Влияние физико-химических свойств и состава воды реки Дубны на состояние процессов перекисного окисления липидов в биологических системах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Принята к публикации 22.02.2024 г.

Изучена динамика физико-химических свойств и гидрохимических показателей воды р. Дубны с 18.04 2021 по 04.07.2021. Обнаружены повышение pH с ростом температуры воды и значительные колебания в ней концентраций ионов аммония, нитрита и фосфата. Показана перспективность использования математической обработки УФ-спектров проб воды по методу Гаусса, модельных биологических систем на основе природных липидов (низкотемпературное окисление лецитина и его способность к спонтанной агрегации в полярной среде) для оценки качества природной воды и ее влияния на регуляцию процессов окисления биообъектов. Так, анализ УФ-спектров выявил наличие в ней гидрофобных органических соединений в течение всего срока наблюдений, соединений с сопряженными двойными связями и N-содержащих соединений в конце апреля, свободных жирных кислот, органических соединений с карбонильной группой и P-содержащих соединений в конце мая и увеличение в пробах воды разнообразия компонентов в конце июня. Пробы воды, взятые в летний период, увеличивали интенсивность окисления лецитина более чем в 1.8 раза, а в течение всего периода наблюдений вызывали стадийные изменения размера сформированных им агрегатов и оказывали существенное влияние на величины их дзета-потенциала.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. О. Швыдкий

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: shishkina@sky.chph.ras.ru
Russian Federation, Москва

А. С. Дубовик

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: shishkina@sky.chph.ras.ru
Russian Federation, Москва

М. В. Козлов

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: shishkina@sky.chph.ras.ru
Russian Federation, Москва

А. Ю. Повх

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: shishkina@sky.chph.ras.ru
Russian Federation, Москва

