Ключевые моменты:
• Клетки как биосенсоры для изучения индивидуальной и комбинированной токсичности.
• Кинетические механизмы действия токсикантов на уровне ферментов и на клетку в целом.
• Энергия активация гибели S. ambigua как универсальный параметр токсичности химических веществ.
1. Характеристика клеточных биосенсоров
Индивидуальное и комбинированное действие ксенобиотиков можно изучать на основе кинетики превращений клеточных культур или простейших организмов. Такой подход имеет ряд преимуществ перед использованием лабораторных животных (млекопитающих): снимается ряд этических проблем; одноклеточные организмы дают обширную информацию при относительно небольших материальных затратах; упрощается трактовка механизмов токсичности на субклеточном и надмолекулярном уровнях.
Для изучения токсичности ксенобиотиков органической и неорганической природы можно использовать инфузорию Paramecium caudatum и дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiaea. Для исследования водных растворов сложного состава (в том числе содержащих высокомолекулярные соединения, поверхностно-активные вещества) предпочтительнее использовать свободноживущих в объемной фазе простейших Spirostomum ambigua.
Spirostomum ambigua (Mtiller O.F., 1786) - одна из наиболее распространенных спиральноресничных инфузорий (Spirostomidae, Heterotricha, Ciliophora), классический объект исследований в биологии клетки. S. ambigua широко используется в качестве биоиндикатора при исследовании состояния окружающей среды.
Тело инфузории - одна лентовидная, несколько дорсовентрально уплощенная клетка длиной около 1 мм (рис. 1).
Отношение длины к ширине тела примерно 1:10, макронуклеус четковидный, ротовой аппарат доходит до задней трети тела. При малейшем воздействии клетка дает мгновенный ответ, сокращаясь по длине в 2-3 раза. Параметры сокращения зависят от температуры. В норме S. ambigua совершает свободные передвижения в толще раствора с чередо-