CC BY
16Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология» Том 16 (55) №2 (2003) 35-38.
УДК S77.152.1
АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ КРОВИ ЧЕРНОМОРСКИХ БЫЧКОВ (GOBIIDAE), ОБИТАЮЩИХ В БУХТАХ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ
Бахтина Г. Б.
В настоящее время экосистема Черного моря находится в состоянии хронического антропогенного воздействия. Что является следствием индустриализации, урбанизации прибрежных городов (таких как Одесса, Севастополь, Сочи и т. д.), очистные сооружения которых находятся в аварийном состоянии и требуют замены [1].
Огромный вклад в загрязнение Черного моря вносит судоходство (навигационное оборудование которого устарело и износилось), а также сельское хозяйство. В результате в водоеме оказываются большие количества нефтепродуктов, фенола, СПАВ, стойкие пестициды и тяжелые металлы. Многие из них, кроме первичного загрязнения, способны аккумулироваться, трансформироваться по трофической цепи, вызывая аномалии в развитии эмбрионов и личинок гидробионтов, снижение их жизнеспособности, развитие различных патологий и индукцию защитных молекулярных систем [2; 3].
Насыщение морской среды ксенобиотиками провоцирует окислительный стресс у морских организмов, приводящий к существенным нарушением метаболизма и клеточным повреждениям. Неблагоприятные факторы среды способны усиливать интенсивность свободнорадикальных процессов, продукты которых токсичны для организма.
Но в ходе эволюции организмы выработали неспецифические системы защиты против стрессов. Одной из таких систем является антиоксидантная, включающая ряд ферментов и низкомолекулярных компонентов. По изменению параметров этой системы можно судить о состоянии организма, испытывающего на себе действие неблагоприятных факторов, а также интенсивность воздействия этих факторов.
Таким образом, целью настоящей работы является исследование активности некоторых антиоксидантных ферментов в крови бычка-кругляка (Neogobius melanostomus, Pallas, 1811), обитающего в трех севастопольских бухтах с разной степенью антропогенной нагрузки.
36
Вахтина Т. Б.
Материалы и методы
Объектом исследования служил бычок-кругляк (Neogobius melanostomus, Р.) отловленный в трех севастопольских бухтах: Карантинной, Мартыновой и Инкерманской (бухты расположены в порядке увеличения степени загрязненности) в период с лета 2001 года по 2002 год,
В гсмолизатах определяли активность ферментов: супероксиддисмутазы (СОД) - используя систему НАДФ-ФМС-НСТ, пероксидазы (Рх) - по реакции окисления бензидина, глутатионредуктазы (Гр)-по реакции разложения НАДФН, каталазы (Kat) по реакции разложения перекиси водорода в соответствии с описанными методами №
Активность глутатион-$-трансфераза (GST) определяли в смеси фосфатного буфера (0,1М, рН 6,5), восстановленного глутатиона и 1С 1,1,4,динитробензола по наличию коньюгата при длине волны 346 им [5].
Результаты и обсуждение
В таблице 1 приведены данные, предоставленные Государственной инспекцией охраны Черного моря, о количестве выбросов сточных вод и содержании в них наиболее опасных загрязнителей по трем севастопольским бухтам (Карантинная, Мартынова, Инкерман).
Из таблицы видно, что наиболее загрязненной бухтой является Инкерман, в котором показатели практически по всем загрязнителям в несколько раз превышают таковые в бухтах Карантинной и Мартыновой. Это связано с тем, что только в акваторию Ивкермана 17 предприятий сбрасывают свои сточные воды.
Таблица 1.
Экологическая характеристика бухт Севастополя (Карантинная, Мартынова, Инкерман)
Наименован Кол-во Нефтеуглев СПАВ ВПК, Взвеш. Fe NIV-N N03
ие бухты выбросов од0роды j в-ва
сточных i
вол I
MVCVT мг/л мг/л мг/л [ мг/л мг/л мг/л мг/л
Карантинная ^50 ' " 0,07 - 0,05 0.003 2.5 2,4 0,03 0,04 0,003
Мартынова аварийны 0,003-0,0! 0,002 2,1 ! 1.9 0,02 0,03 0,003
й выпуск !
KHC№t 1
[ Инкерман 2000 0,21 -0,14 0,006 3,5 13,6 0,09 0,05 0,003
Данные по загрязнению в этих трех бухтах использовались нами при описании результатов, полученных в опыте.
Из представленных в таблице 2 данных можно видеть, что активность СОД в
Активность ферментов крови черноморских бычков (Gobiidae), обитающих... 37
Таблица 2.
