ДРОЖЖИ (SACCHAROMYCES CEREVISIAE) КАК БИОАККУМУЛЯТОРЫ КАТИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЖИДКИХ СРЕД

© И.Н.Лыков, Р.А.Гаранин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2005 г.

Многие микроорганизмы при определенных условиях способны поглощать из растворов катионы тяжелых металлов. К их числу относятся и дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Это подтверждено предварительными исследованиями. В ходе дальнейших исследований по биоаккумуляции установлено, что при достижении определенной концентрации тяжелых металлов клетки включают механизмы выживания, что проявляется в активном выносе металла из клетки обратно в среду.

Рассмотрим сходство и отличия этих механизмов для некоторых тяжелых металлов. При достижении концентрации соли сульфата меди (II) в жидкой среде 200 мг/л мы наблюдали активный транспорт металла из клетки обратно в среду. Таким образом, клетка делает попытку избавиться от металла, который достиг для нее токсичного порога. Это сопровождается снижением темпов отмирания клеток. При увеличении концентрации соли в жидкой среде до 300 мг/л активный транспорт тяжелого металла из клетки снижается, а отмирание клеток увеличивается. Начинаются физико-химические процессы сорбции металла на поверхности и живых, и мертвых клеток.

Аналогичные результаты получены при использовании хлорида цинка. При увеличении концентрации соли в жидкой среде до 1000 мг/л мы вновь сталкиваемся с вышеупомянутым активным транспортом катиона металла из клетки (назовем его условно механизм «α»). При этом наблюдается плавное снижение количества живых клеток. При увеличении концентрации соли в жидкой среде до 2000 мг/л механизм «α» продолжает работать, но, возможно, к нему подключается еще один механизм активного выноса металла из клетки (назовем его условно механизм «β»). Он сопровождается дальнейшим снижением жизнеспособности клеток. Дальнейшее увеличение концентрации соли в жидкой среде до 2600 мг/л мы обнаруживаем третий по порядку механизм – «γ». Далее механизм «γ» уже не справляется с выносом металла из клетки, и начинается процесс сорбции тяжелого металла на поверхности клеточной стенки.

Исходя из вышеизложенного, мы пришли к выводу, что мы имеем дело со сложными биохимическими и физико-химическими процессами, протекающими в клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Они проявляются в том, что наряду с биоаккумуляцией в живой клетке обнаруживают себя и процессы обратные, направленные на удаление из клетки вредных для нее металлов с токсичной концентрацией.