WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 13 |

На организменном уровне,такой внутримолекулярный механизмдействия ЗВ выражается в форме сниженияферментативной активности бактерий,репродуктивной способности инфузорий,микроартропод, подавления прорастания,роста растений.

§4.Корреляция способности к образованиюкомплексов ЗВ с ДНК
с их генотоксичностью

Установленная намиспособность ксенобиотиков к образованиюкомплексов с ДНК и РНК (Глава 4), безусловно,сопряжена с серьёзными последствиями длявсего организма. Прочные химические связиЗВ с ДНК могут индуцировать генные мутации,- это вызывает необходимость болееглубокого исследования. Результатыопределения генотоксичности на тестеЭймса Salmonella/микросомы приведены в табл. 8. На штамме ТА100кузагард проявил слабую прямую мутагеннуюактивность (мутагенный индекс МИ=1,8). Всепестициды проявили мутагенность нашта-

ме ТА98. Самым активныммутагеном оказался зенкор, - прямоймутагенный эффект (МА-) = 25,2. Остальныепестициды обнаружили слабый прямоймутагенный эффект, с величиной МИ (МА- < 10). По величине МИ,ЗВ располагаются в ряд активности:зенкор>базагран>лонтрел = кузагард >раундап > тачигарен > сетоксидим. Зенкор,базагран, лонтрел и кузагард вызывают уSalmonella typhimurium наштамме ТА98 мутации ДНК типа сдвига рамкисчитывания.

Рис. 19.Закономерность изменения ЕС50 комплексов металловв отношении инфузорий Tetrahymenapyriformis от их Кк/обр.

Таблица 8. Величины мутагенных индексовЗВ

МА+ - с метаболической активацией;МА- - безметаболической активации.

Пестициды

штаммТА98

штаммТА100

комплексы

штаммТА98

штаммТА100

мутагенный индекс

мутагенный индекс

МА+

МА-

МА+

МА-

МА+

МА-

МА+

МА-

контроль

1

1

1

1

MoL2

3,3

5,2

1,4

1,5

зенкор

3,2

25,2

1,1

1,3

FeL2

4,2

2,8

1,5

1,1

лонтрел

5,5

2,0

0,4

1,1

CoL2

3,0

1,8

1,4

1,1

кузагард

5,3

2,0

1,6

1,80

NiL2

5,2

4,3

1,2

1,4

раундап

5,3

1,8

1,7

1,1

СuL2

3,1

1,6

1,4

1,2

сетоксид.

3,0

0,9

0,7

0,9

MnL2

2,5

2,0

0,8

1,2

базагран

2,3

2,2

1,5

1,5

ZnL2

4,3

1,7

1,5

1,23

тачигар.

2,0

1,5

1,4

1,5

MgL2

2,3

3,8

1,8

1,3

Пестициды активнометаболизируются монооксигеназнойсистемой печени крыс (табл. 8). Метаболитызенкора оказались менее генотоксичны, чемисходное ЗВ. Метаболиты лонтрела,кузагарда, раундапа и тачигарена проявилимутагенные активности, заметно возросшиепо сравнению с прямой активностью этихвеществ. В результате метаболическойактивации их МИ возрастают в 1,5-2,9 раза.Генотоксичность раундапа, сетоксидима итачигарена выявилась только послеметаболической активации, - они оказалисьпромутагенами. При этом МИ раундапавозрастает в 3, а сетоксидима – в 3,3 раза.Рассмотренные пестициды вызывают у штаммаТА98 мутации типа сдвига рамки считывания.Величина МИ изменяется в ряду: зенкор >лонтрел > кузагард > раундап >сетоксидим > базагран > тачигарен.

Все комплексы металловс лонтрелом (табл. 8) проявили прямуюактивность на штамме ТА98. Максимальнаяактивность выявлена у MоL2(МИ=5,2). За MоL2следуют NiL2 > MgL2 > FeL2 > (L) > MnL2. Не обнаружили прямоймутагенной активности CoL2, ZnL2 и CuL2.

После метаболическойактивации все металлокомпексы проявилигенотоксичность с МИ < 10. Мутагеннаяактивность метаболитов MоL2 и MgL2снизилась по сравнению спробами без метаболической активации, уFeL2, NiL2, MnL2, - возросла. CoL2, ZnL2 и CuL2 обнаружили толькопромутагенный эффект. Мутагеннаяактивность метаболитов в два раза выше, чему комплексов. По промутагенной активностиони выстраиваются в ряд: (L) ~ NiL2 > ZnL2 ~ FeL2 > MоL2 ~ CuL2 ~ CoL2> MnL2 ~ MgL2. Активностьметаболитов NiL2близка к исходному лонтрелу, у MnL2 и MgL2 – существенно ниже.

Комплексы MоL2, NiL2, FeL2 и MgL2 проявили прямуюмутагенную активность выше, чем у лонтрела.У MnL2 слабаяактивность близкая к лонтрелу.Генотоксичность CuL2, CoL2 иZnL2 ниже, чем улонтрела и проявляется только послеметаболической активации. Только уNiL2метаболическая мутагенная активностьсоизмерима с лонтрелом. У другихкомплексов гербицида лонтрелметаболическая мутагенная активность в 1,5-2раза меньше, чем у лонтрела.

Установленные величиныМИ сравнили с величинами Кк/обр этих соединенийс ДНК и РНК, приведенными в табл. 2. Какследует из рис. 20, в изменении величин МИпрослеживается корреляция споследовательностью уменьше-ния значенийих Кк/обр с ДНК.Изменение Кк/обр ЗВ с РНК происходит симбатно сКк/обр этихсоединений с ДНК, поэтому зависимость МИ отКк/обр с РНКимеет аналогичный вид.

