CC BY
42
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ БЕЛЫХ КРЫС ПОСЛЕ ПЕРОРАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ ДЕЛЬТА-ЭНДОТОКСИНА BACILLUS THURINGIENSIS
© Терёхина Н.В.*, Каменек Л.К.
Ульяновский государственный университет, г. Ульяновск
Работа посвящена изучению токсичности дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis на основе определения активности фермента лактатде-гидрогеназы (ЛДГ) при пероралъном введении препарата. В ходе эксперимента было выявлено, что активность ЛДГ у животных опытных групп ниже, чем таковая у животных контрольной группы. Дальнейшая обработка полученных результатов позволила сделать выводы о влиянии эндотоксина на продолжительность жизни и массу лабораторных животных, выражающуюся в их увеличении.
Ключевые слова трансгенные растения, дельта-эндотоксин, Bacillus thuringiensis, лактатдегидрогеназа, пероральное введение, белые крысы.
В настоящее время осуществляется широкое внедрение в сельскохозяйственное производство растений, модифицированных геном токсинообразо-вания Bacillus thuringiensis, и уже более 90 % рынка биоинсектицидов занимают препараты, содержащие его спорово-кристаллические комплексы [1-3]. В связи с этим неизбежно попадание токсина в организм животных и человека. Существуют данные о безвредности дельта-эндотоксина для млекопитающих, основанные лишь на изучении его прямой токсичности. При этом в современных литературных источниках имеется очень мало данных о влиянии дельта-эндотоксина на биохимические показатели крови животных. Известно, что кишечный сок насекомого имеет щелочную среду, где дельта-эндотоксин Bacillus thuringiensis из неактивного состояния переходит в активное - истинный токсин, и разобщает процессы окислительного фосфорили-рования и дыхания в организме насекомого [4]. Попадая же в организм животного, где pH кишечника кислая, эндотоксин не может перейти в истинный, и поэтому он не оказывает прямого токсического воздействия, но может всасываться в кишечнике и взаимодействовать с элементами крови. При длительном воздействии токсических веществ в малых концентрациях могут выявляться скрытые изменения ряда биохимических показателей крови, которая является чувствительным индикатором, отражающим состояние организма в целом [5, 6].
Таким образом, актуальной на настоящий момент является оценка действия дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis на состояние организма жи-
* Доцент кафедры Общей и биологической химии, кандидат биологических наук.
вотного, что дает возможность охарактеризовать безопасность применения препаратов на его основе.
Цель исследования - изучить активность лактатдегидрогеназы в сыворотке крови лабораторных животных, а также определить изменение массы тела и продолжительность жизни белых крыс при пероральном введении дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis.
Материалом исследования послужили 40 беспородных белых крыс, которых в возрасте 240 суток разделили на контрольную и три (I, II, III) опытные группы. Исследуемый период постнатального онтогенеза включает фазы стабильного и регрессивного роста животных [7].
Животным I, II и III опытных групп ежедневно в течение 3 месяцев пе-рорально с пищей вводили кристаллы дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis в концентрациях 4 мг/кг, 8 мг/кг и 16 мг/кг соответственно.
Для биохимического исследования сывороток крови экспериментальных животных использовали набор для определения активности лактатде-гидрогеназы: «ЛДГ-01-ВИТАЛ». Полученные данные подвергали статистической обработке с определением критерия значимости (Т) по Стьюденту, уровень значимости был принят р < 0,05 [8]. Взвешивание животных проводилось еженедельно перед кормлением с помощью весов лабораторных электронных ВМ 153М.
В ходе нашего исследования установлено, что активность лактатдегид-рогеназы в сыворотке крови у животных I и II опытных групп составляет 2887,5 ± 197,72 Е/л и 3550 ± 158,11 Е/л соответственно. Тогда как у животных контрольной группы этот показатель составляет 4740 ± 304,76 Е/л, а у животных III опытной группы - 4400 ± 228,04 Е/л (рис. 1).
