Оценка биологической активности высокомолекулярных полимерных соединений

Введение

В наши дни синтезируется огромное количество различных ксенобиотиков, среди которых: пестициды, инсектициды, генотоксиканты, некоторые моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители, лекарственные средства, и множество других химических соединений [1]. Широкое применение в хозяйственной деятельности человека разнообразных химических соединений требует объективной и всесторонней оценки их влияния на все уровни организации живой материи, на протяжении длительного времени, что достигается постоянным и комплексным экологическим мониторингом за всеми изменениями в окружающей среде. Одним из элементов первичного мониторинга являются растительные и животные тест-системы.

Разработка новых эффективных тест-систем для скрининга ксенобиотиков и многих других опасных соединений, на их гонадотоксическое, эмбриотоксическое, тератогенное и канцерогенное действие, является одним из самых приоритетных направлений современной науки. Для тестирования ксенобиотиков особенно важны тест-системы эукариотного происхождения.

Азометиновые соединения, обладают комплексом свойств, определяющими перспективность их применение в различных областях науки и техники (органическая электроника, биомедицина, текстильная, резиновая промышленность). Поэтому вопрос поиска новых структур азометиновых соединений, обладающих специальными свойствами (высокая люминесценция, повышенная электропроводность, растворимость в органических растворителях) представляется весьма перспективным и актуальным [2].

Целью нашей работы являлось оценка общетоксического, тератогенного и мутагенного действия бензелиденфенилендиамина на некоторые морфологические параметры и показатели жизнедеятельности Drosophila melanogaster.

Материалы и методы

Исследование генотоксичности бензилиденфенилендиамина проводилось кафедре биологии, геоэкологии и молекулярно-генетических основ живых систем Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова.

Предоставленный для изучения образец бензилиденфенилендиамина синтезирован на кафедре органической химии и высокомолекулярных соединений Кабардино-Балкарского государственного университета.

В эксперименте в качестве тест-системы для детекции биологической активности бензилиденфенилендиамина были использованы мутантные линии Drosophila melanogaster следующего состава:

1. Canton-S, C-S. Дикий тип.
2. dumpy, dp. Короткокрылый. На груди воронкообразные углубления.
3. ebony, e. Черный цвет тела.
4. Oregon-R, or. Линия дикого типа.
5. vestigial, vg. Зачаточнокрылый. Крылья и жужжальца зачаточные.
6. white, w. Белоглазый. Глаза белые, глазки, мальпигиевы сосуды и семенники бесцветны.
7. Scarlet, st. Ярко-красные глаза.

Для изучения генотоксичности бензилиденфенилендиамина были сформированы два варианта опыта и контроль. Порошок бензилиденфенилендиамина добавляли в стандартную питательную среду в концентрации 0,3 мг/мл и 3 мг/мл (опыт 1 и опыт 2). В контрольном варианте линии содержались на стандартной питательной среде. Все линии дрозофил опытных и контрольного вариантов были заложены в 3-кратной повторности.

В каждую пробирку с питательной средой помещали по 4 самки и самца. Через трое суток родителей удаляли. В полученном потомстве учитывали такие показатели как соотношение самцов и самок, количество куколок (репродуктивная способность) и общее число вылетевших имаго (показатель жизнеспособности), наследование некоторых морфологических признаков.

При оценке достоверности полученных данных использовали критерий Фишера [3].

Результаты и их обсуждение

В эксперименте по изучению биологической активности бензелиденфенилендиамина на дрозофиле были использованы две его концентрации (0,3мг/мл и 3мг/мл). Для оценки его общетоксического, тератогенного и мутагенного влияния были изучены следующие показатели плодовой мушки: распределение полов, репродуктивная способность, показатели жизнеспособности линий и изменчивость морфологических признаков в первом поколении.

В первом поколении распределение полов в опытных и контрольном вариантах у исследуемых линий близко к ожидаемому 1:1 кроме линии Vg (1,48:1) в первом варианте опыта, и линиях Canton-S и ebony, соотношение полов в которых 1:1,41 и 1,43:1 соответственно (табл. 1).

По репродуктивной способности в первом опыте выделяются линии Canton-S и Oregon количество куколок, в которых было равным 325 и 342 соответственно. Во втором опыте по данному показателю выделяются линии Canton-S, Oregon и white, количество куколок в которых было 340, 358 и 396 соответственно. Наименьшую жизнеспособность (по количеству вылетевших имаго) не зависимо от изучаемого фактора показала линия white. Во всех вариантах опыта процент вылетевших мух не превысил 17%.

Зафиксированные нами в эксперименте изменения морфологии взрослых мух, в основном касались в морфологии крыльев и деформации тела. Как видно из данных таблицы 2 количество крыловых мутаций заметно выше в опыте 1 (18 событий) и в опыте 2 (20 событий).

Таким образом, подводя общий итог проведенным экспериментам можно сделать вывод о стимулирующем влиянии бензилиденфенилендиамина на репродуктивную способность мух. Кроме того, зафиксировано достоверное повышение изменения морфологии крыльев. Наибольший выход мух с измененной морфологией крыла зафиксирован в линиях w опыте 1 и Canton-S в опыте 2.

Полученные в ходе эксперимента результаты позволяют сделать вывод о некотором стимулирующем влиянии на все линии дрозофилы в обоих вариантах опыта т.к. количество куколок достоверно выше в обоих опытных вариантах в сравнении с контролем. Но по показателю жизнеспособности (количеству вылетевших мух) достоверной разницы не наблюдали. Исходя из этого можно сделать вывод, что бензилиденфенилендиамин на этапе закладки куколок выступает в качестве стимулирующего фактора способствуя окукливанию большего числа личинок, однако в дальнейшем это количество куколок не реализуется в число вылетевших мух.