Wpływ kadmu na mobilizację mechanizmów obronnych roślin i zwierząt

Abstract

Celem pracy było ustalenie czy podobne cząsteczki są zaangażowane w mobilizację mechanizmów obronnych u roślin i zwierząt poddanych działaniu toksycznych dawek jonów kadmu oraz wykazanie ewentualnego podobieństwa tych mechanizmów. Materiał roślinny stanowiły dwa genotypy pszenic: odmiana polska (cv. Kamila) i fińska (cv. Manu), a także rzepak (cv. Bojan). Efekty działania chlorku kadmu, o stężeniach 400 i 600 μmol/dm , badano poprzez określenie zmian parametrów biochemicznych siewek (przyrost masy, akumulacja jonów kadmu, zawartość mikro- i makroelementów), zmiany funkcjonalne chloroplastów (poziom barwników, aktywność fotosystemu PSII), indukcja reaktywnych form tlenu. Stymulację mechanizmów obronnych określono poprzez określenie zmian aktywności enzymów antyoksydacyjnych oraz syntezę kwasu askorbinowego. Analizowano również wpływ jonów selenu (2 μmol/dm3) na zmiany parametrów biochemicznych, które wykazały ochronny wpływ tych jonów w warunkach stresu kadmowego. Materiał zwierzęcy stanowiły samce myszy białej, dla których określono wpływ jednorazowej dawki chlorku kadmu (60 mg/kg masy ciała) na wątrobę i mózg. Przeprowadzono badania biochemiczne efektu działania stresu (masa tkanek, zawartość białek) oraz stymulacji reakcji obronnych (aktywność enzymów antyoksydacyjnych, stężenie kwasu askorbinowego). W pracy zbadano dodatkowo wpływ kwasu askorbinowego (50 mg/kg masy ciała) minimalizującego negatywne efekty stresu kadmowego w badanych narządach.

The aim of the work was to determine whether similar molecules are involved in the mobilization of defense mechanisms in plants and animals exposed to toxic doses of cadmium ions and to find out possible similarities between these mechanisms. As the plant material two wheat genotypes (Polish cultivar (cv. Kamila), Finnish (cv. Manu)) and rape (cv. Bojan) were used. The effect of cadmium chloride, of concentrations of 400 and 600 μmol/dm3 was investigated by determining: changes in biochemical parameters of seedlings (weight gain, accumulation of cadmium ions, the content of micro-and macro elements), functional changes of chloroplast (the level of pigments, photosystem PSII activity), the generation of reactive oxygen species. Stimulation of the defense mechanisms was identified by analyzing the activation of antioxidant enzymes and the synthesis of ascorbic acid. To estimate a possible protective effect of selenium under conditions of cadmium stress, the impact of selenium ions (2 μmol/dm3) to changes of biochemical parameters were also analyzed. Animal materials were white male mice for whom the impact of a single dose of cadmium chloride (60 mg/kg body weight) on liver and brain was determined. The study of biochemical effects of stress (tissue mass, protein content), and of stimulation of defense responses (activity of antioxidant enzymes, ascorbic acid concentration) was performed. The effect of ascorbic acid (50 mg/kg body weight) minimizing the negative impact of cadmium stress onto the examined organs was indicated.