Снижение активности данного фермента у животных I и II опытных групп (р < 0,05), вероятно, обусловлено усилением аэробности условий, которое было вызвано действием дельта-эндотоксина.
с;
ш |_
ч с л
0
1
ш s
6000
4000
2000
—1— 4740
2887,5 -1- 3550
Группы животных
□ Животные контрольной группы
□ Животные II опытной группы
] Животные I опытной группы I Животные III опытной группы
0
Рис. 1. Активность ЛДГ в сыворотке крови животных экспериментальных групп
Молекулярная биология и биохимия
11
При пероральном введении крысам дельта-эндотоксина Bacillus thu-ringiensis в общем состоянии животных опытных групп не было отмечено каких-либо особенностей. Их общий внешний вид, состояние шерстистого покрова, потребление корма и воды не отличались от животных контрольной группы. Примечательно, что продолжительность жизни животных III опытной группы на 4 % превышает таковую животных контрольной и I, II опытных групп. Увеличение средней массы животных I опытной группы составляет 16 %, II опытной группы - 19 %, III опытной группы - 20 %, тогда как этот показатель у животных контрольной группы равен лишь 9 % (табл. 1).
Таблица 1
Увеличение средней массы животных контрольной и опытных групп
Группа животных Средняя масса животных в начале эксперимента, г Средняя масса животных в конце эксперимента, г Прирост массы животных, %
Контрольная 271,5 ± 5,8 298,29 ± 2,31 9
I опытная 280,67 ± 7 335,16 ± 5,3* 16
II опытная 276,4 ± 6,36 342,3 ± 6,35" 19
III опытная 275,56 ± 8,58 342,43 ± 7,76" 20
Примечание: * - достоверные отличия от контрольных значений (р < 0,05).
Таким образом, пероральное введение дельта-эндотоксина Bacillus thu-ringiensis оказывает существенное влияние на биохимические показатели сыворотки крови белых крыс, а также на продолжительность их жизни и массу. Наблюдаемое снижение активности фермента ЛДГ в сыворотке крови у животных всех опытных групп под действием дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis может свидетельствовать, на наш взгляд, об уменьшении степени разрушения клеток с возрастом.
Список литературы:
1. Вершинина В.И. Продукты на основе микробной биомассы / В.И. Вершинина, Ф.К. Алимова // Микробная биотехнология. - Казань: Унипресс: ДАС, 2000. - С. 125-200.
2. Киль В.И. Выгоды и преимущества возделывания трансгенных растений / В.И. Киль, В.Я. Исмаилов, В.Д. Надыкта // Достижения науки и техники АПК. - 2003. - № 10. - С. 26-30.
3. Соколов М.С. Потенциальный риск возделывания трансгенных растений и потребления их урожая / М.С. Соколов, А.И. Марченко // Сельскохозяйственная биология. - 2002. - № 5. - С. 3-23.
4. Каменек Л.К. Влияние 5-эндотоксина Bacillus thuringiensis на активный транспорт ионов у насекомых / Л.К. Каменек, М.В. Штерншис // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. - 1984. - Вып. 3. - С. 113-117.
5. Северин С.Е. Функциональная активность ферментов и пути ее регуляции: сб. ст. / С.Е. Северин, Г. А. Кочетова; под ред. С.Е. Северина, Г.А. Ко-четова. - М.: Изд-во МГУ 1981. - 204 с.
6. Феклина М.С. Влияние дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis на клетки крови животных IN VIVO: автореферат дисс. ... канд. биол. наук: 03.00.07 / М.С. Феклина. - Саратов, 2010. - 22 с.
7. Махинько В.И. Константы роста и функциональные периоды развития в постнатальной жизни белых крыс / В.И. Махинько, В.И. Никитин // Молекулярные и физиологические механизмы возрастного развития: сб. науч. работ. - К.: Наукова Думка, 1975. - С. 308-326.
8. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 343 с.
