Биология

Периодические выбросы нефти в окружающую среду неизбежны и связаны с рядом опасных последствий, в том числе для хрупких арктических экосистем. Исследователи из МГУ имени М. В. Ломоносова впервые обратили внимание на один из опасных компонентов нефти — 3-метилфенантрен. Они показали, что соединение нарушает работу сердца северной наваги Eleginus navaga и выявили механизмы его токсического действия.

Нефть относится к наиболее важным полезным ископаемым, ее активно используют для переработки, в том числе получения горючего. Это природная маслянистая жидкость со сложным составом, по большей части — смесь углеводородов. Добыча, переработка и транспортировка нефти неизбежно оборачиваются ее разливами и загрязнением экосистем. Особое беспокойство связано с попаданием нефти и продуктов ее переработки в чувствительные морские экосистемы Арктики.

Ученым многое известно о том, какого рода опасности для живых существ связаны с нефтяными разливами. Среди них — загрязнение шерсти или перьев, которое угрожает жизни животных, нарушение их поведения и различные токсические эффекты. Например, гибель молодых особей рыб и появление врожденных уродств: искривления позвоночника, недоразвития глаз, деформации челюсти и так далее.

Такое негативное действие на живые организмы связывают с фенантреном и другими полиароматическими углеводородами (ПАУ) — крупными, сравнительно хорошо растворимыми в воде молекулами. Производных ПАУ немало в нефти, а в продуктах ее переработки — и того больше.

Ранее стало известно, что фенантрен нарушает работу сердца у млекопитающих и рыб. Авторы новой статьи в журнале Chemosphere, коллектив ученых из МГУ имени М. В. Ломоносова под руководством Дениса Абрамочкина, а также их коллега из Великобритании изучили другой опасный компонент нефти.

Речь 3-метилфенантрене (3-MP) — молекуле, в которой по сравнению с фенантреном есть дополнительная метильная группа. Авторы показали, что 3-MP нарушает сократительную способность сердца и даже вызывает аритмию у северной наваги Eleginus navaga. Используя точные биофизические методы, в том числе патч-кламп, позволяющий отслеживать состояние единичной клетки, ученые также узнали механизмы развития патологии у рыб.

Оказалось, что изученное соединение подавляет активность ионных каналов — специализированных белковых структур на поверхности клетки. Они закачивают нужные ионы внутрь клетки или выбрасывают их наружу, тем самым обеспечивая возбудимость мышечной ткани. При этом 3-MP действует на калиевые и натриевые, но не кальциевые каналы — это отличает вещество от похожего на него фенантрена.

«Наше исследование демонстрирует высокую чувствительность наваги к 3-метилфенантрену. Необходимо обратить пристальное внимание на алкилированные производные ПАУ и переоценить риски от загрязнения ископаемым топливом для водных экосистем», — подчеркнула научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ Татьяна Филатова.

Полученные результаты о токсичности описанного ксенобиотика — то есть неприродного соединения, которое попало в окружающую среду из-за людей, — применимы не только к рыбам. Поскольку базовые физиологические процессы сближают их с млекопитающими (включая человека), а также другими позвоночными, 3-MT вполне может быть опасен для широкого круга животных.