Mikroalger som naturlig detektor for miljøsikkerhed

En international gruppe af toksikologer, herunder eksperter fra Far Eastern Federal University (FEFU), rapportere, at encellede mikroalger, de mest almindelige mikroorganismer på Jorden og en vigtig del af fødekæden for mere udviklede organismer, tjene som en effektiv biomarkør for miljøforurening. Mikroalger reagerer hurtigt på kemisk forurening af miljøet ved oxidativ stress. Undersøgelsen blev offentliggjort i Aktuel udtalelse i toksikologi .

Forskere forklarer, at miljøforurening fører til dannelse af reaktive iltarter (ROS) og reaktive nitrogenarter (RNS) inde i cellerne i alle levende organismer. Så snart ROS vises i cellerne, kroppen aktiverer forsvarssystemer for at modstå oxidativ (ilt) stress. Selve tilstedeværelsen af ​​ROS inde i cellerne, samt ilt-induceret beskadigelse af cellerne og antioxidanter for at reparere dem, kan være en indikator på miljøproblemer.

"Vandorganismer bruges meget i toksikologi og økotoksikologi på grund af deres følsomhed over for forurening, allestedsnærværende og enkelhed af dyrkning. Blandt dem, mikroalger indtager en særlig plads, som den mest almindelige form for organismer i det globale hav. De indtager det indledende niveau i fødekæden og er ansvarlige for mere end halvdelen af ​​den fotosyntetiske aktivitet på planeten. I tilfælde af skade på mikroalgepopulationen, konsekvenserne vil være mærkbare på højere niveauer af fødekæden, da de fodrer mere end 70 procent af biomassen. Brug af encellede mikroalger, vi kan hurtigt bestemme graden af ​​miljøforurening, " siger FEFUs næstformand for forskning, Kirill Golokhvast, Ph.D., Doktor i biologiske videnskaber.

Forskerne bemærker, at mangfoldigheden af ​​antioxidanter, der produceres i kroppen under påvirkning af forskellige fremmede kemiske elementer, der trænger ind i den - xenobiotika - såvel som organismers forskellige følsomhed over for forskellige xenobiotika komplicerer metoden til at vurdere miljøforureningen ved at bruge en indikator for oxidativt stress.

Imidlertid, forskere foreslår at bruge biomarkørerne for det oxidative stress - antioxidanter - i mikroalger som en indikator for miljøforurening. Undersøgelsen giver eksempler på, hvordan mikroalger reagerer på de mest almindelige kemiske forurenende stoffer (xenobiotika).

Toksikologer siger, at de mest almindeligt anvendte indikatorer i økotoksikologi som væksthastighed, opbygning af biomasse, såvel som morfologiske ændringer af cellen er utilstrækkelige til at forstå toksicitetsmekanismerne af xenobiotika.

Faktum er, at forsvarsmekanismen for antioxidantproduktion er den allerførste til at bekæmpe frie radikaler. Mængden af ​​antioxidanter i cellen øges, når produktionen af ​​frie radikaler-ROS, XRF - udvides.

Det er vigtigt at bemærke, at frie radikaler dannes i de levende organismer, selv når de er i en normal, ikke-forurenet miljø. At være et produkt af cellernes vitale aktivitet, de er involveret i forskellige komplekse biologiske processer og neutraliseres normalt af antioxidanter. Hvis den første forsvarsmekanisme i cellen mislykkes, og antallet af frie radikaler overstiger antallet af antioxidanter, andre forsvarsmekanismer tager deres tur. Imidlertid, hvis de er uorganiserede, oxidativ stress opstår, når øgede niveauer af ROS og RNS kan føre til cellens DNA, proteiner, og fedtstoffer beskadiger og forårsager endda en celledød.