6.1. Влияние газовых сред на активность антиоксидантных ферментов каталазы, аскорбатпероксидазы и общей пероксидазы

Как известно [188], кроме супепроксиддисмутазы в процессах детоксикации различных типов АФК в клетках растений может участвовать и целый ряд других антиоксидантных ферментов, таких как каталаза, пероксидаза, аскорбатпероксидаза.

Таким образом, были обнаружены изменения активности

антиоксидантных ферментов у растений, подвергнутых действию гипоксии, однако для условий кратковременной экспозиции (до 24 часов) такие исследования не проводились, а для растений гороха и сои вообще не ставились. В связи с этим, в дальнейших опытах нами были проведены исследования по определению активности ряда ферментов, таких как каталазы, аскорбатпероксидазы и общей пероксидазы, участвующих в детоксикации АФК, в исследуемых растениях при действии дефицита кислорода и среды высоких концентраций СО₂ (рис.

Как видно из полученных результатов исследования, активность каталазы в проростках сои, обладающих средней устойчивостью к гипоксии, возрастала уже в первые часы действия гипоксического стресса в 3 раза. К концу опыта активность фермента в проростках сои почти в 10 раз превышала уровень контрольных растений. В то же время, при действии высокой концентрации СО₂ уже в самые первые часы экспозиции в клетках проростков сои отмечали почти 10-кратное увеличение активности данного фермента. К концу опыта активность каталазы снижалась, но все еще оставалась выше, чем в контрольных проростках еще в 2,5 раза. У проростков гороха, относящихся к растениям, неустойчивым к дефициту кислорода, активность каталазы повышалась менее значительно и только в среде с высоким содержанием СО₂. В условиях обычной гипоксии активность каталазы в клетках проростков гороха после некоторого повышения падала и к концу опыта была даже ниже, чем в аэрируемых растениях.

Активность аскорбатпероксидазы и общей пероксидазы у исследуемых растений менялась в меньшей степени. У сои активность этих ферментов увеличивалась только через 24 ч действия гипоксии до уровня 150 и 235 % соответственно.

Проведенные исследования позволяют заключить, что в условиях гипоксии у более устойчивых растений сои в первые часы экспозиции активность каталазы возрастала в большей мере, чем у неустойчивых растений гороха, что позволяло контролировать уровень образования АФК. Однако, с увеличением сроков экспозиции (до 24 ч) функция защиты клеток растений от АФК переходила у этих растений к ферментам пероксидазной группы, что подтверждалось повышением активности ферментов общей пероксидазы и аскорбатпероксидазы у данных растений при действии гипоксии и среды с повышенным содержанием углекислого газа. При этом у более устойчивых проростков сои отмечался и более низкий уровень накопления в клетках разных типов АФК. Ранее было обнаружено [242] повышение активности СОД, каталазы и аскорбатпероксидазы в корнях яблони, подвергнутых длительной гипоксии (до 20 дней), в начальный период, но при длительном действии стрессора их активность начинала снижаться.

В данных опытах было показано, что СО₂ - среда вызывала и более значительные изменения активности ферментов антиоксидантной системы, чем условия обычной гипоксии. У растений сои особенно это было выражено в изменения активности каталазы, когда уже при 3-часовой экспозиции в среде с СО2 ее активность возрастала до такой величины, которая была характерна для фермента, но только через 24 часа действия гипоксии. Это подтверждает ранее высказанное предположение [35, 39] о том, что действие диоксида углерода не связано с его влиянием на величину внутриклеточного рН, а определяется его влиянием на активность ферментных систем [40, 263] и структуру биологических мембран [46].