Павлюкова Н.Ф.

Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара

Вплив фтористих сполук на біохімічні показники проростків гороху

Активізація впливу антропогенного фактора за останні роки призвела до загострення чисельних проблем, пов’язаних зі станом навколишнього середовища. Однією з них є порушення функціонування захисних систем живих організмів під впливом несприятливих факторів довкілля.

Негативно діють на рослину практично всі викиди, але найбільшої уваги заслуговують так звані приоритетні речовини: окіс сірки та азоту, сполуки фтору.

Наявність в повітрі навіть в малих дозах токсичних речовин викликає негативну реакцію у рослин. Забруднювачі проникають в рослинний організм безпосередньо через корінь та внутрішньоклітинний простір, де адсорбуються і можуть взаємодіяти з компонентами клітин. В залежності від інтенсивності і часу дії токсикантів відбуваються порушення фізіологічних функцій: пригнічується діяльність ферментних систем, пошкоджуються та відмирають окремі групи клітин та ділянки тканин, що інколи веде до загибелі рослини в цілому.

Немалу роль в забрудненні навколишнього середовища відіграють сполуки фтору. Вони є найбільш розповсюдженими і токсичними для рослин і інших організмів. Виробництво кольорових металів є найбільшим джерелом забруднення повітря сполуками фтору, сірки та вуглецю.

Забруднення атмосфери цими речовинами роблять актуальним пошук шляхів нейтралізації їх пагубної дії на живі організми. Важливу роль в зниженні забруднення виконують рослини. Синтезуючи органічну речовину, вони включають в метаболізм інгредієнти промислових викидів і цим зменшують їх концентрацію в біосфері.

Адаптація рослин до різноманітних негативних впливів передбачає мобілізацію або ж формування відповідних захисних систем.

Стійкість рослин до фтористих сполук забезпечується молекулярними та фізіологічними механізмами і залежить від видових особливостей організму. Важливою захисною системою рослин є система глутатіону, яка захищає організм від згубної дії продуктів пероксидного окиснення ліпідів, регулює окисно-відновні процеси, знешкоджує ксенобіотики, виконує радіопротекторні функції. Аскорбіновій кислоти належить значна роль в процесах детоксикації перекису водню та інших вільних радикалів, які можуть утворюватись в клітинах за умов стресової дії різних факторів. Роботами багатьох авторів було неодноразово показано, що рослини під натиском техногенних викидів збільшують синтез вітаміну С та глутатіону.

Метою роботи було з’ясувати особливості функціонування антиоксидантної системи проростків гороху за умов шести-, дев’яти – та дванадцятидобового впливу іонів фтору в лабораторних умовах. В даній роботі використовувався вегетаційний метод вирощування рослин на водних культурах, в якості джерела F використовували фторид натрію.

Виконані нами дослідження свідчать, що на 6 добу дії фтору та надходження його через кореневу систему до рослин спостерігається закономірність підвищення рівня глутатіону та аскорбінової кислоти як в коренях, так і в листях проростків. Причому встановлено, що найбільші темпи накопичення цих антиоксидантів, в порівнянні з контролем, спостерігаються в коренях проростків. З підвищенням концентрації фтору в живильному середовищі зростає і вміст глутатіону і аскорбінової кислоти в досліджених органах. Так, вже у коренях проростків, що вирощені на середовищі з додаванням фтору в концентрації 10 мг/л підвищення антиоксидантів становило 44 % до контролю, тоді як в листках – 16 %. При концентрації фтору 100 мг/л в коренях накопичувалося на 86 % більше їх, в порівнянні з контролем, тоді як в листках – на 34 %.

Наведені вище цифри свідчать про те, що за умов надходження токсиканту через кореневу систему більший вміст глутатіону і аскорбінової кислоти спостерігається в коренях, ніж в листках. На нашу думку отримані дані можливо пояснити враховуючи той факт, що корені є першим «бар’єром» надходження токсиканту в рослини. Тому в них накопичується більша частка фтору, який спричиняє більшу продукцію глутатіону і аскорбінової кислоти для детоксикації продуктів такої стресової реакції організму. Рослини поступово адаптуються до високого рівня надходження фтору завдяки розвитку протистресових реакцій на різних рівнях організації рослинного організму. З подовженням терміну дії токсиканту на проростки рівень вмісту глутатіону і аскорбінової кислоти статистично достовірно не відрізнявся від контролю. Так, на 9 добових проростків кількість цих антиоксидантів статистично достовірно підвищується на 8-17 % лише в листках проростків. В коренях їх концентрація знаходиться на рівні контролю. Причому у проростків, що вирощені на середовищі з фтором в максимальній концентрації відмічено навіть статистично достовірне зниження вмісту антиоксидантів. На 12 добу експерименту тенденція щодо вмісту глутатіону і аскорбінової кислоти лишалося аналогічною вищеописаній. Можливим поясненням отриманих даних на нашу думку, є зв’язування в реакціях детоксикації продуктів, що утворюються в клітинах рослин при надлишковому надходженні фтору.

Виконані дослідження дозволили встановити, що впродовж перших 6 діб дії фтору в проростках гороху спостерігається статистично достовірне підвищення вмісту глутатіону та аскорбінової кислоти. Причому в більшій мірі підвищується рівень цих антиоксидантів в коренях. Подальший розвиток адаптивних реакцій до дії фтору, на нашу думку, призводить до зв’язування та використання цих антиоксидантів, що проявляється в зменшенні кількості продуктів первинних реакцій перикисного окиснення ліпідів. Отримані дані свідчать про те, що вміст глутатіону та аскорбінової кислоти зменшується або лишається на рівні контролю.