CC BY
241
N.V Nikiforov
Physical self-perfection of teenager personality during the freestyle wrestling lessons
The author gives reasons of possibility and suitability of formation of abilities of physical self-perfection of teenager personality during the freestyle wrestling lessons in sports and pedagogical environment. All the mentioned contributes to the increase of physical qualification level of promising wrestlers.
Key-words: regional program, freestyle wrestling, physical self-perfection, after-hours training, individual education, self-control.
v
УДК 57.022 М.И. Соловьева, С.С. Кузьмина
динамика накопления некоторых биологически Активных веществ в лишайниках в зависимости от сезона года
Исследовано накопление аскорбиновой кислоты, суммы низкомолекулярных антиоксидантов, полисахаридов, активность пе-роксидазы в трех видах лишайников р.СШопіа в зависимости от сезонных изменений. Установлены степень и характер сезонных изменений количественного состава данных биологически активных веществ в исследованных лишайниках, что подтверждает их активное участие в приспособлении к изменяющимся условиям окружающей среды.
Ключевые слова: антиоксиданты, полисахариды, лишайники, низкомолекулярные антиоксиданты, пероксидаза, аскорбиновая кислота, сезоны года, адаптация.
Приспособленность растительного организма формируется в процессе естественного отбора, которая создает предпосылки для изменения особенностей строения организмов растений, их жизненных форм, способов размножения, распространения, типа обмена веществ применительно к конкретным условиям местообитания. Процесс подгонки свойств растительного организма к условиям произрастания составляет сущность адаптации [1].
Многочисленные литературные данные [2, 4, 5, 6] свидетельствуют о влиянии экологических условий произрастания растений на качественный и количественный состав биологически активных веществ (БАВ), что указывает на их активное участие в приспособлении растений к изменяющимся условиям окружающей среды.
Актуальность изучения биохимического состава растений, произрастающих в резко континентальных условиях криолитозоны, заключается в эффективности действия биологически активных добавок, разработанных на их основе. Биологически активные добавки, содержащие БАВ антиоксидантного действия, можно использовать для коррекции патологических состояний ор-
СОЛОВЬЕВА Марианна Иннокентьевна - ст. преподаватель БГФ ЯГУ.
E-mail: [email protected]
КУЗЬМИНА Саргылана Семеновна - к.б.н., доцент БГФ ЯГУ.
E-mail: [email protected]
ганизма человека, связанных с нарушением иммунитета, регуляции обмена веществ, воспалительных процессов и т.д. Анализ литературы показал высокую привлекательность в этом плане слоевищ лишайников как сырья для получения из них биологически активных добавок и лекарственных препаратов. Кроме того, широкое распространение лишайников по территории Якутии позволяет использовать их в качестве адекватного объекта для изучения механизмов адаптации растений к климатогеографическим и техногенным воздействиям среды.
Нами проведена работа по установлению степени и характера влияния сезонных изменений на накопление биологически активных веществ в трех видах лишайников: Cladonia amaurocraea (Flk.) Shaer., Cladonia rangiferina (L.) Wed., Cladina stellaris (Opiz.) Brodo.
Сбор лишайников для изучения влияния сезона года на их биохимический состав производился на территории Центральной Якутии в 22 км севернее г. Якутска в течение 2-х лет (2004-2005 гг.); летом (июль), осенью (октябрь), зимой (январь) и весной (апрель). Для биохимических анализов отбирались только живые части слоевищ, в которых определяли активность пероксидазы [7], суммарное содержание низкомолекулярных антиоксидантов (НМАО) и содержание аскорбиновой кислоты (АК) [3], суммарное содержание полисахаридов [8] на спектрофотометре Beckman DU-650 (США). Для статистической обработки полученных данных использовали t-критерий Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
В процессе биохимической адаптации одними из ранних реакций клеток растений на снижение температуры окружающей среды являются адаптивные изменения состава жирных кислот в липидах и соотношения липидных фракций в мембранных структурах. К этим механизмам, прежде всего, относятся переориентировка метаболизма на усиленный биосинтез защитных соединений (антиоксидантов) и перестройка липидного компонента, связанная с увеличением синтеза полиненасыщенных жирных кислот, поддерживающих жидкокристаллическое состояние липидов мембран при более низких температурах [9].
Как известно, в растениях Якутии одним из механизмов адаптации к экстремальным условиям является увеличение активности антиоксидантных систем [4, 5, 6]. При адаптации к изменениям климатических факторов в растениях, в первую очередь, происходит повышение содержание НМАО [5]. В результате нашей работы было выявлено, что содержание НМАО у всех трех видов исследованных лишайников одинаково снижается с лета к осени (рис. 1): Cladonia amaurocraea на 25%, Cladonia rangiferina на 8% и Cladina stellaris на 51% и постепенно повышается к зиме. Затем далее повышается к весне в среднем на 7%. Это указывает на участие НМАО в процессах перестройки организма растений при подготовке к зимнему покою.
160 140 І 120 100
IS
І 60 5 40
20
0
80
□ Cladonia amaurocraea
□ Cladonia rangiferina
□ Cladina stellaris
Рис. 2. Динамика активности пероксидазы в слоевищах лишайников в зависимости от сезона года
У всех исследованных видов лишайников активность пероксидазы с января по апрель остается примерно на одном уровне.
