2.3. Биоэнергетические методы

Обнаружить снижение качества среды, пока загрязнения не оказали необратимого повреждающего воздействия на организм, позволяет биоэнергетический подход.

Биоэнергетические методы основаны на том, что любой физиологический процесс требует затрат энергии. Количество энергии, затрачиваемой организмами на все физиологические процессы в единицу времени, является отражением интенсивности энергетического метаболизма, которая может быть измерена методом респирометрии. Такие анализы позволяют установить ранние изменения в физиологическом гомеостазе. Количество энергии, расходуемой на процессы роста особи в стрессовых условиях, всегда выше, чем в оптимальных, из-за дополнительных затрат энергии на компенсацию таких воздействий. Таким образом, количество энергии, расходуемой во время роста, является характеристикой качества среды [Шилов, 1997].

2.4. Иммунологические методы

В последнее время иммунологические методы нашли широкое применение во многих фундаментальных и прикладных науках [Хаитов и др., 2000]. Традиционно иммунологические методы применяются в клинико-диагностических исследованиях при различных патологиях человека. однако современные научные данные свидетельствуют о том, что у всех исследованных организмов от человека до низших беспозвоночных животных иммунологические реакции во многом сходны [Фонталин, 1988; Кондратьева и др., 2001; Lehrer et al., 1994; Roch, 1999]. При изменении условий среды обитания, возникновении заболеваний или антигенного воздействия наблюдаются достоверные изменения в составе и численности иммунокомпетентных клеток (спленоцитов, макрофагоподобных клеток и др.) и, как следствие, появление в полостных жидкостях цитотоксических белков и антимикробных пептидов [Хаитов и др., 1995; Кондратьева, Киташов, Рокк, 2001]. Подробные описания современных иммунологических методов исследований приведены в учебном пособии [Практикум по иммунологии, 2001]. Ниже даны краткие описания наиболее типичных иммунологических методов.

2.4.1. Митогенная активность спленоцитов позвоночных животных

Бласттрансформация, одна из наиболее общих реакций иммунной системы, отражает функциональное состояние спленоцитов – иммунокомпетентных клеток. Бласттрансформация представляет собой последовательность событий, в течение которых малые лимфоциты в ответ на различные стимулы претерпевают морфологические и метаболические изменения, приводящие к клеточной пролиферации и дифференцировке. Механизмы трансформации изучаются на модели поликлональной стимуляции лимфоцитов неспецифичными митогенами (веществами, вызывающими процесс митоза – деления клеток).

При постановке реакции бласттрансформации со стандартными митогенами (липополисахаридами – ЛПС, конконавалином А – КонА и др.), активирующими большую часть В- или Т-клеток в зависимости от вида митогена, ингибирование реакции может указывать на нарушение иммунологического статуса организма. Тест на способность лимфоцитов вступать в бласттрансформацию под влиянием поликлональных митогенов используют для оценки функционального состояния иммунной системы при различных заболеваниях, например иммунодефицитных состояниях (СПИД) и опухолевом росте. Показано, что в присутствии Т-митогенов цитотоксические Т-клетки обладают специфическим действием на присутствующие клетки-мишени. Наиболее распространенным методом оценки реакции бласттрансформации является измерение уровня синтеза ДНК с использованием радиоактивных изотопов.

2.4.2. 5-нуклеотидазная активность макрофагов

5-нуклеотидаза – один из основных ферментов пуринового катаболизма, присутствует в цитоплазматической мембране макрофагов. Имеются данные о значении 5-нуклеотидазы в усвоении нуклеотидов, в энергетическом обеспечении клеток, в реализации генетической информации. 5-нуклеотидаза играет важную роль в восприятии клетками сигналов, идущих из окружающей среды. Об этом свидетельствует сам факт мембранной локализации этого фермента, а также то, что 5-нуклеотидаза является важным регулятором уровня циклического АМФ. Последний, как известно, является многоцелевым мессенджером (курьером), т. е. обеспечивает передачу сигналов от наружной мембраны внутрь клетки. При ряде иммунодефицитных состояний отмечена неполноценность данного фермента или отсутствие его в лимфоидных клетках. Продукт 5-нуклеотидазы – аденозин – рассматривают в качестве одного из важных регуляторов многих физиологических функций, в том числе иммунологической.

Установлено, что 5-нуклеотидаза является одним из факторов естественной устойчивости (резистентности) организма. Имеются сведения о взаимосвязи активности 5-нуклеотидазы с уровнем естественной резистентности организма к инфекции, с радиорезистентностью животных.

Активность 5-нуклеотидазы связана с состоянием нейроэндокринной системы, она зависит от уровня глюкокортикоидов в крови и показателей белкового обмена. Показана разнонаправленность изменений активности 5-нуклеотидазы при иммуностимулирующих и иммуносупрессирующих воздействиях. При иммуностимуляции наблюдается снижение ферментативной активности, при иммуносупрессии – увеличение активности 5-нуклеотидазs.