БИОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ МЕМБРАНОАКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ БАВ Юркова И.Н.

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского


Номер: 9-1
Год: 2016
Страницы: 29-31
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

биотестирование, биокондуктометрия, БАВ, мембраноактивное действие, biotesting, bioconductometers, BAS, membranotropic action

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья посвящена исследованию тестирования мембраноактивного действия БАВ различного происхождения биокондуктометрическим методом по относительному изменению электропроводности дисперсионной среды после экспозиции в ней биомассы. Тест-метод может быть использован для экспресс-скрининга новых лекарственных препаратов и сточных вод.

Текст научной статьи

Введение В настоящее время применяется большое количество химических соединений, многие из которых попадают в окружающую среду. Все эти вещества обладают биологической активностью. Оценка действия БАВ лишь на основании результатов химических и физико-химических методов анализа не всегда достаточна. Для водных сред, содержащих токсичные вещества, это приводит к неправильной оценке экологической опасности. В биологических методах анализа водных растворов БАВ используют различные тест-объекты [1-4]. Использование с этой целью суспензионных культур клеток (в том числе, бактерий и микроводорослей) имеет преимущества, связанные с получением интегрального результата, производимого большим количеством клеток. Большинство известных методов тестирования имеют те или иные недостатки, поэтому поиск новых тест-методов действия БАВ является актуальной задачей. Влияние БАВ на клетку прежде всего сказывается на изменении проницаемости клеточных мембран. Это приводит к нарушению концентрационных градиентов и выходу электролитов из клетки [5]. Следствием этого является изменение электропроводности окружающей среды. Целью работы было исследование возможности тестирования биокондуктометрическим методом мембраноактивного действия биологически-активных веществ различного происхождения. Объекты и методы исследования Тест-объектом для определения биологической активности водных растворов служила зеленую микроводоросль Chlorella vulgaris ЛАРГ-3. Альгологически чистую культуру выращивали в люминостате при круглосуточном освещении лампами ЛД-20 в накопительном режиме при 36-38 0С на питательной среде Тамийя [6] в течение 6 суток (конец экспоненциальной фазы роста). В качестве тестируемых биологически активных веществ использовали растворы фармакологических препаратов дибазола и папаверина в концентрации 10-6-10-3 М, а также водные экстракты лекарственных растений: цикламена Кузнецова, боярышника Поярковой и плюща обыкновенного. Концентрацию БАВ в биомассе определяли по количеству растительного материала, использованного для экстракции, в г сухого вещества на 1 дм3. Для проведения кондуктометрического теста суспензию клеток микроводорослей отделяли от культуральной среды, экспонировали в тестируемых растворах, а затем ресуспендировали в слабо проводящей дисперсионной среды заданного состава, электропроводность К0 которой предварительно фиксировали [7]. Концентрация биомассы составляла 1 г а.с.в./дм3. Из общего объема суспензии через определенные промежутки времени отбирали пробы и определяли в фильтрате электропроводность К1. Относительное изменение электропроводности среды ΔК/К0, где ΔК=К1-К0, после контакта с клетками соответствовало результату тестирования. Электропроводность растворов измеряли с помощью моста переменного тока Р-577 и ячейки со строго фиксированным расстоянием между электродами и фиксированным положением электродов в ячейке. Результаты и обсуждение Как видно из результатов, приведенных на рис. 1, исследованные нейротропные препараты дибазол и папаверин вызывали значительные изменения интегральной проницаемости клеточной мембраны тест-объекта, определяемые по относительному изменению электропроводности дисперсионной среды после экспозиции в ней биомассы, обработанной тестируемыми растворами. По сравнению с дибазолом папаверин оказывал более выраженное мембраноактивное действие. При определении пороговых концентраций исследованных препаратов учитывалось относительное изменение электропроводности, превышающее 10% (экспериментально показано, что относительная погрешность метода составляла 4-6%). Для дибазола и папаверина пороговые концентрации соответствовали 10-5 М (величина эффекта 10-20%). Эти величины были на порядок ниже определенных электроальгологическим методом на клетках харовых водорослей [3]. В зависимости от времени, необходимого для достижения необратимости связывания молекул БАВ с поверхностными клеточными структурами, биологическая реакция клеток на БАВ может быть как необратимой, так и обратимой. Поэтому при исследовании действия БАВ наряду с определением величины эффекта (в данном случае мембраноактивного), пороговых концентраций и кинетики развития реакции большое значение имеет степень обратимости взаимодействия, о которой в наших экспериментах можно судить по изменению зависимости относительной электропроводности дисперсионной среды от времени экспозиции тест-объекта (кинетические кривые) после достижения максимальных значений (5-10 минут). Обратимое взаимодействие БАВ с компонентами клеточной мембраны отмечалось при низких концентрациях дибазола - 10-5 М (рис. 1, а, кривая 3), а у папаверина в концентрации 10-5 М (рис. 1, б, кривая 3) оно было менее выражено, что объясняется большим временем контакта с БАВ (30 минут), необходимым для достижения максимального эффекта. Рис.1. Влияние дибазола (а) и папаверина (б) на относительное изменение электропроводности дисперсионной среды. Экспозиция биомассы в растворах дибазола - 10 минут, папаверина - 30 минут (максимальный эффект). Концентрации растворов: 1 - 10-5 М, 2 - 10-4 М, 3 - 10-3 М. При всех исследованных концентрациях дибазола и папаверина максимальное мембраноактивное действие наблюдалось при экспозиции биомассы в дисперсионной среде в течение 5-10 минут. Поэтому при быстром скрининге большого количества тестируемых образцов достаточно 10-минутной экспозиции. При сравнении зависимости мембраноактивного действия различных растительных экстрактов от концентрации биомассы видно, что максимальный эффект наблюдался после контакта биомассы тест-объекта с экстрактом, полученным из клубней цикламена Кузнезова (рис. 2, кривая 1). Рис. 2. Влияние концентрации биомассы экстрактов корнеплодов цикламена Кузнецова (1), листьев плюща обыкновенного (2) и плодов боярышника Поярковой (3) на относительное изменение электропроводности дисперсионной среды. Экспозиция биомассы в экстрактах - 10 минут. Эффект был заметен уже при концентрации биомассы 0,1 г/дм3, а при 0,4-0,5 г/дм3 достигал максимальных значений - 80-92%. Сильное мембраноактивное действие малых концентраций экстракта клубней цикламена Кузнецова связано с высоким содержанием БАВ мембраноактивного действия - тритерпеновых гликозидов цикламина, мирабилина и цикламинорина. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности использования разработанного биокондуктометрического метода для экспресс-скрининга мембраноактивного действия БАВ.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.