Takahashi, M., et al., 2000; Thorpe, A., 2009; Tomkins, N.W. & Hunter, R.A. 2004; Tomkins, N.W., et al., 2009; Tymensen, L., et al., 2012; Van den Bogaard, А.Е. & Stobberingh, Е.Е. 2000; Vanselow, В.А. & McSweeney, С.5. 2007). Биотесты на простейших, применяемых в качестве тестов при биоиспытаниях, дают результат, имеющий высокую достоверность и сопоставимость с реакцией целого организма, HO в силу высокой сложности и трудоемкости таких методов применять эти тесты для массовой оценки пока затруднительно (Callaway, T.R., et al., 2003; Popova, M., et al., 2011). Биотестирование — это оценка реакции тест-организмов на Ty или иную субстанцию. В качестве тест-организмов, обычно, используют низшие организмы, в том числе и одноклеточные, поскольку проводить опыты с ними гораздо удобнее, чем с высшими животными (Denman, S.E. & McSweeney, С.5. 2006.; Fonty, G., et al., 2007). Среди простейших организмов на роль спасителей человека от созданной им самим беды — загрязнения среды обитания — имеются два претендента: бактерии и инфузории (FAO, 2003., Karnati, 5.К.В., et al., 2003; Magnuson, K., et al., 1993). Из простейших в качестве биотестов используются бактерии иинфузории. Чувствительность этих организмов и достоверность результатов биотестирования во многом зависят от условий их культивирования и подготовки к исследованию. Использование инфузорий для тестирования имеет свои преимущества: они имеют короткий цикл размножения, поэтому быстро достигается высокая численность популяции, они просты в содержании и достаточно чувствительны. В аналитическом аспекте инфузории интересны тем, что могут рассматриваться как простые рецепторно-эффекторные системы, обладающие способностью реагировать на химическое воздействие целым комплексом биологических, физиологических и биохимических изменений (Franzolin, R., et al., 2012; Potter, А.А., et al., 2004; Vazquez-Anon, М. and Jenkins, Т., 2007). Инфузории — это одноклеточные эукариотические организмы, TO есть у них есть ядро (а у многих видов инфузорий даже два ядра). Почти все клетки человека и других высших животных имеют ядра, а бактерии — прокариоты (безъядерные). Инфузории были одним из любимых объектов биологов еще лет сто назад, но и сейчас они остаются в центре внимания. Совсем недавно расиифровали геном инфузорий из рода Tetrahymena, состоящий из 27 тысяч генов (Galo, Е., et al., 2003; Guan, T.Y. & Holley, В.А. 2003; Wadud, S., et al., 2001; Wang, ¥. and McAllister, T. A., 2010). Эти одноклеточные - в основном свободноживущие организмы, которые в воде и почве поедают бактерии и водоросли. Они — необходимое звено в трансформации органики, их вклад в биологический круговорот веществ не менее важен, чем у бактерий. Живут инфузории практически везде: в пресных и соленых водах, почве, и число их видов, по разным источникам от 7 до 10 тысяч (Garcia, C.C.G., et al, 2000; Lema, M, et al., 2001; Makkar, Н.Р.5. & Viljoen, G.J., 2005).
Характерная особенность инфузорий - относительно быстрая изменчивость, которая позволяет им адаптироваться к самым разным условиям. Инфузории живут и в тундровых озерах, и в тропиках, и даже в горячих источниках с температурой до 50 °С. Они приспосабливаются и к разному минеральному и органическому составу среды, а также к присутствию растворенных газов (Chaucheyras-Durand, F., Durand, Н., 2010;, Hong, S.H., et al., 2004). Например, Paramecium caudatum может жить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Эту высокую адаптивную способность обеспечивает колоссальное количество генов, большинство которых в повседневной жизни инфузориям не нужны, но включаются, когда условия меняются. По мере того как простейшие адаптируются к условиям среды, перестраиваются все их жизненные функции, изменяются скорость движения, темп размножения и способность поглощать пищу, а также форма и размеры тела. Но если среда не меняется, то свойства инфузорий остаются стабильными, это и позволяет использовать их как тесты. Конечно, это относится только к инфузориям, культивируемым в лабораторных условиях (Guan, L.L., et al., 2008; Hess,M., et al., 2011; Wang, Y., et al., 1998; Weimer, P.J., et al., 2008; Weinberg, 2. G., et al., 2004; Weinberg, 7. G., et al., 2003; Weinberg, 2. G., et al., 2007; Whitford, М.Е., et al., 2001).
