Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки) вып.3/2024(3)

Обнаруженные нами корреляции также свидетельствуют о наличии взаимосвязей в накоплении элементов и БАВ, что в свою очередь требует дальнейшего изучения в контексте биохимии и физиологии водорослей. Маннит почти повсеместно присутствует в бурых водорослях, являясь основным продуктом фотосинтеза (Усов, Клочкова, 1994). Об изменчивости содержания маннита в морских бурых водорослях сообщалось во многих исследованиях (The osmotic . , 1985). Так, например, концентрация маннита резко снижалась (на 72 %) у водорослей S. fusiforme при остром стрессе, вызванном избытком Cu, и лишь на 14 % - при хроническом стрессе, что указывает на увеличение проницаемости клеток (Equilibrium ..., 2014). У некоторых дрожжей добавление Cu2+ активирует маннитдегидрогеназу, участвующую в биосинтезе маннита, что приводит к увеличению продукции маннита. Однако мало что известно о влиянии Cu на эти ферменты, участвующие в метаболизме маннита, особенно у бурых водорослей. В клеточной мембране Cu может влиять на проницаемость клеток (Overnell, 1975; Sunda, Huntsman, 1983). Было показано, что морские водоросли с большим количеством отрицательно заряженных групп за счет наличия полисахаридов в клеточной стенке могут накапливать в ней больше металлов (Fourest, Volesky, 1997) и что эти морские водоросли могут увеличивать количество биомолекул с отрицательным зарядом в ответ на токсичность тяжелых металлов (Brown . , 2010). Это указывает не только на то, что клеточная стенка действует как место связывания катионов, но и на то, что морские водоросли могут активно использовать клеточную стенку для предотвращения токсического действия катионов (Do we ..., 2023). Так, например, альгинаты в основном отвечают за естественную ионообменную способность бурых водорослей. Их уникальная макромолекулярная структура приводит к селективному связыванию металлов (Davis et al., 2003). Альгинаты играют ключевую роль в биосорбции бурыми водорослями, поскольку было показано, что при связывании с альгинатом между металлами происходит ионный обмен. Есть данные об усиленном высвобождении ионов (Ca2+, K+, Mg2+, Na+) из водоросли A. nodosum при реакции с водным раствором, содержащим Co, по сравнению с раствором, не содержащим Co (Kuyucak, Volesky, 1989; Davis et al., 2003). Однако это не единственный механизм, которым обладают морские водоросли для предотвращения токсического действия металлов. Как только металлы попадают в клетки, морские водоросли вырабатывают антиоксиданты, препятствуя окислению клеточных компонентов, вызванного активными формами кислорода (АФК), тем самым предотвращая токсическое повреждение, а также они могут вырабатывать хелаторы металлов для инактивации катионов (Heavy ..., 2003; Moenne et al., 2016). Морские водоросли выделяют из своих клеток растворенные полифенольные соединения, которые хелатируют металлы в толще воды, тем самым изменяя их биодоступность в окружающей воде и уменьшая накопление и поглощение клетками (Connan, Stengel, 2011). Эти полифенольные соединения в больших количествах выделяются бурыми водорослями и являются важными хелаторами металлов в окружающей среде (Ragan, Jensen, 1979; Ragan et al., 1980; Sueur et al., 1982; The release ..., 1999; Swanson, Druehl, 2002; Extra-cellular ..., 2006). Фенольные соединения связаны с физодами (очень мелкими вакуолями) в клетках бурых морских водорослей. Их содержание отличается у видов бурых водорослей, а также в разных частях слоевищ (Haug, Larsen, 1958; Pedersen, 1984), а выделение может быть вызвано различными причинами, которые могут влиять на способность конкретных тканей водорослей накапливать металлы (Ragan, Jensen, 1979; Swanson, Druehl, 2002; Extra-cellular . , 2006). Выявленную в данном исследовании высокую положительную корреляцию полифенолов с Zn (рисунки 5, 6) можно объяснить селективностью данной группы БАВ к этому металлу (Myklestad et al., 1978). Цинк поглощается посредством мембранного транспорта и связывается с веществами внутри мембран, имеющими высокое сродство к цинку (Skipnes et al., 1975). Для A. nodosum в период размножения нами отмечена прямая корреляция содержания Zn и Mn, которая в стерильном периоде становится обратной. Такая же обратная корреляция была описана для бурой водоросли Palmaria lanosa (Ryan et al., 2012). В другом исследовании было обнаружено, что Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2024. Т. 3, № 3. С. 47-60. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2024. Vol. 3, No. 3. P. 47-60. © Даурцева А. В., Горшенина Е. В., Облучинская Е. Д., 2024 54