Колебания уровня солености вызвали стресс у мидий

Ученые оценили влияние краткосрочных колебаний солености воды на уровень окислительного стресса и активность антиоксидантной системы в организме мидий. Оказалось, что, когда мидии подвергаются стрессовым условиям, происходит повышение уровня активных форм кислорода в клетках, что может вызывать окислительный стресс. Антиоксидантные ферменты служат для защиты тканей от его негативных последствий. В целом изучение воздействия высокой солености на морские организмы позволяет лучше понять адаптационные механизмы организмов к изменяющимся условиям среды и оценить экологические, климатические и экономические последствия таких изменений. Результаты исследования опубликованы в Ecologica Montenegrina.

Гиперсоленость водоема предполагает повышенную концентрацию солей в нем. Мидии нуждаются в определенном уровне солености, при котором они могут эффективно контролировать водный баланс и обмен веществ. При избытке соли мидии могут испытывать гиперосмотический стресс. Последствием такого стресса может стать выход воды из тканей мидии, что может привести к обезвоживанию и нарушению функционирования клеток и органов. Если же окружающая среда имеет низкую соленость и концентрация растворенных веществ в водоеме ниже, чем в организме мидии, моллюски испытывают, наоборот, гипоосмотический стресс.

При этом и гипер-, и гипоосмотические условия приводят к окислительному стрессу у мидий, когда уровень активных форм кислорода, таких как перекись и супероксид-радикал, увеличивается. Эти молекулы могут повредить клетки и ткани мидий. Для борьбы с окислительным стрессом и защиты тканей от вредных эффектов активных форм кислорода в организме мидий есть специальный защитный механизм, состоящий из антиоксидантных ферментов. Эти ферменты помогают предотвратить повреждение клеток и тканей и поддерживать их нормальное функционирование.

Ученые из Лаборатории экологической иммунологии водных организмов Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН исследовали влияние солевого стресса на внутренние процессы мидии Mytilus galloprovincialis. Авторы провели эксперименты, в ходе которых мидии подвергались кратковременному воздействию высокой (20–40%) и низкой (6–14%) солености. Результаты показали, что оба типа стресса (гипоосмотический и гиперосмотический) способствуют образованию активных форм кислорода, повреждению молекул ДНК Mytilus galloprovincialis.

Дальнейшие эксперименты показали, что приспособление к низкому уровню солености (6–10%) снижает активность фермента, обеспечивающего защиту от повреждений супероксидным радикалом, но не влияет на активность фермента, разлагающего пероксид водорода.

Ученые отмечают, что воздействие высокой солености (24%) снизило активность обоих антиоксидантных ферментов, однако при солености 30% их активность восстановилась до исходного значения. Специалисты выяснили, что воздействие высокой солености связано с меньшим риском окислительного стресса у мидий. Это может быть связано с адаптацией мидий к высокой солености. В условиях повышенной солености организмы мидий могут активировать свои антиоксидантные механизмы для противостояния окислительному стрессу. Возможно, что при 30% солености мидии уже в достаточной степени активировали свои защитные системы, что приводит к восстановлению активности антиоксидантных ферментов.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».