350 rub
Journal №11 for 2011 г.
Article in number:
The Investigation of Lithium Accumulation by Cyanobacteria Spirulina Platensis and Spirulina Maxima Cells
Authors:
S.G. Vasilieva, I.M. Sedych, A.A. Lukyanov, I.O. Omarova, A.Kh. Tambiev
Abstract:
The recent publications mentioned in this article show that the lack of lithium in animal diet leads to poor lipid metabolism, reproductive problems and behavioral abnormalities. The low level of lithium in drinking water is correlated with higher level of mental diseases, violent crimes and other abnormalities. These evidences indicate that lithium may be an essential mineral in the human diet but it is not generally accepted currently. In our work we showed the possibility of obtaining enriched with lithium the biomass of cyanobacteria S. platensis and S. maxima which are the widespread objects of photobiotechnology. The optimal concentration of lithium in cultural medium was determined for both cultures (1.5 g/l), at this concentration the intracellular content of lithium is large and yield of biomass does not decreased considerably. At this concentration the accumulation of Li by S. platensis and S. maxima cells was 805±78 mkg/g and 853±103 mkg/g correspondingly. The analyses of lithium content and elemental composition of cells was fulfilled using the modern methods of atomic absorption (AAS) and atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP). At concentration of lithium in cultural medium - 2.0 g/l the content of K in cells of S. platensis and S. maxima decreased correspondingly by 60 % and 40 % as compared with control. At the same lithium concentration the sodium content increased approximately three times, the content of Mn - by 80 %, the content of Fe - by 50 % as compared with control. At the concentration of lithium in cultural medium more than 2.0 g/l the cells of both cultures started to form dense bunch of trichomes and the morphology of cells changed greatly.
Pages: 50-55
References
  1. Скальный А.В., Кудрин А.В. Радиация, микроэлементы, антиоксиданты и иммунитет. М.: Изд. КМК. 2000. 422 с.
  2. Anke M., Arnhold W., Groppel B., and Krause U. The Biological Importance of Lithium, In: Lithium in Biology and Medicine / ed. G.N. Schrauzer and K.F. Klippel. VCH Verlagsgesellschaft. Weinheim. New York. 1991. P. 147-167.
  3. Klemfuss H. and Schrauzer G.N. Effects of Nutritional Lithium Deficiency on Behavior in Rats, Biol // Trace Element Res. 1995. V. 48. P. 131-139.
  4. Schrauzer G.N. and Shrestha K.P. Lithium in Drinking Water and the Incidences of Crimes, Suicides, and Arrests Related to Drug Addictions // Biol. Trace Element Res. 1990. V. 25. P. 105-113.
  5. Rodrigo Macha do Vieira, Husseini K.Manji, Carlos A. Zarate. The role of lithium in the treatment of bipolar disorder: convergent evidence for neurotrophic effects as an unifying hypothesis // Bipolar Disorder. 2009. V. 11. P. 92-109.
  6. Gregory J. Moore, Joseph M. Bebchuk, Ian B. Wilds, Guang Chen, Husseini K. Manji. Lithium-Induced Increase in Human Brain Grey Matter // The Lancet. 2000. V. 356. P. 1241-1242.
  7. Kehrberg G. Study of the prophylactic effect of lithium in radiogenic leucocytopenia. In Lithium in Biology and Medicine / eds. G.N. Schrauzer, K.-F. Klippel. Weinheim: VCH Verlag. 1991. P. 49-63.
  8. Horrobin D.F. Lithium effects on fatty acid metabolism and their role in therapy of seborrhoeic dermatitis and herpes infections / In Lithium in Biology and Medicine. G.N. Schrauzer, K.F. Klippel. Weinheim: VCH Verlag. 1991. P. 67-72.
  9. Klemfuss H., Greene K.E. Cations affecting lithium toxicity and pharmacology / In Lithium in Biology and Medicine. / G.N. Schrauzer, K.F. Klippel (eds): Weinheim: VCH Verlag. 1991. P. 133-145.
  10. Kling M., Manowitz P., Pollack I. Rat brain and serum lithium concentrations after acute injections of lithium carbonate and orotate // J. Pharm. Pharmacol. 1978. V. 30(6). P. 368-370.
  11. Патент №2096037 (РФ). Способ получения селеносодержащего препарата биомассы спирулины / А.Х. Тамбиев, Н.Н. Кирикова, В.К. Мазо, А.В. Скальный.
  12. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Мазо В.К. Цианобактерии рода Spirulina как перспективный объект фотобиотехнологии // Технологии живых систем. 2006. Т. 3. № 2. С. 9-27.
  13. Михайлов A, Верзилин H, Пиневич В, Шаренкова X. Влияние температурных и временных характеристик на продуктивность Spirulina platensis // Научные доклады высшей школы. 1972. № 2. С. 67-73.
  14. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лябушева О.А., Седых Э.М., Банных Л.Н., Румш Л.Д. Влияние добавления в среду цинка и действие КВЧ-излучения на изменение макро- и микроэлементного состава в клетках цианобактерии Spirulina platensis // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. № 10. С. 43-49.
  15. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Лябушева О.А., Скальный А.В. Изменение концентраций некоторых микроэлементов в клетках Spirulina platensis при добавлении в среду селена // Микроэлементы в медицине. 2003. Т. 4. № 2. С. 19-23.
  16. Седых Э.М., Лябушева О.А., Тамбиев А.Х., Банных Л.Н. Определение элементного состава клеток цианобактерий и отдельных клеточных фракций методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии // Журнал аналитической химии. 2005. Т. 60. № 1. С. 35-40.
  17. Звягинцев Д.Г., Зенова Г.М., Лобакова Е.С., Николаев Г.М., Омарова Е.О., Иванова Е.А., Савельев И.Б. Морфо-физиологические изменения цианобактерии в экспериментальных цианобактериально-актиномицетных ассоциациях // Микробиология. 2010. Т. 79. № 3. С. 329-336.
  18. Simon V.A., Geoffrey A.C., Geoffrey M.G. Caesium accumulation and interactions with other monovalent cations in the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803 // J. of General Microbiol. 1991. V. 137. P. 405-413.
  19. Reed R.H., Rowell P., Stewart W.D.P. Uptake of potassium and rubidium ions by the cyanobacterium Anabaene variabilis // FEMS Microbiology Letters. 1981. V. 11. P. 233-236.
  20. Прозоровский С.В., Зигангирова Н.А., Константинова Н.Д., Кац Л.Н. Явление несбалансированного роста у бактерий // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1987. № 12. С. 94-101.
  21. Баулина О.И. Ультраструктурная пластичность цианобактерий. М.: Научный мир. 2010. C. 240.