Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

Хроническое загрязнение среды углеводородами нефти является широкомасштабным и повсеместным. Даже в сельскохозяйственных и курортных зонах данный вид загрязнения присутствует благодаря наличию автотранспорта, небольших промышленных предприятий. Загрязнение водных источников продуктами нефтедобычи и переработки позволяет углеводородам нефти перемещаться на тысячи километров от места сброса. Изменение морфофизиологических показателей животных при действии нефтяного загрязнения показано в ряде работ (1,2). Представляло интерес проследить изменение в функционировании биохимических механизмов при нефтяном загрязнении среды.
Эксперименты проводили на молодых  крысах самцах линии Wistar. Животные в течение 48 дней получали пищу (1:0,01) и воду (1:0,001) с добавлением нефти Северо-Хохряковского месторождения (Нижневартовский район).В крови животных оценивали концентрацию пировиноградной кислоты иодометрическим методом,  активность лактатдегидрогеназы с помощью фотокалориметра, концентрацию глюкозы с помощью диагностических полосок Меллифан, активность аспартат-аминотрансферазы и аланин- аминотрансферазы.
В ходе 48 дневного эксперимента было отмечено изменение поведенческих и морфофизиологических характеристик животных, получавших нефтяное загрязнение с пищей и водой. Показано снижение двигательной активности животных, наблюдалась  апатичность крыс, начиная с 12 дня наблюдений. Отмечено  появление мелких язвочек на мордочках (с 12 дня), залысин на затылке и за ушами (на 24 день), отмирание тканей на кониках хвостов, поредение шерстного покрова, его потемнение, тусклость, наличие одышки у животных ( с 24 дня). Внутренние органы имели большое количество кровоизлияний, печень, почки  и селезенка увеличены, стенки всех отделов ЖКТ сильно изъязвлены, с некрозами.
Анализ биохимических показателей крови крыс позволил установить, что в ходе эксперимента шло нарастание ( с 4 до 5,8 мг%) уровня глюкозы у животных, употреблявших пищу и воду с нефтяным загрязнением .Отмеченная картина выявлена у животных с 1 по 24 день эксперимента. Нарастание уровня глюкозы связано, вероятно, с развитием первой фазы стресса по Селье – фазы тревоги. К 48 суткам отмечено снижение уровня глюкозы до 1,5 мг%, что, вероятно связано с активной утилизацией клетками глюкозы при действии стрессогеннного фактора, а также угнетением переваривающей и всасывающей функции ЖКТ.
Интенсивность гликолиза определяли по концентрации пирувата в почечной, печеночной тканях, скелетной мускулатуре и эритроцитах опытных животных. Все ткани отвечают разнонаправленными эффектами относительно динамики пировиноградной кислоты: в печени спад концентрации ПВК к 6 суткам (с52 до 38 мг%), затем рост концентрации с 38 до 85 мг% к48 суткам;  в почках спад концентрации 4,7 до 2,4 мг5 к 12 суткам и дальнейший подъем до 4 мг% к 36 -48 суткам; в скелетных мышцах постепенное нарастание концентрации ПВК к 48 суткам с 2,3 мг% до 8,8 мг%; в эритроцитах постепенный подъем концентрации с 1,3 мг% до 2,3 мг% к 12 суткам и спад до 0,7 мг% к 48 суткам. Для более полной оценки особенностей гликолиза у животных в ходе эксперимента оценивали активность ЛДГ. Пик активности ЛДГ у крыс приходится на 12 сутки (с 5 до 16 мккат /л) , что, вероятно, связано с полномасштабным развертыванием  неспецифических защитных реакций животных в состоянии стресса, в частности фазы тревоги. Идет развертывание катаболической фазы стресса. К 48 суткам активность ЛДГ возвращается к исходной в начале эксперимента.
Наряду с анализом углеводного обмена у организмов , подвергшихся нефтяному загрязнению, исследовали особенности белкового обмена по активности наиболее изученных аминотрансфераз  - аланинаминотрансферазы (AlAt ) и аспартатаминотрансферазы (AsAt), контролирующих скорость аминирования предшественников и переаминирования конечных продуктов превращения аминокислот. Активность AlAt  увеличивается, начиная с 6 суток с 3,6 мккат /л до 10,0 мккат /л к 36 суткам. Активность AsAt возрастает с 15 мккат/л до 28 мккат/л. Прирост активности аминотрансфераз на стадии резистентности и истощения указывает на включение в процессы аминирования и промежуточных продуктов метаболизма углеводов, в частности пирувата. Можно предположить, что активность аминотрансфераз, как маркеров целостности многих тканей организма, свидетельствует об активном катаболизме собственных белков. Противофазный характер изменений активности ЛДГ и аланин- и аспартат- аминотрансфераз в течение эксперимента указывают на смещение углеводного обмена в сторону активного катаболизма белков организма животных, пребывающих в состоянии стресса. Проведенные исследования указывают на развертывание защитной стресс-реакции в организме, что позволяет отнести нефтяное загрязнение к разряду активных стрессогенных факторов.
