the Mn-SOD activation, EROD inhibition (exposure to zinc) that was accompanied by the absence of the changes in the level of TBARS and decrease of the PC level. In opposite, under the n-ZnO+T effect, the increase of the levels of TBARS and PC and also the decrease of the GSH/GSSG ratio was shown. It was detected the several common responses to the ionic Zn and n-ZnO+T (decrease of the MT-Me, the concentration ration of lactate/pyruvate, the increase of the part of the instable DNA in the digestive gland and decrease of the lysosomal membranes stability in hemocytes) the witness the higher impact of zinc than n-ZnO at 18°C. Under the effect of only heating on the mollusks, the decrease of metallothionein content in the digestive gland of mollusks from the three selected biotopes, particularly in the N-subgroups (by 74.5 times). The effect of ionizing radiation on the organism caused also the decrease of the concentration of MT-SH and MT-Me in the digestive gland. Under the effect of both heating and ionizing radiation, the oppression of the antioxidant activities in the digestive gland was induced: the Mn-SOD activity was decreased and TBARS creation increased, EROD activity under the 30°C and irradiation up-regulated by three-six times (except for N-subgroup). The responses of the glutathione on the effect of heating and irradiation on the organism were opposite depending on the origin: in the mollusks from the F-biotope the concentration of GSH decreased, and in the mollusks from the A- and N-biotopes it increased by 3.5 times. Under the heating, the higher level of lysosomal stability and lesser part of the cells with the nuclear abnormalities were detected in the mollusks from the N-reservoir, reflecting the higher thermotoleranse of these mollusks. In the exposures to the ionizing radiation the principal differences between the responses of the mollusks from three biotopes were not detected.