Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОТАКСИСА ИНФУЗОРИЙ ДЛЯ ЭКСПРЕСС-МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ СРЕД
Автор И. С. Захаров, А. Н. Величко, В. Ю. Вишневецкий
Рубрика РАЗДЕЛ II. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Месяц, год 08, 2017
Индекс УДК 534
DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-78-88
Аннотация Цель работы – разработка экспресс-метода контроля токсичности водных сред на базе тест-реакции термотаксиса инфузорий. Создание биологического мониторинга показывается как закономерный этап развития цивилизованного общества, которое на своем историческом опыте осознало, что технический прогресс может загрязнить акватории и воду, которая необходима как людям на суше, так и на море. Кратко объясняется необходимость для этого координации государственной власти, региональной, частной инициативы и идей ученых. Важным становится идеологический переход от токсикологии, защищающей человека к защите экосистем и развитию экотоксикологии. В статье подчеркивается недостаточность нескольких тестов для решения задач экомониторинга, так как каждый организм имеет свои диапазоны адаптации, а также существует много видов токсичности. Подчеркивается, что идеи прежних времен полезны для новых разработок. Обращается внимание на работы конца XIX, где чаще обращали на опыты in vivo, поэтому изучали их в градиенте температур, в работах XX в – создавали технику, в XXI веке связывают реакцию на температуры с токсичностью водных сред. Обоснована актуальность разработки нового микробитеста in vivo из области экотоксикологии. Микробиотест основан на тест-реакции термотаксиса инфузорий, эффект которого зависит от токсичности водной среды. Выявлены основные условия возникновения термотаксиса. Разработаны средства формирования термотаксиса инфузорий P. caudatum и средства регистрации процесса на основе видеосъемки и программ для обработки данных. Приведены пояснения образования тест-реакции, выбор информативных параметров, график им-пульсов и зависимостей их элементов от концентрации тест-организмов. Создана экспериментальная установка для исследовании воздействии ингибиторов клеточного дыхания и метаболизма. Впервые предложена методика определения токсичности водных сред на базе тест-реакции термотаксиса инфузорий, также эта методика была апробирована на водных растворах модельных токсикантов NaN3 и CuSO4.

Скачать в PDF

Ключевые слова Биотестирование; экспресс-биотест; термотаксис; водные среды; Paramecium caudatum; bioassay; rapid-bioassay; thermotaxis; aqueous media.
Библиографический список 1. Dr. Konrad Herter. Untersuchungen über den temperatursinn einiger insekten // Ausdem zoologischen Institut der Universitat GSttlngen und dem zoologischen Institut der Universitut Berlin. Germany, 1923. – P. 221-288.
2. Mendelssohn M. Uber den Thermotropismuse in zeller Organismen // Pflüger's Arch. Ges. Physiol. – 1895. – Vol. 60. – P. 1-27.
3. Mendelssohn M. Recherches sur I'interference de la thermotaxie avec d'autres tactismes et sur le mechanism du mouvement thermotactique // Journal de Physiologie. – 1902. – No. 4.
– P. 475-488.
4. Malvin G. M. et al. Nitric Oxide Production and Thermoregulation in Paramecium caudatum – Acta Protozoologica // Internation Journal on Protistology. – 2003. – Vol. 42. – P. 259-267.
5. Gordon C.J. Temperature and toxicology: an integrative, comparative, and environmental approach. – CRC Press, 2005. – P. 256-257. – 289 p.
6. Jennings H.S. Behavior of the Lower Organisms. – Bloomington: Indiana University Press, 1906. – P. 47-72.
7. Tawada K., Oоsawa F. Responses of Paramecium to temperature change // Protozoo. – 1972. – No. 19. – P. 53-57.
8. Tawada K., Miyamoto Н. Sensitivity of Paramecium Thermotaxis to Temperature Change // Protozoo. – 1973. – No. 20. – P. 289-292.
9. Kuriu T., Nakaoka Y., Oosawa Y. Cold-sensitive Ca2+ influx in Paramecium // Национальная библиотека медицины PubMed. – 1997. – Vol. 22, No. 5.
10. Imada C., Oosawa Y. Thermoreception of Paramecium: Different Ca2+ Channels Were Activated by Heating and Cooling. // Национальная библиотека медицины PubMed. – 1999.
– Vol. 168, No. 3.
11. Marie Jeffroya, Dr Hanna Salmanb, Pr Albert Libchaberb. Thermotaxis in Escherichia Coli. 2004-2005
12. Todd Hennessey, Nelson D.L. Thermosensory Behaviour in Paramecium tetraurelia: a quantitative assay and some factors that influence thermal avoidance // Journal of General Microbi-ology. – 1979. – Vol. 112. – P. 337-347.
13. Takashi Tominaga, Yutaka Naitoh. Membrane potential responses to thermal stimulation and the control of thermoaccumulation in Paramecium caudatum. Institute of Biological Sciences, University of Tsukuba, Tsukuba 305, Japan, 1992. – Vol. 164. – P. 39-53.
14. Nakaoka Y., Oosawa F. Temperature-sensitive behaviour of Paramecium caudatum
// J. Protozool. – 1977. – Vol. 24. – P. 575-580.
15. Naitoh Y., Kaneko H. Reactivated Triton-extracted models of Paramecium: Modification of ciliary movement by calcium ions. Science, N.Y., 1972. – Vol. 176. – P. 523-524.
16. Marée A.F. M., Panfilov A.V., Hogeweg P. Migration and Thermotaxis of Dictyostelium discoideum Slugs, a Model Study // Journal of theoretical Biology. – 1999. – No. 199.
– P. 297-309.
17. Величко А.Н., Захаров И.С. Исследование методов формирования тест-реакции термотаксиса инфузорий // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. – 2014. – № 1. – С. 69-73.
18. Velichko A., Zakharov I., Zavgorodniy A. Bioengineering systems for P. сaudatum thermotaxis test reaction study // Сб. докладов международной конференции молодых исследователей в области электротехники и электроники (2016 ElConRusNW). – Санкт-Петербург, 2016.
19. Величко А.Н. Анализ результатов исследования реакции термотаксиса Paramecium caudatum // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2016. – № 4. – С. 50-56.
20. Величко А.Н., Захаров И.С. Система контроля тест-реакции термотаксиса Paramecium caudatum // Сб. докладов III научно-технической конференции с международным участием «Наука настоящего и будущего». – Санкт-Петербург, 2015. – С. 93-95.

Comments are closed.