Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ БИОТОКСИЧНОСТИ СУЛЬФАТА И НИТРАТА КОБАЛЬТА НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ РОДА LACTOBACILLUS

Вельш О.А. 1 Хадиева Э.Р. 1 Баранова А.П. 1 Сизенцов Я.А. 1
1 Оренбургский государственный университет
Важнейшую роль в жизнедеятельности любого высшего организма играют симбионтные микроорганизмы, формирующие микрофлору кишечника. В норме микробная флора выстилает слизистую оболочку в виде биопленки, являющейся «дополнительным органом» метаболической регуляции. Нормальной микрофлорой принято считать качественное и количественное соотношение разнообразных популяций микробов, поддерживающих биохимическое, метаболическое и иммунное равновесие макроорганизма, необходимое для сохранения здоровья. Целью исследования являлась сравнительная оценка воздействия солей кобальта с разным анионным компонентом на представителя микрофлоры кишечника крыс бактерий рода Lactobacillus. В результате исследования было выявлено, что нитрат кбальта обладает высокой биотоксичностью, в сравнении с сульфатом кобальта, в отношении представителя микрофлоры кишечника крыс.
микрофлора кишечника
кобальт
биотоксичность
эссенциальный элемент
металл
1 Климова, Т. А. Значение эссенциальных элементов в жизнедеятельности микроорганизмов / Т. А. Климова, Е. С. Барышева // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. – 2017. –№ 3. – С. 1925-1927.
2 Яшхиева, М. Ш. Эссенциальные и неэссенциальные элементы / М. Ш. Яшхиева // Молодежь и XXI век. – 2015. - № 5. – С. 387-391.
3 Taylor A., Marks V. Сobalt: a review // J. Hum. Nutr. – 1978. – Vol. 32. – P. 145 – 177.
4 Авцын, А. П. Микроэлементозы человека / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков – Москва: Медицина, 1991. – 496 с.
5 Калиман, П. А. Влияние хлорида кобальта на активность ключевых ферментов метаболизма гема в печени крысы / П. А. Калиман, И. В.Беловецкая // Биохимия. – 1986. – Т. 51, № 8. – С. 1307– 1308.
6 Переломов, В. Л. Молекулярные механизмы взаимодействия микроорганизмов и микроэлементов / В. Л. Переломов, А. Н. Чулин // Успехи современной биологии. – 2013. – № 5. – С. 452-471.
7 Mullen, L. D. Bacterial sorption of heavy metal / L. D. Mullen // Appl. Environ Microbiol. -1989- Vol. 55. – P. 3143–3149.

На сегодняшний день элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или при недостаточном содержании организм перестает расти и развиваться, то есть он не может осуществлять свой жизненный цикл. Известно, что к эссенциальными, или же к жизненно необходимыми, относят микроэлемент кобальт (Co) на ровне с другими элементами такие как: железо, медь, цинк, марганец, хром, селен, молибден, йод и фтор. Нужно отметить, что не все микроэлементы являются эссенциальными, так как значительное число микроэлементов токсичны [1].

Известно, что кобальт – ферромагнетик, то есть у него наблюдается появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры Кюри. Точка Кюри у данного метала – 1121 °C. Кобальт входит в состав минералов такие каклиннеит(Co3S4),сферокобальтит (CoCO3) и смальтин (CoAs2) [2].

Не секрет, что кобальт как микроэлемент необходим всем живым организмам. Кобальт играет одну из главнейших ролей в организме человека: благодаря этому микроэлементу происходит усиление внутри организма кровообразовательного процесса. В крови человека содержание кобальта составляет около 0.238 мг/кг, при этом в эритроцитах его среднее количество от 0.059 до 0.13, а в сыворотке примерно – от 0.0055 до 0.40 мг/кг [3].