Аскорбиновая кислота является важным компонентом биологической антиоксидантной системы, тесно взаимосвязанным с глутатионом (в-8Н) и токоферолом. По полученным нами результатам, содержание аскорбиновой кислоты в исследованных лишайниках имеет примерно такую же динамику изменений в зависимости от сезона года, как и содержание НМАО (рис. 3).
о.
ш
ш
t.
m
о
|_
s
□ Cladonia amaurocraea
□ Cladonia rangiferina
□ Cladina stellaris
o'0
№
Рис. 1. Динамика накопления НМАО в слоевищах лишайников в зависимости от сезона года
Пероксидаза является ферментом, также обладающим антиоксидантными свойствами. Это весьма динамичный фермент, чутко реагирующий при различных воздействиях на растительный организм. Большое значение придается пероксидазе в устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды [10]. По нашим данным (рис. 2), активность пероксидазы в лишайниках Сladonia атаигосгаеа осенью снижается на 49%, а у Сladonia rangiferina и Сladonia stellaris повышается на 13 и 7% соответственно.
0,2 1 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0
□ Cladonia amaurocraea
□ Cladonia rangiferina
□ Cladina stellaris
//
Рис. 3. Динамика активности аскорбиновой кислоты в слоевищах лишайников в зависимости от сезона года
Как известно, полисахариды также усиленно накапливаются при воздействии стрессовых факторов, так как они участвуют при стабилизации биомембран, образуя эффективный барьер от адгезии [9].
Полисахариды имеют большое значение в строении мембраны клетки растений (в первую очередь, тилакоид-ных мембран), которые выполняют структурную и питательную функции. Они также способны связывать токсичные соединения, например, ионы тяжелых металлов.
При использовании в медицине они обладают противоязвенными, ранозаживляющими свойствами, антибактериальным, антивирусным, противолучевым, противоопухолевым действием, поэтому изучение полисахаридов имеет большое практическое значение.
Во всех исследованных нами лишайниках происходит накопление полисахаридов: у Сladonia атаигосгаеа - на 7%, у Сladonia rangiferina - на 29% и Сladina stellaris -на 10%, а в зимний и весенний периоды - их постепенное расходование в среднем на 4,5 и 6% соответственно (рис. 4). Накопление полисахаридов при стрессах связывают с их антиденатурационным действием на белковолипидные компоненты клеток, которые подвергаются дегидратации при стрессовых условиях.
□ Cladonia amaurocraea
□ Cladonia rangiferina
□ Cladina stellaris
Рис. 4. Содержание полисахаридов в лишайниках в зависимости от сезона года
Полученные результаты по характеру и степени изменений НМАО, пероксидазы, аскорбиновой кислоты и полисахаридов в годовом цикле роста и развития лишайников подтверждают защитную функцию данных биоантиоксидантов как эндогенного фактора обеспечения их зимостойкости.
Таким образом, у исследованных трех видов лишайников одним из способов адаптации к сезонным изменениям (осень-зима) является увеличение содержания низкомолекулярных антиоксидантов, накопление и расходование полисахаридов.
Л и т е р а т у р а
1. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем. -Киев: Наукова думка, 1983. - 367 с.
2. Егоров А.Д. Витамин С и каротин в растительности Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 248 с.
3. Ермаков А.И., Арасимович В.В. Методы биохимических исследований растений. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 456 с.
4. Кершенгольц Б.М. Структурное разнообразие биологически активных веществ - биохимическая основа толерантности организмов в стрессовых условиях среды // Терпимость: идеи и традиции: матер. Междунар. научной конф. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1995. - С. 179-184.
5. Стогний В.В, Журавская А.Н., Кершенгольц Б.М., Влияние условий произрастания растений на активность антиоксидантов различных видов дикорастущих растений // Растительные ресурсы. - Т. 36. - Вып. 1. - 2000. - С. 58.
6. Кузьмина С.С., Попова А.С. Зависимость накопления флавоноидов и аскорбиновой кислоты в дикорастущих растениях Якутии от условий произрастания // Наука и образование. - Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2001. - № 1. - С. 80-84.
7. Рогожин В.В. Методы биохимических исследований. -Якутск: Изд-во ЯГУ, 1999. - 113 с.
8. Сафонова М.Ю., Саканян Е.И. Лесиовская Е.Е. Спектрофотометрический метод определения содержания полисахаридов в слоевищах Cetraria islandica (L.) Ach // Растительные ресурсы. - 1999. - Т. 35. - Вып. 2. - С. 101-105.
9. Белоус А.М., Бондаренко В.А. Структурные изменения биомембран при охлаждении. - Киев: Наукова думка, 1982. -С. 254.
10. Рубин Б.А., Арциховская Е.В., Биохимия и физиология иммунитета растений. - М.: Высш. шк., 1968. - 412 с.
M.I. Solovieva, S.S. Kouzmina
Dynamics of accumulation of some biologically active substances in lichens depended
on a season of the year
Dynamics of accumulation of ascorbic acids, sum of low-molecular antioxidant, polysaccharide, peroxidase activity in three types of lichens p.Cladonia depended on a season of the year are studied. The level and character of seasonal changes in quantitative composition of given biologically active substances in the researched lichens are determined proving their adaptation to the changing environment. Key-words: antioxidant, polysaccharide, lichens, low-molecular antioxidant, peroxidase, ascorbic acid, seasons of the year, adaptation.