Умлекопитающих и других высших организмовна проявление мутагенного иканцерогенного эффекта влияет рядфакторов, прежде всего метаболическаяактивность монооксигеназ, функционирующихв присутствии НАДФН или НАДН. Прямыемутагены не нуждаются в метаболическойактивации, но, попадая в организм,подвергаются воздействиюмонооксигеназной системы. В случаепромутагенов эта система выполняет рольактивирующей, в случае прямых мутагеновона детоксицирует их, - снижает частотумутаций. При сравнении полученныхрезультатов с приводимыми в Главе 5 даннымипо ингибированию НАДН-OР, одного изферментов монооксигеназной системы,обнаруживается идентичный харак-

Рис. 20.Зависимость мутагенногоиндекса пестицидов от их константкомплексообразования с ДНК (1). ИзмененияКк/обрпестицидов с НАДН (2) и константингибирования НАДН-OР (Ki) пестицидами (3) отКк/обрпестицидов с ДНК:

Кривая 1 – -экспериментальные точки: зенкор, лонтрел,кузагард, раундап, сетоксидим, базагран;Кривая 2 –, по оси у =Кк/обр·10-1, М-1с НАДН, табл. 1;

Кривая 3 –, по осиу = 1/Ki·10-4, М-1 табл. 3.

тер (рис. 20, кривая 2)изменений: Кк/обр - НАДН от Кк/обр с -ДНК; и значений МИ отвеличины Кк/обрпестицида с -ДНК. Обе зависимости прямолинейные,имеющие практически одинаковый уголнаклона. Кривая 3 характеризует изменениеконстанты ингибирования (1/Ki) НАДН-OР по НАДН:увеличение МИ происходит симбатно снарастанием прочности комплексафермент-ингибитор.

Поскольку,ингибирование ферментативной активностипроисходит за счёт встраивания пестицида вместо присоединения НАДН к ферменту, т.е.такими ЗВ, которые являются донорамиэлектронов, следовательно, вещества,обладающие электроно-донорнымисвойствами, будут обладать более высокоймутагенной активностью: чем вышеэлектроно-донорная способность ЗВ, темвыше его мутагенный индекс. Выявленнаякорреляция МИ с комлексообразованиемотражает химические свойства пестицидов иих металлокомплексов, ихэлектронно-донорную природу, способность кобразованию ковалентных и координационныхсвязей, то есть возникновению стойкиххимических соединений - комплексов.

Мутагенное действие ЗВкоррелирует с их способностьюобразовывать устойчивые комплексы с ДНКin vitro. КомплексыMоL2, NiL2, MgL2, FeL2 проявляют болеевысокую прямую мутагенную активность, чемисходный гербицид лонтрел. Таким образом,пестициды являются генетически опаснымивеществами. Образующиеся конъюгатыпестицидов с другими неорганическими иорганическими загрязнителями окружающейсреды способны усиливать мутагенные иканцерогенные свойства, т.е. их применениепредставляет реальную угрозу дляэкосистем и для человека.

*****

Вероятныйбиологический механизм разветвленийнаправлениий действия техногенныхтоксикантов внутри клетки, представленныйна схеме 4, обобщает всю сумму полученныхрезультатов (Главы 3-7).

зенкор > лонтрел > кузагард >раундап > сетоксидим > базагран >тачигарен > тилт;

CuL2 > CoL2>NiL2 > L FeL2 ZnL2 MoL2 >> MgL2 MnL2

Схема 4.Разветвление направлений действиятехногенных токсикантов внутриклетки.

Причиной изменений,проявляемых растениями (гербицидныйэффект, в отношении прорастания семян ивегетирующих растений, уровеньхлорофилла), насекомыми; водными(ингибирование люциферазы, снижениеприроста клеток), поч-вообитающими(изменение жизненных циклов, снижениерепродуктивных функций) организмами,является подавление энергетическогометаболизма и возникновение энергодефицитаклетки, вследствие взаимодействиятехногенного токсиканта с АТФ. Происходитнуклеотидное «разветвление» направленийдействия ЗВ: образуются комплексы с а)мононуклеотидом - (АТФ); б) динуклеотидом -(НАДН); в) полинуклеотидами - (ДНК,РНК).

Прерываниеэнергетических процессов и цепейтранспорта электронов, блокированиефункционирования цикла трикарбоновыхкислот и фотосинтетических процессов– всё эторезультат энергодефицита, возникающегоиз-за образования комплексных соединенийЗВ с нуклеотидами.

Техногенные токсикантыингибируют систему функционированияокислительно-восстановительных ферментов.В этом ключевом «узле» жизнедеятельностилюбого организма токсическое действие ЗВпретерпевает второе - «ферментативноеразветвление» (Схема 4): а) связывание ЗВ сметаллами, составляющими сво-бодный пулвнутри клетки и необходимыми для синтезаметалл-содержащих ферментов; б)комплексообразование ЗВ с динуклеотидомНАДН, являющимся коферментом многихферментов; в) собственно ингибированиеактивности фермента (ов), взаимодействиевозможно как в активном центре, так и внеего. В результате, в организме блокируютсяпроцессы жизнедеятельности,осуществляемые этими ферментами. С другойстороны, организм не может окислить и«вывести» токсины. Таким образом, вторыммеханизмом формирования токсичноститехногенных ЗВ является ингибированиеокислительно-восстановительныхпроцессов – блокирование цепипереноса электрона в организмах разныхтрофических уровней.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 13 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»