XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

На сегодняшний день элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или при недостаточном содержании организм перестает расти и развиваться, то есть он не может осуществлять свой жизненный цикл. Известно, что к эссенциальными, или же к жизненно необходимыми, относят микроэлемент кобальт (Co) на ровне с другими элементами такие как: железо, медь, цинк, марганец, хром, селен, молибден, йод и фтор. Нужно отметить, что не все микроэлементы являются эссенциальными, так как значительное число микроэлементов токсичны [1].

Известно, что кобальт – ферромагнетик, то есть у него наблюдается появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры Кюри. Точка Кюри у данного метала – 1121 °C. Кобальт входит в состав минералов такие каклиннеит(Co₃S₄),сферокобальтит (CoCO₃) и смальтин (CoAs₂) [2].

Не секрет, что кобальт как микроэлемент необходим всем живым организмам. Кобальт играет одну из главнейших ролей в организме человека: благодаря этому микроэлементу происходит усиление внутри организма кровообразовательного процесса. В крови человека содержание кобальта составляет около 0.238 мг/кг, при этом в эритроцитах его среднее количество от 0.059 до 0.13, а в сыворотке примерно – от 0.0055 до 0.40 мг/кг [3].

Не стоит забывать его другие не мало важные функции, такие как выработка инсулина и повышение фагоцитарной деятельности лейкоцитов, отвечающей за иммунитет. Биологическая роль данного микроэлемента в организме человека заключается в том, что он присутствует в молекуле витамина В₁₂ (цианокоболамина), в которой его массовая доля составляет 4 %. У человека он является коферментом ряда жизненно важных ферментов такие как рибонуклеозидтрифосфатредуктазы, метилтрансферазы иметилмалонил-СоА-мутазы. Недостаток витамина В₁₂ приводит к злокачественной анемии у человека [4].

Менее известно то, что в составе активного центра ряда ферментов содержится кобальт, который не входит в состав витамина В₁₂. Это метилмалонил-СоА-карбоксилтрансфераза и пропионил-СоА-карбоксилаза. Кобальт может выступать в качестве кофермента также в составе некоторых пирофосфатаз, пептидаз, аргиназы. Есть сведения о том, что кобальт может влиять на активность ферментов, в частности, аденилатциклазы и ряда других. Особое влияние он оказывает на ферменты метаболизма гема [5].

Некоторые металлы являются жизненно необходимыми для микроорганизмов. В качестве примера можно привести железосвязывающие белки трансферин, которые выполняют функцию переноса трехвалентного железа. При изучении взаимодействия металлов с микроорганизмами стоит помнить, что металлы могут оказывать и токсическое действие на микроорганизмы. Одними из ярких примеров проявления токсического воздействия металлов на микроорганизмы являются: ионы тяжелых металлов играют роль антиметаболитов, в результате чего ингибируются определенные биохимические процессы, которые сопровождаются нарушением функции клеток и торможением клеточного роста; ионы тяжелых металлов могут образовывать стабильные хелаты, с важными метаболитами или же катализировать распад таких метаболитов, в результате чего они становятся недоступными для клетки [6, 7].

Таким образом, нами была опредена цель: провести сравнительную оценку воздействия солей кобальта на рост бактерий рода Lactobacillus. В ходе исследования нами была выделена из кишечника крыс чистая культура L. acidophilus. Регулирующим фактором в эксперименте были выбраны соли кобальта: CoSO₄*7H₂O, CoNO₃*6H₂O. Оценку биотоксичности солей кобальта проводили методом агаровых лунок. Исследуемые концентрации солей начального разведения 2 моль/л были получены методом серийных разведений.

Исходя из данных представленных в таблице 1, можно отметить, что больший токсический эффект на лактобациллы оказывает нитрат кобальта, так как его зона ингибирования наблюдается при низких концентрациях соли (0,125 моль/л). В отношении воздействия сульфата свинца L. acidophilusобладает относительно высокой резистентностью. Однако в двух начальных концентрациях сульфата кобальта (2-1,5 моль/л) рост микроорганизмов не был обнаружен. Это говорит о низкой биотоксичности CoSO₄*7H₂O в отношении представителя микробиоты кишечника крыс L. acidophilus.

Таблица 1 – Оценка биотоксичности сульфата и нитрата кобальта в отношении L. acidophilus

При проведении сравнительного анализа данных можно сделать вывод о том, что нитрат кобальта является наиболее токсичным соединением в отношении бактерий L. acidophilus, нежели сульфат кобальта.

Список литературы

1 Климова, Т. А. Значение эссенциальных элементов в жизнедеятельности микроорганизмов / Т. А. Климова, Е. С. Барышева // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. – 2017. –№ 3. – С. 1925-1927.

2 Яшхиева, М. Ш. Эссенциальные и неэссенциальные элементы / М. Ш. Яшхиева // Молодежь и XXI век. – 2015. - № 5. – С. 387-391.

3 Taylor A., Marks V. Сobalt: a review // J. Hum. Nutr. – 1978. – Vol. 32. – P. 145 – 177.

4 Авцын, А. П. Микроэлементозы человека / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков – Москва: Медицина, 1991. – 496 с.

5 Калиман, П. А. Влияние хлорида кобальта на активность ключевых ферментов метаболизма гема в печени крысы / П. А. Калиман, И. В.Беловецкая // Биохимия. – 1986. – Т. 51, № 8. – С. 1307– 1308.

6 Переломов, В. Л. Молекулярные механизмы взаимодействия микроорганизмов и микроэлементов / В. Л. Переломов, А. Н. Чулин // Успехи современной биологии. – 2013. – № 5. – С. 452-471.

7 Mullen, L. D. Bacterial sorption of heavy metal / L. D. Mullen // Appl. Environ Microbiol. -1989- Vol. 55. – P. 3143–3149.