ВЛИЯНИЕ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА НА ГИБЕЛЬ КЛЕТОК МЕРИСТЕМЫ ALLIUM FISTULOSUM

Авторы
Файлы

Пьянзина Т.А. Трофимов В.А. Статья в формате PDF 123 KB Основным рассматриваемым в данной работе фактором, воздействующим на живую систему на клеточном уровне, является активная форма кислорода (АФК) - супероксидный радикал О₂^*, являющийся непосредственным предшественником перекиси водорода в реакции восстановления кислорода до воды в процессе дыхания аэробных живых систем. В небольших количествах О₂^- стимулирует функции клетки, играя регуляторную роль. В малых концентрациях (мкМ) О₂^* активирует те же клеточные функции (рост, синтез белков и т.д.), что и многие естественные активаторы, действуя на активность фосфолипаз и ионных каналов плазматической мембраны, на окислительное фосфорилирование белков, на концентрацию внутриклеточного Са²⁺ и т.д. Доказано, что при этом химический потенциал О₂^-недостаточен для некротического действия на клетку. Более высокие концентрации О₂^- ингибируют метаболические процессы. Если же количество О₂^-достигает 3-5% от потрeблённого кислорода, это приводит к окислительному взрыву и повреждению клеток.

В наших экспериментах было изучено влияние О₂^*, Н₂О₂ (2 мМ) и FeSO₄ (2 мМ), на гибель клеток меристемы Allium fistulosum. В качестве источника О₂^* использован электроэффлювиальный ионизатор воздуха (аэроионизатор "Сетеон", произведенный НПЦ "Альфа-Ритм"), образующий отрицательно заряженный кислород в процессе тихого разряда без примесей озона и положительных аэроионов.

В контроле в клетках меристемы А. fistulosum признаков апоптоза не обнаружено. Ядра в этих клетках ровные, хроматин равномерно распределен внутри ядра по всей площади, что при обработке красителем дает картину гомогенного ровного окрашивания. При действии О₂^* в течение 40 мин признаки апоптоза также не обнаружены. При увеличении времени воздействия О₂^* до 60 мин и выше наблюдалось уплотнение ядерного хроматина, прижатого к внутренней ядерной мембране, что является ранним диагностическим признаком апоптоза. При действии Н₂О₂ доля апоптотирующих клеток возрастала до 13 %, некротически измененные клетки не наблюдались. В этих условиях при воздействии О₂^* в течение 40 мин доля апоптотирующих клеток уменьшалась на 33 % по сравнению с контролем, некротически измененные клетки также не наблюдались. При увеличении времени обработки О₂^* до 60 мин в присутствии Н₂О₂ доля апоптотирующих клеток возрастала на 117 % по сравнению с контролем, на долю некротически измененных клеток в этих условиях приходилось около 13 %. Дальнейшее увеличение времени воздействия О₂^* до 80 минут в присутствии Н₂О₂ приводит к возрастанию доли апоптотирующих клеток до 35 %, доля некротически измененных клеток в этих условиях увеличивалась до 17 %. Наиболее яркая картина апоптоза наблюдалась при совместном действии на клетки меристемы A. fistulosum Н₂О₂ и FeSO₄. При этом обнаруживались ядра, распадающиеся на 3-5 обломков, различающихся размерами (фрагментация ядер). Очевидно, что высокий уровень гибели клеток связан с образованием в реакции Фентона гидроксильного радикала ОН^* . ОН^* обладает чрезвычайно высокой реакционной способностью и является основным повреждающим агентом в биологических объектах.

Таким образом, механизм действия индукторов апоптоза в значительной мере определяется временем обработки О₂^*. По-видимому, способность О₂^* подавлять апоптоз, связана с активацией супероксиддисмутазы и каталазы. Более длительная обработка О₂^* индуцирует гибель клеток, при этом происходит ингибирование антиоксидантных ферментов и повышение уровня свободнорадикальных процессов в клетке. Веским доказательством роли процессов перекисного окисления липидов в апоптозе клеток Allium fistulosum могут выступать результаты экспериментов с использованием прооксидантов. Индуцируемая Н₂О₂ гибель клеток резко усиливалась в присутствии ионов Fe²⁺. Дисбаланс активности ферментов усиливался при совместном действии Н₂О₂ и ионов Fe²⁺, в условиях, когда в реакции Фентона образуется гидроксильный радикал, и прооксидантная активность индукторов резко возрастала.

ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕРОВ ВОДООХРАННЫХ ЗОН КАК ОДИН ИЗ МЕХАНИЗМОВ СОХРАНЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО БИОРАЗНООБРАЗИЯ

На основании анализа прострaнcтвенного размещения редких и уникальных для Кемеровской области растительных сообществ рассматривается возможность оптимизации пpaктического сохранения регионального биоразнообразия. В качестве возможного механизма охраны предлагается вариант локального изменения размеров водоохранных зон путем делегирования органам местного самоуправления права принятия оперативных решений при определении их границ. ...