Zanieczyszczenia antropogeniczne to wytwarzane przez człowieka substancje chemiczne powodujące skażenie środowiska. Wzrost zaludnienia Ziemi oraz rozwój przemysłu w znaczącym stopniu pogłębiają ten problem.
Międzynarodowe organizacje związane z ochroną środowiska od lat zalecają monitorowanie ilości tych substancji i stopnia ich toksyczności. Od niedawna na liście zanieczyszczeń wzbudzających szczególną obawę znalazły się także farmaceutyki.
– Każdego roku do obrotu wprowadzane są nowe leki, dla których nie opracowano dotąd norm toksykologicznych, a jednocześnie wiadomo, że są potencjalnie niebezpieczne dla organizmów żywych – wyjaśnia dr hab. Anna Aksmann z Katedry Fizjologii i Biotechnologii Roślin Wydziału Biologii Uniwersytetu Gdańskiego.
Powszechnie stosowane przez nas leki przeciwbólowe i przeciwzapalne w sposób ciągły przedostają się do środowiska w postaci ścieków poprodukcyjnych, medycznych i komunalnych.
Jedną z najczęściej spotykanych substancji jest diklofenak (DF), który wykazuje działanie fitotoksyczne – hamuje wzrost roślin, a w większych stężeniach prowadzi do śmierci organizmu.
Do tej pory dokładne przyczyny i mechanizm toksycznego wpływu DF na rośliny nie zostały poznane.
W projekcie kierowanym przez dr hab. Aksmann, a realizowanym przy współpracy z Katedrą Toksykologii Wydziału Farmaceutycznego Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, pt.: „Synchroniczne kultury Chlamydomonas reinhardtii jako narzędzie w badaniach toksyczności antropogenicznych zanieczyszczeń środowiska” (NCN 2016/23/B/NZ9/00963), zaproponowano zupełnie nowe podejście do badania toksyczności, uwzględniające wiele aspektów funkcjonowania komórki.
– Badania pozwolą na wyznaczanie stopnia toksyczności danej substancji, ale także rozpoznawanie lub przewidywanie możliwości jej ingerencji w procesy życiowe rośliny – opisuje kierownik.
Organizmem modelowym jest jednokomórkowa zielenica Chlamydomonas reinhardtii. W odróżnieniu od standardowych testów badania prowadzone są na kulturach synchronicznych, czyli takich, w których w danym momencie wszystkie komórki znajdują się na jednakowym etapie rozwoju.
– Wykazaliśmy dotychczas, że jedną z przyczyn fitotoksyczności DF jest nadprodukcja w komórce reaktywnych form tlenu, prowadząca do stresu oksydacyjnego i uszkodzeń organelli komórkowych. Wiemy również, że DF hamuje kluczowy dla życia roślin proces – fotosyntezę. Pod tym względem DF wykazuje działanie niewiele słabsze niż bardzo niebezpieczny i wycofany z użycia herbicyd, atrazyna – zauważa z niepokojem naukowiec.
Wymiernym skutkiem projektu będzie opracowanie szczegółowego protokołu analiz toksykologicznych służącego weryfikacji zakładanych mechanizmów działania substancji toksycznych w komórce roślinnej. Protokół ten znajdzie zastosowanie m.in. w badaniach toksyczności substancji o niewyjaśnionym dotąd mechanizmie działania.
Jadwiga Pasiut