В биотестах на инфузориях проще всего фиксировать изменение подвижности, гибель и скорость размножения. Например, можно смотреть изменение подвижности от 15 до 30 мин; гибель отдельных клеток от | до 4 часов; снижение скорости размножения от 1 до 3 суток; гибель популяции от 4 до 30 суток. Наблюдать за изменением подвижности недостаточно для оценки токсичности (Berg МШег,М.Е., et al., 2012; Chang, L., et al., 2011). Поскольку на движение у простейших расходуется всего 1 % энергии общего обмена, то подвижность только незначительно отражает те изменения, которые происходят при отравлении токсичными агентами. Гибель отдельных клеток — достаточно надежный показатель, но с его помощью невозможно выявить низкие концентрации токсикантов. Оценка скорости размножения — биотест с большей чувствительностью, по пему можно определять и небольшие концентрации вредных веществ. Если сочетать все тесты, то результат получается надежный (McSweeney, С.5., et al., 2009; Or-Rashid, М. M., et al., 2001; Williams, P. P., et al., 1971; Williams, Y.J., et al., 2009; 216- Williams, У.1., et al., 2008). Бактерии — прокариотические организмы, отстоящие от человека в эволюционном ряду дальше, чем эукариоты — инфузории, хороши там, где присутствующий при анализах чистый образец, реакцию на который принимают за точку отсчета при исследовании неизвестного образца (Castillo, АВ, et al, 2000; O'Sullivan, С. A. Et al, 2007; Wilson, РВ. 2011; World Health Organisation,2006; Yang, С. 2003; M., 2002;Wright,Yu, A-D., С. W.,et al.,et al., 2004; 2010; Wright, D.Yu, P., etЕ., al., 1971,2002). Yan, Т., et al.,
Биотесты с использованием живых бактерий отличаются от современных биотестов, использующих инфузории, дафнии, водоросли, рыб, лишь тем, что в качестве параметра жизнедеятельности измеряется биолюминесценция.
Биотесты на светящихся бактериях дают количественную меру токсичности и часто превосходят известные биотесты по быстродействию, точности, чувствительности и простоте, позволяют контролировать одновременно значительное число токсикантов (Dschaak, С. М., et al, 2011; Gill, Н.5., et al, 2000). В таблице 1 представлены все известные к настоящему времени биотесты на светящихся бактериях.
| Таблица 1 — Бактериальные | биолюминесцентные биотесты |
|---|---|
| Биотест | Действующие вещества. |
| Загрязнение пищевых продуктов микотоксинами (7,53-31,79 мкг/мл | |Рубратоксин В, зеараленон, пенициллин, | патулин, цитринин, охратоксин A, РР- |TOKCHH, афлатоксин В1 |
| Присутствие B среде антибиотиков (0,2 мкг/мл) | |Тетрациклин, хлорамфеникол, стрептомицин, неомицин, гентамицин, канамицин |
| Токсичность сточных вод и| водной среды | Ароматические углеводороды, дыхательные яды, фенольные соединения и продукты их деструкции, сульфатный лигнин, окрашенные фракции стоков, фенолоксидазы, детергенты, пестициды, тяжелые металлы, кобальт, отходы производства стабилизаторов |
| Токсичность в воздушной среде (компоненты ракетного топлива) | |Диметилгидразин, альдегиды, спирты, |ацетон, НСМ, SQ, , H2S, Ch, продукты облучения смеси NO и цис-2-бутена |
| `Монурон, диурон, нефурон, атразин | |
| Определение бактерицидной активности в сыворотке человека. | |Иммуноглобулины, комплементы |
| Модельное изучение влияния | |Температура, давление, лекарственные |
| POT aa in физических | | препараты, аи (галотан), |
| факторов | глицерин, сахароза |
| сланцев | |
| : | |
| not“aae Ral a | aie lee a трата: |
| pe SEA aa AIL S08 a JTL nt лы SOT р | TGC рии, анализируемых р анеществ, |
| установление связи между характеристиками токсичности среды. | параметрами свечения и количественными |
