Грязная вода отнимает силы
Как воздействуют металлы на энергетический метаболизм рыб
В лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) провели обзор исследований, демонстрирующих, как металлы воздействуют на энергетические процессы в организме рыб. В обзоре анализируются ключевые процессы энергетического метаболизма и освещаются серьезные последствия загрязнения вод металлами для метаболизма рыб.
Фото: Дмитрий Духанин, Коммерсантъ
Фото: Дмитрий Духанин, Коммерсантъ
В исследовании отмечается, что металлы, накапливаясь в окружающей среде, наносят значительный вред не только качеству вод, но и здоровью водных организмов. Притом сохраняющееся даже после прекращения работы источников загрязнения хроническое полиметаллическое загрязнение вод становится серьезной проблемой, приводящей к накоплению металлов в организме рыб и нарушению их биологических процессов.
В работе приводится обзор ключевых процессов энергетического метаболизма.
Обзор важнейших метаболических путей: дыхательная цепь (A), гликолиз (Б), цикл трикарбоновых кислот (И) и система глутатиона (Г) (GSH — глутатион, GSSG — окисленный глутатион). Пунктирные стрелки показывают многоступенчатые реакции.
«Одной из ключевых тем исследования является влияние токсичности металлов на производство аденозинтрифосфата (АТФ) и эмиссии активных форм кислорода (АФК). Окислительно-восстановительные реакции — краеугольный камень как в продукции АТФ, эмиссии АФК, активации антиоксидантных ферментов, так и в воздействии токсичности металлов»,— прокомментировала ведущий научный сотрудник лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии, доктор географических наук Наталья Гашкина.
Металлы могут нарушать функцию митохондрий, ответственных за выработку энергии в клетках, что приводит к дополнительным энергетическим затратам для организма, и могут имитировать условия гипоксии, нарушая окислительный метаболизм и усиливая анаэробный метаболизм (когда кислород не требуется для протекания гликолиза, то есть окисления глюкозы). Помимо физиологических нужд дополнительные энергетические траты можно рассматривать как дополнительную меру воздействия токсичности металлов в контексте выживания. Организмы рыб вынуждены тратить больше энергии на борьбу с токсичностью металлов, тогда как снижение токсичной нагрузки может снизить энергетические затраты и позволить организмам перенаправить энергию на другие жизненно важные процессы, такие как рост, размножение.
Общая схема потоков энергии и влияющих условий (круги).
Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences (Gashkina, 2024).
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ.
Подготовлено при поддержке Минобрнауки