В своей работе автор исследует влияние воды из пластиковой тары на динамику численности инфузории туфельки и их пищу — бактерий. Данные исследования автор проводит уже на протяжении 3 лет. По результатам предыдущих исследований опубликованы научные статьи [1, 2]. Повсеместное использование пластика в пищевой промышленности в качестве упаковочной тары, делает работу особенно актуальной. Опираясь на проведенные исследования с использованием организмов разных трофических уровней, автор делает вывод о возможном механизме токсического влияния исследуемой воды на простейших. По его мнению, снижение численности инфузорий в популяции происходит из-за активации процесса свободно-радикального окисления, так как витамины, являясь антиоксидантами, положительно влияют на численность простейших, притом, что токсического влияния непосредственно на клетки инфузорий не выявлено.
На сегодняшний день для изготовления тары на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в мире производится более 18 миллионов тонн этого полимера [3], что соответствует более чем 400 миллиардам ПЭТ-бутылок (ПЭТ). Практичность в использовании ПЭТ завоевала им мировую известность. Однако данные о безопасности использования ПЭТ в пищевой промышленности противоречивы [3, 4, 5], что делает необходимым дальнейшие исследования на выявление возможной токсичности ПЭТ и других видов пищевого пластика.
В наших прошлых работах было установлено токсическое влияние воды из пластиковой тары при ее добавлении к культуре инфузорий туфельки. Это выражалось в сокращении числа особей с течением времени.
Эксперимент проводили в домашних условиях.
Исследовали влияние воды на простейших из пластиковой тары, изготовленной из полипропилена (ПП), полиэтилентерефталата (ПЭТ) и полиэтилентерефталата на 30 % состоящего из растительного сырья (ПЭТбио).
В наших прошлых исследованиях нами было установлено, что добавление воды к культуре инфузорий негативным образом сказывается на их численности. Это могло произойти по нескольким причинам:
токсическое действие на бактерий — основную пищу инфузорий;
токсическое действие на инфузорий на организменном уровне;
нарушение процесса клеточного деления инфузорий, повреждение генетического материала, и, как следствие, неспособность к размножению.
Также было обнаружено, что добавление витаминов снижает этот эффект.
Влияние исследуемой воды на инфузории и бактерии на популяционном уровне
Проведенные нами исследования подтвердили токсическое действие воды из тары, изготовленной из разных видов пластика на инфузорий туфелек. (рис. 1)
Рис. 1.
Уже через 3 суток в образцах с добавлением воды из ПЭТбио и ПП численность инфузорий была более чем в 2 раза ниже, чем в контрольном, а к 14 суткам более чем в 4 раза во всех образцах. На бактерий вода из пластиковой посуды оказала еще большее влияние: на 3 сутки наблюдений количество зарегистрированных колоний было почти в 3 раза меньше, чем в контрольном образце, а к 7 суткам — в 7 раз (рис. 2).
Рис. 2.
Однако, следует отметить, что и на 21 и на 35 сутки количество колоний не достигло нуля, хотя их и было меньше, чем в контроле, в отличие от инфузорий, которых практически не обнаруживалось уже к 21 дню наблюдений. Из полученных данных следует, что гибель инфузорий не связана напрямую с исчезновением их основной пищи — бактерий и не может быть описана экологической моделью хищник-жертва.
Добавление витаминов положительным образом сказалось на количестве инфузорий, к которым была добавлена вода из пластика (рис. 3–5).
Рис. 3.
Рис. 4.
Рис. 5.
В ряде случаев мы можем наблюдать даже превышение значений контрольных показателей.
Аналогичные данные были получены и при исследовании бактерий, но в меньшей степени (рис. 6–8).
Рис. 6.
Рис. 7.
Рис. 8.
В образцах с добавлением воды из ПЭТ все витамины оказали положительное действие на количество колоний по сравнению с образцами без добавления витаминов. То же самое можно было наблюдать и в образцах с добавлением воды из ПП, начиная с 7 суток. В образцах с добавлением воды из ПЭТбио численность бактериальных колоний повысилась при наличии витаминов А и Е. Неодинаковое действие витаминов в разных образцах с добавлением воды из различных пластиков, возможно, указывает на разные токсические агенты.
