Registration Number
0826U001382, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
23-06-2026
popup.evolution
o
Title
Comparative study of the redox homeostasis system in bivalve molluscs Unio tumidus and Mytilus galloprovincialis under exposure to waterborne psychoactive substances and microplastics
Author
Kateryna B. Yunko,
popup.head Oksana B. Stoliar
popup.opponent Anatoly Bozhkov
popup.opponent Mariia M. Bailiak
popup.review Volodymyr Z. Kurant
popup.review Volodymyr O. Khomenchuk
popup.rada
Ternopil National Pedagogical University named after Volodymyr Hnatyuk
Description
Актуальність дослідження зумовлена глобальною ескалацією виробництва синтетичних полімерів та неконтрольованим надходженням фармацевтичних препаратів у довкілля, серед них особливе занепокоєння викликають речовини психоактивної дії. Одним з найуживаніших психостимуляторів у світі вважається кофеїн, що є універсальним глобальним маркером антропогенного забруднення водойм. Хлорпромазин є класичний нейролептик із широким спектром клінічного застосування, стабільно надходить у гідросферу через комунальні та госпітальні стоки. Оскільки ці препарати взаємодіють з еволюційно консервативними молекулярними мішенями, вони здатні провокувати виражені метаболічні порушення у нецільових організмів навіть за екологічно релевантних концентрацій. Ситуація критично ускладнюється повсюдною присутністю мікропластику у водоймах, що може діяти не лише як самостійний стресор, але й як потужний сорбент і вектор для інших забруднювачів. Як наслідок, у реальних екологічних умовах гідробіонти піддаються впливу не окремих токсикантів, а їхніх складних багатокомпонентних сумішей. Цей мультистресовий ефект індукує нелінійні біохімічні реакції, які неможливо спрогнозувати за допомогою класичних монотоксикологічних тестів, що визначає затребуваність розробки нових підходів до оцінки екологічних ризиків. Розширення спектру стратегій біохімічної відповіді молюсків на антропогенне навантаження є ключовим етапом у вдосконаленні програм біомоніторингу водних екосистем. У якості експериментальних моделей обрано двостулкових молюсків (Unio tumidus та Mytilus galloprovincialis), які є універсальними біоіндикаторами. З урахуванням еволюційної детермінованості адаптивних механізмів, передбачено існування видоспецифічних відмінностей у стратегіях захисту прісноводних та морських видів. Це визначило мету роботи: дослідити видові особливості біохімічних реакцій прісноводного та морського видів двостулкових молюсків на субхронічний вплив психоактивних препаратів та мікропластику за умов їх окремої та комбінованої дії.
Наукова новизна та теоретичне значення дослідження полягають у тому, що вперше:
- здійснено комплексний порівняльний аналіз реакцій систем окисно-відновного гомеостазу та детоксикації ксенобіотиків морського (M. galloprovincialis) та прісноводного (U. tumidus) видів двостулкових молюсків;
- встановлено вразливість систем антиоксидантного захисту та біотрансформації навіть до наднизьких концентрацій кофеїну та хлорпромазину;
- обґрунтовано варіативність видоспецифічних стратегій забезпечення метаболічної резистентності та встановлено подібність;
- доведено, що комбінований вплив чинників спричиняє ефекти взаємокомпенсації та нівелювання індивідуальних токсичних проявів, що підтверджує роль мікропластику як вектора, який докорінно змінює біодоступність та токсикокінетику ксенобіотиків.
Практичне значення полягає у тому, що розроблено прогностичний комплекс біомаркерів для ранньої діагностики стану водних екосистем. Пріоритетними експрес-індикаторами визначено дестабілізацію лізосомальних мембран та зниження індексу Zn/Cu. Отримані дані щодо індукції EROD та каспазного каскаду дозволяють використовувати двостулкових молюсків як релевантні модельні об'єкти у фармакологічних та екотоксикологічних тестуваннях.
Таким чином, встановлено видоспецифічний характер відгуку молюсків, де прісноводний вид виявляє вищу вразливість до окисного стресу, тоді як морський демонструє збалансовану редокс-реакцію. Визначено, що хлорпромазин є найбільш потужним прооксидантом для обох видів через специфічне інгібування каталази. З’ясовано, що чутливою ланкою адаптації є система низькомолекулярних тіолів (глутатіон, металотіонеїни), залучена у метаболізм цинку, де у перлівниці переважає деметалізація, а у мідії — стабілізація металонасичених форм. Доведено вищу ефективність системи біотрансформації ксенобіотиків у морського виду, що забезпечується синергічною індукцією ензимів I та II фаз. Універсальним маркером цитотоксичності визначено дестабілізацію лізосомальних мембран, тоді як реакція апоптотичного каскаду виявилася селективною: пригнічення каспази-3 у перлівниці зумовлене впливом хлорпромазину, а у мідії — впливом кофеїну. Математично обґрунтовано, що присутність мікропластику в сумішах індукує неадитивні реакції із редукційним зміщенням редокс-статусу та активацією елімінації пошкоджених клітин. Виокремлено комплекс пріоритетних біомаркерів (стабільність лізосомальних мембран, мобілізація тіолової ланки антиоксидантного захисту, співвідношення Zn/Cu), а виявлена аналогія реакцій молюсків із відповідями вищих хребетних підтверджує перспективність їх використання як тест-систем у фармако-токсикології.
Результати дослідження підтвердили гіпотезу про те, комбінована дія чинників модифікує токсикокінетику індивідуальних впливів психоактивних речовин, ініціюючи неадитивні біохімічні реакції. Рівень адаптації та характер метаболічного відгуку гідробіонтів визначаються як специфікою діючих речовин, так і еволюційно обумовленими особливостями виду.
Registration Date
2026-05-06
popup.nrat_date
2026-05-06 / 2026-07-14