Л. Н. Шишкина

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Author for correspondence.
Email: shishkina@sky.chph.ras.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Биологические мембраны: методы / Под ред. Дж.Б.С. Финдлея, В.Х. Эванза. М.: Мир, 1990. 423 с.
  2. Брин Э.Ф., Травин С.О. Моделирование механизмов химических реакций // Хим. физика. 1991. Т. 10. № 6. С. 830–837.
  3. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. М.: Мир, 1997. 624 с.
  4. ГОСТ 18309-2014
  5. ГОСТ 33045-2014
  6. Гуриков Ю.В., Бондаренко Н.Ф. Природная вода как окислительная система // ЖФХ. 2001. Т. 75. № 7. С. 1221–1224.
  7. Касаикина О.Т., Менгеле Е.А., Плащина И.Г. Окисление неионных поверхностно-активных веществ молекулярным кислородом // Коллоид. журн. 2016. Т. 78. № 6. С. 730–734.
  8. Коновалов А.И., Рыжкина И.С. Образование наноассоциатов – ключ к пониманию физико-химических и биологических свойств высокоразбавленных водных растворов // Изв. АН. Сер. хим. 2014. № 1. С. 1–14.
  9. Маракулина К.М., Крамор Р.В., Луканина Ю.К., Плащина И.Г., Поляков А.В., Федорова И.В., Чукичева И.Ю., Кучин А.В., Шишкина Л.Н. Влияние природных фосфолипидов на масштаб их взаимодействия с антиоксидантами нового класса – изоборнилфенолами // ЖФХ. 2016. Т. 90. № 2. С. 182–189.
  10. Пальмина Н.П., Мальцева Е.Л., Часовская Т.Е. Действие разбмавленных растворов биологически мактивных веществ на клеточные мембраны // Биофизика. 2014. Т. 59. № 4. С. 704–716.
  11. Шишкина Л.Н., Дубовик А.С., Козлов М.В., Повх А.Ю., Швыдкий В.О. Модельные системы для оценки воздействия компонентов водной среды на биологические объекты // Актуальные вопросы биологической физики и химии. 2022. Т. 7. № 1. С. 160–165.
  12. Шишкина Л.Н., Козлов М.В., Мазалецкая Л.И., Повх А.Ю., Швыдкий В.О., Шелудченко Н.И. Система регуляции перекисного окисления липидов как основа экологического тестирования // Хим. физика. 2020. Т. 30. № 6. С. 52–58.
  13. Шишкина Л.Н., Козлов М.В., Повх А.Ю., Швыдкий В.О. Роль перекисного окисления липидов в оценке последствий воздействия химических токсикантов на биообъекты // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 9. С. 57–63.
  14. Шишкина Л.Н., Кушнирева Е.В., Смотряева М.А. Новые подходы к оценке биологических последствий воздействия радиации в малых дозах // Радиацион. биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44. № 3. С. 289–295.
  15. Шишкина Л.Н., Повх А.Ю., Швыдкий В.О. Динамика состояния окислительных процессов в природных водах после аварии в коммунальной сети // Сб. ст. по материалам Международ. конф. “Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность–2021” / Под ред. Г.В. Кучерик, Ю.А. Омельченко. Севастополь: СевГУ, 2021, С. 100–106.
  16. Burlakova Ye.B., Pal’mina N.P., Mal’tseva Ye.L. Membrane Lipid Oxidation / Ed. C. Vigo Pelfrey. Boston: CRC Press,1991. V. III. P. 209–237.
  17. D’Autreaux B., Toledano M.B. ROS as signalling molecules: mechanism that generate sptcificity in ROS homeostasis // Nature Reviews | Molecular Cell Biol. 2007. V. 8. P. 813–824.
  18. Forman H.J., Maiorino M., Ursini F. Signaling Functions of Reactive Oxygen Species // Biochem. 2010. V. 49. P. 835–842.
  19. Gaschler M.M., Stockwell B.R. Lipid peroxidation and cell death // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017. V. 482. P. 419–425.
  20. Isakawa T., Matsushita S. Coloring conditions of thiobarbituric acid test for detesting lipid hydroperoxides // Lipids. 1980. V. 15. № 3. P. 137–140.
  21. Lordan R., Tsoupras A., Zabetakis I. Phospholipids of Animals and Marine Origin: Structure, Function, and Anti-Inflammatory Properties // Molecules. 2017. V. 22. № 11. P. 1964–1996.
  22. Membrane Lipid Oxidation / Ed. C. Vigo Pelfrey. Boston: CRC Press, 1991. V. III. 300 p.
  23. Mosca M., Ceglie A., Ambrosone L. Effect of membrane composition on lipid oxidation in liposomes // Chem. and Phys. Lipoids. 2011. V. 164. P. 158–165.
  24. Shesterkina N,M., Shesterkin V.P., Talanskaya V.S., Ri T.D. Soace and Time Variations of the Concentrations of Dissolves Forms of Microelements in Amur River Water // Water Res. 2020. V. 47. № 4. P. 629–540.
  25. Shishkina L.N., Klimovich M.A., Kozlov M V. Similarity Functioning of the Physicochemical Regulatory System on the Membrane and Organ Levels // Pharmaceutical and Medical Biotechnology. New Perspective / Eds R. Orlicki, C. Cienciala, L.P. Krylova, J. Pielichowski, G.E. Zaikov. N.Y.: Nova Sci. Publ., 2013. P. 151–157.
  26. Shvydkiy V., Dolgov S., Dubovik A., Kozlov M., Povkh A., Shishkina L., Duca G. New Aspects for the Estimation of the State of the Natural Water // Chem. J. Moldova. 2022. V. 17. № 2. P. 35–42.
  27. Shvydkiy V.O., Shtamm E.V., Skurlatov Yu.I., Vichutinskaya E.V., Zaitseva N.I., Semenyak L.V. Intoxication of the Natural Aqueous Medium Resulting from Disbalan of Redox and Free Radical Intrabacin Processes // Russ. J. Phys. Chem. B. 2017. V. 11. № 4. P. 643–651.
  28. Slotte J.O., Ramstedt B. The functional role of sphingomyelin in cell membranes // Eur. J. Sci. Technol. 2007. V. 109. P. 977–981.
  29. Sorokovikova L.V., Popovskaya G.I., Tomberg I.V., Bashenkhina N.V. Space-Time Variations of the Concentration of biogenic and organic Matter and Phytoplankton in the water of the Selenga river and its delta ranches // Water Res. 2009. V. 36. № 4. P. 443–453.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dynamics of changes in temperature (1) and pH (2) of Dubna River water from 18.04.2021 (coordinate 0 on the abscissa axis) to 04.07.2021

Download (95KB)
3. Fig. 2. Variability of ξ-potential content of lecithin aggregates in the presence of Dubna River water samples (1) and hydrophobic compounds in Dubna River water samples (2) from 18.04.2021 (coordinate 0 on the abscissa axis) to 04.07.2021. [Lecithin] = 4.3×10-5 mol/L

Download (81KB)
4. Fig. 3. UV-spectrum and its Gaussians of Dubna river water from 25.04.2021: 1, 5 - initial and calculated spectra, 2 - 196 nm, 3 - 232 nm, 4 - 250 nm

Download (56KB)
5. Fig. 4. UV-spectrum and its Gaussians of Dubna river water from 23.05.2021: 1, 5 - initial and calculated spectra, 2 - 192 nm, 3 - 219 nm, 4 - 264 nm

Download (55KB)
6. Fig. 5. UV-spectrum and its Gaussians of Dubna river water from 25.06.2021: 1, 2 - initial and calculated spectra

Download (60KB)
7. Fig. 6. Curves of lecithin aggregate size distribution by light scattering intensity in distilled water (1) and in the presence of Dubna River water from 25.04.2021 (2) and 26.05.2021 (3). [Lecithin] = 4.3×10-5 mol/L

Download (93KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».