En internationell grupp av toxikologer, inklusive experter från Far Eastern Federal University (FEFU), rapportera att encelliga mikroalger, de vanligaste mikroorganismerna på jorden och en viktig del av näringskedjan för mer utvecklade organismer, fungera som en effektiv biomarkör för miljöföroreningar. Mikroalger reagerar snabbt på kemisk förorening av miljön genom oxidativ stress. Studien publicerades i Aktuell åsikt i toxikologi .

Forskare förklarar att miljöföroreningar leder till bildandet av reaktiva syrearter (ROS) och reaktiva kvävearter (RNS) inuti cellerna i alla levande organismer. Så snart ROS visas i cellerna, kroppen aktiverar försvarssystem för att motstå oxidativ (syre) stress. Själva närvaron av ROS inuti cellerna, samt syreinducerad skada på cellerna och antioxidanter för att reparera dem, kan fungera som en indikator på miljöproblem.

"Vattenlevande organismer används ofta inom toxikologi och ekotoxikologi på grund av deras känslighet för föroreningar, allestädes närvarande och enkel odling. Bland dem, mikroalger intar en speciell plats, som den vanligaste formen av organismer i det globala havet. De upptar den initiala nivån i näringskedjan och är ansvariga för mer än hälften av den fotosyntetiska aktiviteten på planeten. Vid skada på mikroalgpopulationen, konsekvenserna kommer att märkas på högre nivåer i näringskedjan, eftersom de matar mer än 70 procent av biomassan. Använda encelliga mikroalger, vi kan snabbt fastställa graden av miljöförorening, " Säger FEFUs vice ordförande för forskning, Kirill Golokhvast, Ph.D., Doktor i biologiska vetenskaper.

Forskarna noterar att mångfalden av antioxidanter som produceras i kroppen under påverkan av olika främmande kemiska element som kommer in i det - xenobiotika - liksom organismernas olika känslighet för olika xenobiotika komplicerar metoden för bedömning av miljöföroreningar med hjälp av en indikator på oxidativ stress.

Dock, forskare föreslår att man ska använda biomarkörerna för oxidativ stress – antioxidanter – i mikroalger som en indikator på miljöföroreningar. Studien ger exempel på hur mikroalger reagerar på de vanligaste kemiska föroreningarna (xenobiotika).

Toxikologer säger att de mest använda indikatorerna inom ekotoxikologi som tillväxthastighet, uppbyggnad av biomassa, såväl som morfologiska förändringar av cellen är otillräckliga för att förstå toxicitetsmekanismerna för xenobiotika.

Faktum är att försvarsmekanismen för antioxidantproduktion är den allra första som bekämpar fria radikaler. Mängden antioxidanter i cellen ökar när produktionen av fria radikaler-ROS, XRF—expanderar.

Det är viktigt att notera att fria radikaler bildas i de levande organismerna även i en normal, icke förorenad miljö. Att vara en produkt av cellernas vitala aktivitet, de är involverade i olika komplexa biologiska processer och neutraliseras normalt av antioxidanter. Om den första försvarsmekanismen i cellen misslyckas och antalet fria radikaler överstiger antalet antioxidanter, andra försvarsmekanismer tar sin tur. Dock, om de är oorganiserade, oxidativ stress uppstår när ökade nivåer av ROS och RNS kan leda till cellens DNA, proteiner, och fett skadar och till och med orsakar en cells död.