Не стоит забывать его другие не мало важные функции, такие как выработка инсулина и повышение фагоцитарной деятельности лейкоцитов, отвечающей за иммунитет. Биологическая роль данного микроэлемента в организме человека заключается в том, что он присутствует в молекуле витамина В12 (цианокоболамина), в которой его массовая доля составляет 4 %. У человека он является коферментом ряда жизненно важных ферментов такие как рибонуклеозидтрифосфатредуктазы, метилтрансферазы иметилмалонил-СоА-мутазы. Недостаток витамина В12 приводит к злокачественной анемии у человека [4].

Менее известно то, что в составе активного центра ряда ферментов содержится кобальт, который не входит в состав витамина В12. Это метилмалонил-СоА-карбоксилтрансфераза и пропионил-СоА-карбоксилаза. Кобальт может выступать в качестве кофермента также в составе некоторых пирофосфатаз, пептидаз, аргиназы. Есть сведения о том, что кобальт может влиять на активность ферментов, в частности, аденилатциклазы и ряда других. Особое влияние он оказывает на ферменты метаболизма гема [5].

Некоторые металлы являются жизненно необходимыми для микроорганизмов. В качестве примера можно привести железосвязывающие белки трансферин, которые выполняют функцию переноса трехвалентного железа. При изучении взаимодействия металлов с микроорганизмами стоит помнить, что металлы могут оказывать и токсическое действие на микроорганизмы. Одними из ярких примеров проявления токсического воздействия металлов на микроорганизмы являются: ионы тяжелых металлов играют роль антиметаболитов, в результате чего ингибируются определенные биохимические процессы, которые сопровождаются нарушением функции клеток и торможением клеточного роста; ионы тяжелых металлов могут образовывать стабильные хелаты, с важными метаболитами или же катализировать распад таких метаболитов, в результате чего они становятся недоступными для клетки [6, 7].

Таким образом, нами была опредена цель: провести сравнительную оценку воздействия солей кобальта на рост бактерий рода Lactobacillus. В ходе исследования нами была выделена из кишечника крыс чистая культура L. acidophilus. Регулирующим фактором в эксперименте были выбраны соли кобальта: CoSO4*7H2O, CoNO3*6H2O. Оценку биотоксичности солей кобальта проводили методом агаровых лунок. Исследуемые концентрации солей начального разведения 2 моль/л были получены методом серийных разведений.

Исходя из данных представленных в таблице 1, можно отметить, что больший токсический эффект на лактобациллы оказывает нитрат кобальта, так как его зона ингибирования наблюдается при низких концентрациях соли (0,125 моль/л). В отношении воздействия сульфата свинца L. acidophilus обладает относительно высокой резистентностью. Однако в двух начальных концентрациях сульфата кобальта (2-1,5 моль/л) рост микроорганизмов не был обнаружен. Это говорит о низкой биотоксичности CoSO4*7H2O в отношении представителя микробиоты кишечника крыс L. acidophilus.

Таблица 1 – Оценка биотоксичности сульфата и нитрата кобальта в отношении L.acidophilus

Микроорганизм

Соли металла

Концентрация, моль/л

2

1,5

0,5

0,25

0,125

0,0625

0,0312

L. acidophilus

CoSO4*7H2O

20,67±0,42

13,00±0,52

R

R

R

R

R

CoNO3*6H2O

29,50±0,76

23,17±0,75

16,33±1,69

11,67±0,99

8,00±1,61

R

R

R - резистентность

При проведении сравнительного анализа данных можно сделать вывод о том, что нитрат кобальта является наиболее токсичным соединением в отношении бактерий L.acidophilus, нежели сульфат кобальта.


Библиографическая ссылка

Вельш О.А., Хадиева Э.Р., Баранова А.П., Сизенцов Я.А. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СТЕПЕНИ БИОТОКСИЧНОСТИ СУЛЬФАТА И НИТРАТА КОБАЛЬТА НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ РОДА LACTOBACILLUS // Международный студенческий научный вестник. – 2022. – № 1. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=20892 (дата обращения: 27.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674