Наряду с млекопитающими проводили оценку биохимических показателей у беспозвоночных при действии хронического нефтяного загрязнения среды. Исследования проводили на  плодовой мушке дрозофиле, хирономусах и моллюсках. В экспериментах с дрозофилой было показано, что хроническое нефтяное загрязнение среды в течение первого поколения вызывает резкое увеличение  активности супероксиддисмутазы (на 67%) и каталазы (на 42 %). Мух содержали в течение 90 поколений на среде, содержащей нефть в полулетальной концентрации (5%) и половина от полулетальной (2,5%). Было установлено, что активность изучаемых ферментов изменяется волнообразно и постепенно. К70 поколению активность анализируемых ферментных систем незначительно отличалась от  исходного уровня. Вероятно, это связано с тем, что к этому поколению идущий достаточно медленно отбор устойчивых к нефтяному загрязнению генотипов был завершен, все основные показатели жизнедеятельности мух вышли на уровень контроля (3). Биохимические показатели, обеспечивающие нормальное функционирование организмов, так же функционировали в пределах нормы. Можно констатировать, что в ходе генотипической адаптации мух к нефтяному загрязнению большую роль играют механизмы биохимической адаптации. Эти механизмы могут быть связаны как с активизацией работы временно неработавших генетических систем, так и с включением или появлением новых групп генов, обеспечивающих адаптивный ответ организмов. Для проверки данного предположения были проведены исследования спектра пуфов в политенных хромосомах дрозофил и хирономусов, подвергавшихся хроническому действию нефтяного загрязнения среды. В экспериментах на дрозофиле и хирономусах было показано, что при длительном содержании животных (хирономусы) или развитии особей первого поколения в среде с нефтью (дрозофилы) резко увеличивается количество пуфов в хромосомах, их размер, а также размер политенных хромосом ( на 10 – 27%), что свидетельствует об изменении уровня политении в хромосомах. Увеличение количества пуфов особенно велико в  2L и 3L плечах у дрозофилы и 2R , 3R плечах у хирономусов. У хирономусов в контроле было зарегистрировано 11 зон пуфирования, в опыте с невысокой концентрацией нефти в грунте – 18 зон, в опыте с высокой концентрацией нефти – 23 зоны пуфирования. Было показано, что размеры пуфов становятся больше на 12 – 28 % от уровня контроля. Идет как увеличение размеров пуфов, так и увеличение спектра работающих в условиях загрязнения зон генетической активности. Известно, что  пуфы  являются единицами транскрибции, обеспечивающими синтез в клетках необходимых белков, поддерживающих функционирование организмов в условиях загрязнения. Таким образом,  высокий уровень пуфирования свидетельствует об активизации белковых систем в условиях нефтяного загрязнения. К 90 поколению содержания мух на среде с добавлением нефти уровень пуфирования не возвращается к норме: количество пуфов снижается на 25 %, но оставшаяся активно работать генетическая система позволяет организмам выживать в условиях хронического нефтяного загрязнения среды.
Механизмы биохимических ответов при физиологической адаптации организмов несколько различаются. У моллюсков, содержащихся в течение 3 месяцев в условиях нефтяного загрязнения среды,  анализировали концентрацию каротиноидов в мягком теле и кремниевой кислоты в раковинах. Установлено (4), что каротиноиды не только непосредственно связывают кислород, но и участвуют в активации и ингибировании окисления в клетке. Каротиноиды могут опосредованно влиять на ход энергетических процессов, связывая активный кислород и препятствуя развитию перекисного окисления, тем самым предотвращая  повреждение ДНК, белков и липидов. Было показано, что концентрация каротиноидов в мягком теле моллюсков в начале эксперимента значимо возрастает (с 7,1 до 10,2 мг/100 г навески), а затем стабилизируется на уровне существенно не отличающимся от контрольного. В раковинах у моллюсков показано увеличение количества органических веществ, что вероятно связано с увеличением количества работающих ферментных систем. Так же выявлено увеличение концентрации кремниевой кислоты в раковинах на 3,8 %. Известно, что кремний входит в качестве кофактора с состав ряда ферментов и обладает протекторными свойствами (6). Повышение концентрации кремниевой кислоты отражает  возрастание активности работы защитных систем при физиологической  адаптации моллюсков к жизни в условиях нефтяного загрязнения.
Проведенные исследования показала изменение биохимического статуса организмов позвоночных и беспозвоночных животных при развитии приспособлений к жизни в условиях нефтяного загрязнения.

Литература
1.Михайлова Л.В. Действие водорастворимой фракции Усть -Балыкской нефти на ранний онтогенез стерляди // Гидробиологический журнал, 1991, №3. С. 10-13.
2.     Петухова Г.А., Калашникова И.А. Эколого-генетическая характеристика влияния нефтяного загрязнения водной среды на растительные и животные тест-объекты.// Современные проблемы водной токсикологии.. Борок, 2002. С.118.
3.Петухова Г.А., Фролова О.В.,Шаронова Н.И., Слотина В.В. « Компенсаторные механизмы адаптации организмов к действию нефтяного загрязнения среды.» В сб.: 4 Сибирский физиологический съезд. Новосибирск. 2002. С.399.
4.Карнаухов  В. В. Биологические  функции  каротиноидов./ М.: Наука,1988. 197 с.
5.Биргер  Т. И. Метаболизм  водных  беспозвоночных  в  токсической  среде. Киев: Наукова  думка,1979. 192 с.