Studies of the effects of polichlorinated cyklodiene pesticides on the model membranes of soil bacteria

Skażenie gleb trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi (TZO) może prowadzić do znacznego ograniczenia populacji destruentów, czyli bakterii i grzybów glebowych. TZO są to związki lipofilowe przez co wbudowują się do błon komórkowych uszkadzając je. Celem niniejszej pracy było zastosowanie fosfolipidowych monowarstw Langmuira jako modeli błon bakterii Gram ujemnych i sprawdzenie, jaki wpływ na ich właściwości fizykochemiczne wywierają dwa pestycydy cyklodienylowe (PC): aldryna i endosulfan wymienione w aneksie A Konwencji Sztokholmskiej. W części literaturowej został omówiony szkodliwy wpływ TZO na środowisko ze szczególnym uwzględnieniem PC. Szczegółowo omówiona została rola destruentów w przyrodzie, przedstawiono także najważniejsze zagadnienia związane z budową błony bakterii Gram dodatnich i bakterii Gram ujemnych oraz opisano podstawy teoretyczne technik eksperymentalnych służących do badania monowarstw Langmuira. W części eksperymentalnej omówiono zastosowane odczynniki, instrumenty badawcze oraz algorytmy przeprowadzonych eksperymentów. Z przeprowadzonych badań wynika, że endosulfan wykazuje większą aktywność membranową względem stosowanych modeli błon niż aldryna. Jest to wniosek o tyle ciekawy, że przez lata uważano, że jest on mniej toksyczny niż inne PC. Okazało się również, że PC w największym stopniu modyfikują błony bogate w kardiolipinę.

Soil pollution caused by persistent organic pollutants (POP) can severely limit the population of decomposers, especially soil bacteria and fungi. POP are lipophilic which enables their incorporation into cellular membranes leading to their damage. The aim of this BA thesis was the application of phospholipid Langmuir monolayers as models of the membranes of Gram-negative bacteria and the studies of the effects exerted on their physicochemical properties by two cyclodiene pesticides (CP): aldrin and endosulfan, listed in Annex A of the Stockholm Convention. The bibliographic part of the BA thesis regards the ecotoxicity of POP, with special stress on CP, the role of decomposers in the environment, the structure of the bacterial membranes, and the theoretical bases of the experimental techniques applied in the studies of Langmuir monolayers. In the experimental part the applied chemicals, scientific instruments and the algorithms of the performed experiments were referred. It can be inferred from the collected experimental data that endosulfan exhibits higher membrane-activity toward the applied model systems than aldrin. This conclusion is interesting, as by many years endosulfan was considered less toxic than other CP. It also turned out that the model membranes rich in cardiolipin were more susceptible to the modifications caused by CP incorporation.