Исследование воды из ПЭТ на инфузорий на организменном уровне.
Проведенные исследования физиологического состояния парамеций не выявили прямого отравляющего действия воды из ПЭТ на простейших. Замедления функции выделительной вакуоли на 50 % наблюдалось только через 2 суток, после добавления исследуемой воды, но уже через сутки замедление сокращения вакуоли составило лишь 20 % (рис. 9). Следует отметить, что концентрация исследуемой воды была в 100 раз больше, чем в предыдущем эксперименте.
Рис. 9.
Таким образом, снижение численности в популяции инфузории туфельки происходит не из-за отсутствия пищи, и, как следствие, гибели от голода, и не из-за прямого отравляющего действия на простейших. Однако добавление витаминов оказывает положительное влияние на численность инфузорий в популяции. Витамины обладают антиоксидантными свойствами [11]. Это позволяет нам сделать вывод о том, что негативное действие воды из пластиковой посуды на численность парамеций, возможно, оказывает влияние на процессы клеточного деления и активизацию свободно-радикального окисления, как неспецифического ответа на действие токсиканта [9, 11] и лежащего в основе многих заболеваний. Так, показано, что токсическое действие на инфузорий оказывают соли тяжелых металлов [7], которые усиливают процесс свободно-радикального окисления [9]. Свободные радикалы, образующиеся при этом процессе, способны повреждать мембраны и цепочки ДНК, что делает клетку неспособной к делению [12]. Добавление же витаминов оказывает защитное действие на клетки, нормализуя процесс перекисного окисления липидов [9, 11].
Выводы
- Вода из тары, изготовленной из разных пластиков, отрицательно влияет на численность инфузории туфельки и их пищу — бактерий.
- Добавление витаминов на фоне токсического действия воды из пластиковой тары оказывает положительное влияние на численность инфузорий, а также на численность бактерий, но в меньшей степени.
- Вода из ПЭТ не оказывает токсического влияния на инфузорий на физиологическом уровне.
- Действие токсикантов, содержащихся в воде из пластиковой тары, снижает численность инфузорий в популяции, так как может препятствовать процессу клеточного деления, активизируя процесс свободно-радикального окисления.
Литература:
- Крайнов И. К. Влияние воды из пластиковых бутылок на простейших. //Юный ученый. № 1, февраль 2015. С. 80–84.
- Крайнов И. К. Влияние воды из пластиковых бутылок на простейших при добавлении витаминов. № 1, февраль 2015. С. 85–90.
- http://arpet.ru/pet/what-is-pet/
- http://barley-malt.ru/?p=8827
- http://medicalinsider.ru/news/4114-issledovateli-ne-sovetuyut-pit-tepluyu-vodu-iz-plastikovykh-butylok/
- Тертичная Мария Вадимовна. Использование клеточных культур при изучении действия Т-2 токсина: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. — Казань, 2005. — 113 с.
- Шемарова И. В. Сенсорные системы инфузорий TetrahymenaPyriformis в биотестировании экотоксикантов и биологически активных веществ: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук.- СПб, 2012.
- Виноходов Д. О. Научные основы биотестирования с использованием инфузорий: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук.- СПб, 2007.
- Еропкин М. Ю. Культура клеток как модельная система в биохимико-токсикологических исследованиях: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук.- СПб, 2004.
- Терехова В. А. Биотестирование почв: подходы проблемы. //Почвоведение. № 2, 2011. С.190–198.
- Карпухина О. В., Гумаргалиева К. З., Иноземцев А. В. Исследование металл-индуцированного окислительного процесса у одноклеточных организмов. //Фундаментальные исследования. № 11, 2013. С. 671–674.
- http://medbiol.ru/medbiol/antioks/0000b051.htm#00014ce4.htm
