Анотація до роботи:

Бойко Н.М. Вплив іонів важких металів на електричні параметри мембран зародків в’юна Misgurnus fossilis L. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2002.

Дисертацію присвячено дослідженню динаміки трансмембранного потенціалу зародків в’юна Misgurnus fossilis L. у нормі та за умов впливу іонів важких металів.

Показано, що присутність в інкубаційному середовищі двовалентних катіонів важких металів: нікелю, кобальту, олова, цинку, марганцю та кадмію в концентраціях 10^-6 – 10^-4 М веде до появи змін у динаміці трансмембранного потенціалу зародків. Зокрема, внаслідок впливу катіонів вказаних металів спостерігались зниження рівня абсолютних значень потенціалу, збільшення періоду та зменшення амплітуди коливань величин потенціалу. Ці зміни проявлялись більш суттєво із збільшенням концентрації солей металів у середовищі інкубації.

Встановлено, що деполяризація мембрани зародків в’юна за умов впливу іонів важких металів зумовлена зниженням активності Na⁺, K⁺-АТФ-ази внаслідок дії цих іонів.

Показано, що вплив іонів важких металів викликає ультраструктурні зміни у зародків в’юна. Виявлено значні пошкодження органел бластомерів, зокрема, набряк мітохондрій, гіпертрофія комплексу Гольджі, розрідження гіалоплазми, розпушення та розриви мітохондріальних та плазматичної мембран.

Інкубація зародків в’юна у середовищі із вмістом іонів важких металів веде до появи морфогенетичних змін у личинок у віці 10 діб.

Описані зміни підтверджують токсичний вплив катіонів важких металів на живі організми.

1. Досліджено динаміку трансмембранного потенціалу зародків в’юна Misgurnus fossilis L. протягом періоду дроблення бластомерів. Встановлено, що внаслідок впливу катіонів важких металів, а саме: нікелю, кобальту, цинку, олова, марганцю та кадмію в концентраціях 10^-6 –10^-4 М, відбувається зменшення амплітуди та частоти коливань потенціалу, а також загальна деполяризація мембран зародкових клітин на 10-30 мВ у порівнянні з контролем.

2. Виявлено, що катіони всіх застосованих важких металів дозозалежно інгібують активність Na⁺, K⁺-АТФ-ази мембран зародків в’юна. Найсуттєвіше активність цього ферменту зменшується при дії іонів нікелю та кадмію – в 1,5-3 рази в залежності від концентрації.

3. Встановлено, що деполяризація мембран зародкових клітин в’юна за умов впливу іонів важких металів обумовлена зниженням активності Na⁺, K⁺-АТФ-ази внаслідок дії цих іонів.

4. Період коливань трансмембранного потенціалу зародків в’юна протягом синхронних дроблень бластомерів збільшується в 1,3-2 рази внаслідок впливу катіонів важких металів, що свідчить про сповільнення процесів розвитку зародків. Найсильніше період коливань потенціалу змінюється внаслідок впливу іонів нікелю та кадмію, найменше – при дії іонів кобальту.

5. Електронно-мікроскопічне дослідження ультраструктури бластомерів зародків в’юна показало суттєві структурні пошкодження органел та мембран бластомерів при дії катіонів важких металів.

6. Інкубування зародків в’юна у присутності іонів важких металів веде до появи значних аномалій, зокрема відставання у розвитку в порівнянні з контрольною групою, деформації кісток скелету зародків, набряку черевної порожнини, недорозвиненості зябер та плавців.

7. Отримані результати дають підставу вважати, що зародки в’юна Misgurnus fossilis L. на стадії дроблення бластомерів є зручною та адекватною тест-системою для вивчення токсичного впливу хімічних, фармакологічних та інших біологічно активних чинників на живі об’єкти.

Публікації автора:

1. Гойда О.А., Бойко Н.М., Полуйко В.Ю. Мембранний електрогенез та швидкість споживання кисню в ранньому розвитку зародків риб // Вісник Київського ун-ту ім. Т. Шевченка. – 1996. – Вип. 2 – С. 27-35.

2. Бойко Н.М., Гойда О.А. Морфогенез та електричні параметри мембран зародків в’юна за умов наявності в середовищі важких металів // Актуальні проблеми мед., біол., ветер. і сільськ. госп. – 1996. – С. 85-86.

3. Бойко Н.М., Санагурський Д.І. Динаміка трансмембранного потенціалу зародків в’юна в умовах впливу іонів важких металів // Вісник Львів. ун-ту, Сер. Біол. – 2000. – Т. 25. – С. 3-7.

4. Бойко Н.М., Санагурський Д.І. Вплив іонів важких металів на динаміку трансмембранного потенціалу зародків риб // Вісник Харків. ун-ту. Сер. Біофізичн. вісник. – 2000. – Вип. 2 (7). – С. 42-46.

5. Бойко Н.М., Целевич М.В., Санагурський Д.І. Зміна активності Na⁺, K⁺-АТФ-ази мембран зародків в’юна під впливом катіонів важких металів // Проблеми екол. та мед. генетики і клітин. імунології. – 2002. – Вип. 2 (41). – С. 17-23.

6. Бойко Н., Целевич М., Санагурський Д. Вплив йонів важких металів на активність Na⁺, K⁺-АТФ-ази та динаміку трансмембранного потенціалу зародків в’юна // Вісник Львів. ун-ту, Сер. Біол. – 2002. – Вип. 29. – С. 25-31.

7. Бойко Н.М., Кулачковський О.Р., Ковалишин В.І., Целевич М.В., Санагурський Д.І. Вплив катіонів нікелю та марганцю на ультраструктуру бластомерів зародків в’юна // Вісник Харків. ун-ту. Сер. Біофізичн. вісник. – 2002. – Вип. 1 (10). – С. 62-67.

8. Boyko N., Goyda O. The heavy metal ion influence on membrane electric parameters and morphogenesis of loach embryo // Book of Abstracts of 4th International Students’ Scientific Conference. – Gdansk, Poland, 1996. – p. 37.

9. Бойко Н.М., Гойда О.А., Дика М.В. Вплив іонів важких металів на електрогенез мембран зародків в’юна // Тези доповідей VII Українського біохімічного з’їзду, ч. І. – Київ, 1997. – С. 36-37.

10. Целевич М.В., Бойко Н.Н., Санагурский Д.И. Влияние ионов тяжелых металлов на активность Na⁺, K⁺-АТФ-азы мембран зародышей вьюна // Сборник тезисов 6-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых, т. 1. – Пущино, 2002. – С. 38-39.

11. Бойко Н.М., Санагурський Д.І. Вплив катіонів важких металів на електрофізіологічні параметри мембран зародків в’юна // Тези доповідей ІІІ з’їзду Українського біофізичного товариства. – Львів, 2002. – С. 248.

12. Бойко Н.М., Целевич М.В., Кулачковський О.Р., Ковалишин В.І., Санагурський Д.І. Ультраструктура бластомерів зародків в’юна за умов впливу катіонів важких металів // Матеріали міжнародної конференції пам’яті І.В. Шостаковської – Львів, 2002. – С.13.