Доктор мед. наук, проф. кафедры токсикологии, экстремальной и водолазной медицины ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России, ведущ. научн. сотр. ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья».
e-mail: doctorpolozova@yandex.ru
MD, PhD, DSci., professor of toxicology and extreme diving medicine of the I.I. Mechnikov Northwestern State Medical University, Saint-Petersburg, 191015, Russian Federation.
e-mail: doctorpolozova@yandex.ru
Впервые получены данные о параметрах токсичности солей тяжелых металлов для цианобактерий Synechocystis sp. CALU 713 и РСС 6803. Показано, что изменения световых и температурных условий модифицируют чувствительность цианобактерий к токсическому действию солей тяжелых металлов. Токсичность солей тяжелых металлов определяется дозозависимым эффектом снижения скорости роста цианобактерий в инкубационной среде на водной основе. Изменения световых и температурных условий культивирования модифицируют чувствительность цианобактерий Synechocystis sp. к токсическому действию солей тяжелых металлов. Снижение температуры и освещенности в разной степени усиливает их токсический эффект. Установлено, что морфологические изменения цианобактерий, вызванные токсическим действием солей тяжелых металлов, носят неспецифический характер, независимо от штамма и вида исследованного токсиканта, проявляются изменением формы и размеров, в том числе делящихся клеток. На ультраструктурном уровне морфологические изменения клеток цианобактерий представлены изменением толщины и целостности пептидогликанового слоя клеточной стенки; повреждением внутриклеточных органелл, имеющих отношение к энергетическому обмену: расхождением тилакоидных мембран с образованием внутритилакоидных пространств; агглютинацией фикобилисом и накоплением полифосфатных гранул; волокнистым преобразованием нуклеоплазмы с потерей характерной зернистости. Наиболее чувствителен к токсическому действию солей тяжелых металлов и, соответственно, подходящий для использования в экспериментальной токсикологии — штамм Synechocystis sp. CALU 713. Цианобактерии Synechocystis sp. CALU 713 и РСС 6803 — перспективный тест-объект в экспериментальной токсикологии для оценки степени загрязненности водных объектов солями тяжелых металлов. Получены параметры токсичности солей тяжелых металлов (AgNO3; 3CdSO4•8H2O; Hg(CH3COO)2; CuSO4•5H2O) для двух штаммов цианобактерий Synechocystis sp. В этих условиях выявлены морфологические изменения поверхности и ультраструктуры клеток Synechocystis sp.
For the first time there are provided data on the toxicity of salts of heavy metals to the cyanobacteria Synechocystis sp. CALU 713 and PCC 6803. Changes of light and temperature conditions were shown to modify cyanobacteria sensitivity to the toxic effect of salts of heavy metals. The toxicity of salts of heavy metals is determined by the dose-dependent effect of the reducing the growth rate of cyanobacteria in the incubation medium on water basis. Changes of light and temperature culture conditions modify the sensitivity of the cyanobacteria Synechocystis sp. to toxic effect of salts of heavy metals. The decrease in temperature and light in various degrees enhances the toxic effect of salts of heavy metals. Morphological changes of cyanobacteria, caused by the toxic action of salts of heavy metals were established to be nonspecific, regardless of the strain and species of the studied toxicant, showing the change of shapes and sizes, including dividing cells. At the ultrastructural level morphological changes in the cells of cyanobacteria are represented by changes of the thickness and the integrity of peptidoglycan layer of the cell wall; the damage to intracellular organelles relevant to energy metabolism: divergent tilakoid membranes with formation of intratilakoid spaces; agglutination of phycobilisomes and accumulation of polyphosphate granules; fibrous transformation of nucleoplasms with the loss of the typical granulation. A strain of Synechocystis sp. CALU 713 is the most sensitive to the toxic action of salts of heavy metals and, therefore, suitable for the use in experimental toxicology. Cyanobacteria Synechocystis sp. CALU 713 and PCC 6803 are promising test-object in experimental toxicology for the assessment of the degree of water pollution with heavy metal salts. There were obtained parameters of toxicity of heavy metal salts (AgNO3; 3CdSO4•8H2O; Hg(CH3COO)2; CuSO4•5H2O) for two strains of the cyanobacteria Synechocystis sp. In these circumstances there were revealed morphological changes of the surface ultrastructure of cells of Synechocystis sp.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.