1.4. Біохімічні методи

Основу біологічних та біохімічних методів дослідження становлять реакції рослин, тварин і мікроорганізмів на дію певного чинника. Зміни можуть відбуватися на різному рівні: активності ферментів, проникності мембран та зміні інших органел клітини, окремих органів, систем, організму в цілому, популяції, екосистеми.

Біологічні методи широко використовують з метою визначення стану довкілля (біоіндикація). Живі організми часто є тест-об'єктами при вивченні дії токсичних речовин (визначення ГДК і летальних доз), фармакологічного ефекту лікарських препаратів тощо. Біологічні методи використовують в аналізі біологічно активних речовин. Зокрема, антибіотики аналізують за їх здатністю зупиняти ріст мікроорганізмів; серцеві глікозиди — припиняти роботу ізольованого серця жаби; накопичення фенольних сполук в листі рослин — сигнал про стресову ситуацію.

У більшості випадків визначають активність ферментів, оскільки вони мають високу чутливість і вибірковість дії та дають змогу численним хімічним реакціям у живому організмі відбуватися за звичайних умов (амілаза каталізує розщеплення вуглеводів, глюкозооксидаза — окислення Д-глюкози).

Активність цих біохімічних каталізаторів залежить від багатьох чинників, оскільки вони мають білкову природу: рН середовища, наявності окремих катіонів металів, що можуть збільшувати чи зменшувати їх активність, окисно-відновного потенціалу тощо.

Розроблено електроди, що фіксують зміну активності ферментів за зміною концентрації субстрату чи метаболіту. Зокрема, при інтоксикації коропа виявлено підвищення синтезу кетонових тіл (3-оксибутирату, ацетоацетату, ацетону) з метою адаптивного енергозабезпечення в умовах інтоксикації периферичних тканин, насамперед мозку. Універсальною реакцією на інтоксикацію є розвиток стрес-катаболічного синдрому, який зумовлює утворення і накопичення в клітинах аміаку (його критичний рівень у мозку риб становить 0,6 мкмоль/г тканини).

Вивчення ферментних реакцій має величезне значення при дослідженні функцій і визначенні концентрацій мікроелементів та інших біологічно активних сполук, їх активність може бути тестом при вивченні забруднення довкілля окремими речовинами, зокрема важкими металами, що діють як ферментні отрути; кислотними оксидами тощо.

З метою контролю стану поверхневих природних вод використовують численні методи біотестування:

• зміну статичного стану п'явки медичної на динамічний;

• виживання та плодючість дафнії магна;

• біолюмінесценцію окремих видів бактерій тощо.

Таблиця 3. Відповідність методів та методик екологічних досліджень щодо об’єкту природного середовища та досліджуваного інгредієнту.

№ пп	Об’єкт природного середовища	Метод досліджень	Досліджуваний інгредієнт	Методика досліджень
1	Атмосферне повітря
2	Вода
3	Грунт
4	Живий організм
5	Продукція виробництва

Контрольні питання:

1. Чому кількісному аналізу часто передує якісний ?

2. Який ефект характерний для реакцій якісного аналізу?

3. Назвіть найпопулярніші методи аналізу, які використовуються при дослідженні атмосферного повітря.

4. Які пріоритетні методи аналізу застосовуються при визначенні якості виробленої продукції?

5. Вивчаючи стан води, які б Ви обрали методи та методики дослідження?

6. Назвіть основні фізичні, хімічні та інші методи аналізу, які широко використовуються у визначенні якості грунту?

Список рекомендованої літератури:

• Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія та практикум. Навчальний посібник. – К.: Лібра, 2002. – 352 с.

• Методика упорядкування водоохоронних зон річок України.// під керівництвом А.В.Яцика. – К.: Оріони, 2004. – 128 с.

• Сніжко С.І. теорія і методи аналізу регіональних гідрохімічних систем: Монографія. – К.: Ніка-центр, 2006. -284 с.

• Методика оптимізації природного середовища проживання. /Л.М.Горєв, В.І.Пелешенко, В.В. Кирничний. –К.: Либідь, 1992. – 528 с.