Активность ферментов (мг. белка в мин, М ± т), бычка-кругляка в трех севастопольских бухтах (Карантинной, Мартыновой, Инкермане)
Бухты
Ферменты б. Карантинная б. Мартынова б. Инкерман
М±гп М ± m М±т
СОД. усл. ел. 19,3 ±3,3 15,2 ±6,42 72,8 ±12,5
Катал аза, мг Н202 0,48 ± 0,046 0,42 ± 0,04 1,8 ± 0,5
Пероксидаза, опт. ел. ! 0,3 ± 0,89 13.8 ± 2,06 3.8 ± 0.78
Глутатионредуктаза. н моль НАДФН 3,1 ±0,78 3,5 ± 0,95 25.6 ±5,23
Глутатион-И-трансфсраза ! 5,3 ± 3,8 18,95 ±3,34 181,3 ±50,22
крови бычка из Карантинной и Мартыновой бухт не имеет достоверных различий, тогда как у рыб из Инкермана этот показатель почти в 4 раза выше (р < 0,01).
Такая же ситуация отмечена для каталазы и глутатионредуктазы. В последнем случае активность ферментов в крови бычков из Инкермана в 8 раз выше по отношению к соответствующим показателям рыб из Мартыновой и Карантинной бухт (р< 0,001).
Активность пероксидазы достоверно ниже в крови рыб из Инкермана (р< 0,001).
Активность глутатион-Б-трансферазы (GST) почти в 1! раз выше у бычков из Инкермана, различия достоверны (р< 0,001). Таким образом, совершенно четко отмечена тенденция увеличения активности антиоксидантных ферментов (за исключением пероксидазы) в крови бычков, обитающих в Инкермане, характеризующемся ранее (таблица I) как акватория с наибольшей степенью загрязнения. Здесь сложилась крайне неблагоприятная экологическая ситуация, вызывающая токсический стресс у ее обитателей, в том числе и у бычков. Это. в свою очередь, индуцирует защитные системы организма, такие как антиоксидантную и систему конъюгации. Совершенно четко прослеживающееся увеличение активности основных антиоксидантных ферментов в крови рыб загрязненных районов согласуется с работами других авторов [6; 7, 8].
Наиболее чувствительными ферментами в крови бычков к загрязнению является СОД, катал аза, глутатионреду ктаза. Особенно следует отметить снижение активности такого антиоксидантного фермента, как пероксидаза, основной функцией которого является разложение органических перекисей. Ингибирование его может свидетельствовать о накоплении токсических соединений в организме рыб. Четко выраженное увеличение активности глутатион-Б-трансферазы, основной функцией которой является конъюгация чужеродных веществ, связано со значительным увеличением в этой акватории (Инкерман) ароматических углеводородов (нефтяное загрязнение).
38
Бахтина Т. Б♦
Таким образом, данные ферменты могут характеризовать состояние токсического стресса у рыб и служить биомаркерами для оценки среды их обитания.
Выводы
Активность антиоксидантных ферментов (за исключением пероксидазьг) наиболее высока в крови бычка, отловленного в Инкермане (акватории с наибольшей антропогенной нагрузкой) по сравнению с менее загрязненными бухтами (Карантинной и Марты новой).
2.Активность глутатион-Б-трансферазы в 1 ! раз выше в крови бычков из Инкермана, что может свидетельствовать об интенсификации процессов конъюгации ароматических углеводов.
3.Ферменты антиоксидантной системы и глутатион-8-трансфераза может служить молекулярными биомаркерами загрязнения и применяться в мониторинге,
Слисок литературы
1. Щипцов А. А., Иванов Л. M , Марголина Т. М. Риск - анализ техногенных катастроф в Азово-Черноморском бассейне: общий подход, оптимальное управление, приложение к нефтяным загрязнением// Доп. HAH Украины. - Î999 -№ К-С. 203-209. 2 Горбачева JI. Т., Исаева J1. H., Даглин Е. В,, Чихаев В. П. Влияние антропогенного загрязнения на результаты искусственного разведения осетровых рыб// Основные проблемы рыбного хозяйства и охраны рыбохозяйственных водоемов Азовского бассейна. - Ростов на Дону: Полиграф, 1996. Сб. науч. тр. - С. 290 - 297.
3. Руднева И. И., Чесалина Т. Л., Кузьминова Н. С. Ответные реакции молоди черноморской кефали на загрязнение мазутом // Экология моря. - 2000. - № 4. - С. 304*- 306.
4. Переслегина И, А. Активность антиоксидантных ферментов слюны здоровы хх детей // Лабор. дело. - № 11. - С. 20 - 23.
5. Rudncva 1.1. Blood antioxidant system of Black Seaelasmobranch and teJeosts/ Comp. Siocliem Physiol 1997;! 18(c): 255 -260. '
6. Parke D. V. Molecular mechanisms of chemical toxicity. // Polish, of Occupacional Medicine, -1988. V. 18-38.
7. Stegeman J. J., Kiopper-Sams P. J., Farrington J. W. Monooxygenase induction and chlorobiphenyls in the deep - see fish Coryphaenoides armatus // Reprint Series science. - 1986. -V.231.-P. 1287- 1289.
8. Stegeman J. J., Klopper-Sams P. J. Cytochrome P - 450 isozymes and monooxygenase activity in aquatic animals // Environ. Health Perspectives. - 1987. - V. 71. - P. 87- 89.
Поступила в редакцию 26.03.2003 г.
