Влияние токсикантов на активность ферментов

Нормальное течение обменных проессов, лежащих в основе жизнедеятельности целостного организма или отдельной клетки, контролируется огромным количеством ферментов, объединенных в сложные взаимосвязанные системы. В любой клетке животного организма одновременно действуют многие сотни ферментов, организованные в самостоятельные органеллы или надмолекулярные комплексы, встроенные в биомембраны. В настоящее время число идентифицированных ферментов превышает 800 и их список непрерывно пополняется. Этим объясняются огромный интерес к ферментным системам со стороны медиков и формирование мощного направления биохимической науки — клинической биохимии, в которой учение о ферментах, энзимодиагностике и энзимопатиях занимает по праву центральное место. Как известно, в основе токсического действия различных по природе групп веществ лежит нарушение функций того или иного фермента, той или иной ферментной системы, контролирующей белковый, липидный, углеводный, минеральный или энергетический обмен.

Использование ферментов в практике ихтиотокоикологических исследований еще заметно отстает от развития смежных областей сравнительной и санитарной токсикологии. Одной из причин этого является ранее пренебрежительное отношение к биохимическим исследованиям в водной токсикологии, возведение их в ранг второстепенных [332]. Сегодня положение изменилось, но забывать об этом не следует, чтобы не допускать новых ошибок и не создавать искусственных преград на пути внедрения новых, более тонких биофизических и биохимических методов в ихтиотоксикологию.

Отечественные ихтиотоксикологаческие исследования с использованием ферментов начаты в Институте биологии внутренних вод АН СССР в начале 60-х годов [158, 185].

В опытах, выполненных нами совместно с Л. А. Петуховой, была предпринята попытка изучить динамику изменения активности холинэстеразы в мышцах карасей и сыворотке крови лещей, отравленных фенолом — ядом органического ряда с выраженным нервно-паралитическим действием. Холинэстеразную активность мышечной ткани и сыворотки крови определяли по микрометоду Т. В. Правдич-Неминской, в основу которого положена схема Стедмана. Активность холинэстеразы по этой схеме определяется исходя из количества щелочи, пошедшей на титрование уксусной кислоты, образовавшейся вследствие ферментативного разложения ацетилхо; линхлорида. Уксусную кислоту титровали сантинормальным раствором едкого натра в присутствии крезол-красного индикатора. Для определения точности полученных данных параллельно титровали 2-3 пробы. Ферментативный гидролиз ацетилхолина протекал в термостате при температуре 38° С в течение 1 ч. Об активности холинэстеразы судили по количеству разрушенного ацетилхолина, которое рассчитывали по формуле А (1,815/2) 100%, где А — количество сантинормалыюй щелочи, мл; 1,815 — постоянная. Результаты опытов подвергали статистической обработке с помощью непараметрического критерия Вилкоксона.

Результаты проведенного исследования показали, что уровень активности фермента у подопытных рыб претерпевает весьма существенные изменения по ходу развития интоксикации. Через 7 мин после погружения подопытных карасей в раствор фенола (100 мг/л), во время которого у них отмечается сильнейшее двигательное возбуждение, активность мышечной холинэстеразы у подопытных рыб немногим более чем в два раза ниже, чем у контрольных. Из данных табл. 16 следует, что через 15, 30, 60 и 120 мин активность холинэстеразы у подопытных карасей продолжает оставаться значительно ниже, чем у контрольных (в 2,3; 2,4; 2,3 и 1,8 раза соответственно).

Таблица 16

Активность мышечной холинэстеразы (в% разложенного ацетилхолина)

У карасей через различные промежутки времени после погружения