CC BY
11
Ukrainian Journal of Ecology
UkrainianJournal of Ecology, 2018, 8(1), 57-63 doi: 10.15421/2017_187
ORIGINAL ARTICLE 639.215.2:612.1:639.3.043.2
Effect of chlorotetracycline, nandrolone, and albendazole on fractional composition of carp serum proteins
I.M. Kurbatova, M.O. Zakharenko, L.V. Chepil
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv 03041, st. Heroev Oborony, 11, Ukraine, E-mail: innakurbato va@ukr. net Submitted: 21.11.2017. Accepted: 10.01.2018
The influence of xenobiotics, in particular, the antibiotic chlortetracycline, anabolic steroid nandrolone and anthelmintic albendazole, on carp fish depends on their concentration in water and is associated with a change in a number of morphological indices and physiological and biochemical mechanisms in the process of their adaptation to the action of xenobiotics of water, and as shown by the study - total content and fractional composition of blood plasma proteins. In model experiments carried out on the bogs of carp, the main objective of which was to investigate the influence of xenobiotics of anthropogenic origin on the fractional composition of plasma proteins, it was established that for a short exposure (72 hours) and low concentrations of nandrolone 0.1 mg / dm3 (the first experimental group) and (0.5 mg / dm3 second experimental group), only slight changes in the protein content with a molecular weight of 25, 35-50 and 100-140 kDa in the water of the aquariums are observed at constant values of the parameters of other fractions. With an increase in the concentration of nandrolone in aquarium water up to 1.0 mg / dm3, the protein content with a molecular weight of 450 kDa and above increased by 91 %, 340 kDa by 78%, 260 kDa by 101 %, 70 kDa by 149%, 50 kDa - 111 %, 25-50 kDa - 35-62% compared to control. Consequently, anabolic steroids, getting into the water at low concentrations do not affect, and in high stimulate biosynthesis processes of proteins in tissues, two decades of carp.
The intolerance (12 hours) of carps in an aquarium with an anthelmintic concentration of albendazole in water of 0.2 mg / L varied only with individual fractions of blood plasma proteins of fish. The increase in the concentration of albendazole in water to 0.5 mg / L and especially to 1.0 mg / L affects the protein spectrum of blood plasma fish to a large extent, reducing the content of most proteins of low and high molecular weight fractions. It was found that chlortetracycline in the concentration of 1.10 mg / dm3 did not affect, and when it increased in water to 3.15 and 6.30 mg / dm3, it reduced the level of proteins in the blood plasma of the carp in 3 days, with a molecular weight of 340-450 kDa, and higher and contributed to the appearance of protein fractions with a molecular weight of 140 - 200 and 70 - 90 kDa. Investigated xenobiotics chlortetracycline, nandrolone and albendazole, in the above-mentioned concentrations in water and short-term exposure of fish, did not affect their behavior, the number of respiratory movements and the tomographic indices of the internal organs. The state of the external body covers, as well as the organoleptic indices of the internal organs of fish of experimental groups for the effects of various concentrations of the studied xenobiotics, did not differ from the similar characteristics of the control group carps. The obtained results testify to the important role of blood plasma proteins in the mechanisms of their adaptation to the action of xenobiotics of water, in particular anabolic steroid nandrolone, antibiotic chlortetracycline and anthelmintic albendazole. Key words: carp; blood plasma; proteins; nandrolone; albendazole; chlortetracycline
Фракцмний склад бшк1в кров1 коропа за дм хлортетрациклЫу,
нандролону та альбендазолу
1.М. Курбатова, М.О. Захаренко, Л.В. Чепть
Нацiональний Унiверситет б'юресурав i природокористування УкраУни, КиУв 03041, вул. ГероУв Оборони, 11, УкраУна, E-mail: [email protected]
Вплив, антибютиюв, зокрема хлортетрациклЫу, анаболiчного стероУду нандролону та антигельмлнтика альбендазолу, на коропових риб залежить в1д Ух концентраци у водi та пов'язаний i3 змЫою ряду морфолопчних показниюв i фiзiолого-
б^ммчних мехаызммв в процес Ух адаптаци' до дм ксенобiотикiв води. Як показали проведенi дослiдження значних змiн пщ впливом даних ксенобiотикiв зазнае загальний вмкт та фракцiйний склад бтюв плазми кровi риб. В модельних експериментах, проведених на дворiчках коропа, встановлено, що за нетривалоУ експозици (72 години) i низьких концентрацм нандролону 0,1 мг/дм3 (перша дослана група) та (0,5 мг/дм3 друга дослана група) у водi акварiумiв спостерiгаються лише незначнi змiни вмкту бiлкiв з молекулярною масою 25, 35-50 i 100-140 кДа за сталих значень показниюв iнших фракцм. 1з пiдвищенням концентрацм нандролону у водi акварiуму до 1,0 мг/дм3 вмкт бiлкiв з молекулярною масою 450 кДа i вище зрк на 91 %, 340 кДа - на 78 %, 260 кДа - на 101 %, 70 кДа - на 149 %, 50 кДа - на 111 %, 25-50 кДа - 35-62 % порiвняно з контролем. Отже, анаболiчнi стероУди, потрапляючи у воду за низьких концентрацм практично не впливають, а у високих стимулюють процеси бюсинтезу бiлкiв в тканинах дворiчок коропа. Нетривале перебування коротв у водi акварiумiв з концентрацiею антигельмiнтика альбендазолу 0,2 мг/л зммювало лише окремi фракцм бiлкiв плазми кровi риб. Збтьшення концентрацм альбендазолу у водi до 0,5 мг/л i особливо до 1,0 мг/л впливало на бтковий спектр плазми кровi риб у значнм мiрi, знижуючи вмiст бiльшостi бiлкiв низько- та високомолекулярних фракцм. Встановлено, що хлортетрациклм у концентрацм 1,10 мг/дм3 не впливав, а при пщвищены його дози у водi до 3,15 i 6,30 мг/дм3 знижував у плазмi кровi коропа через 3 доби рiвень бiлкiв з молекулярною масою 340 - 450 кДа i вище та сприяв появi бткових фракцiй з молекулярною масою 140 - 200 i 70 - 90 кДа. Дослщжуваы ксенобютики хлортетрациклiн, нандролон та альбендазол, у вищевказаних концентрацiях у водi та нетривалоУ експозици риб, не впливали на Ух поведмку, кiлькiсть дихальних р^в i на топографiчнi показники внутршых органiв. Стан зовнiшнiх покривiв тiла, а також органолептичнi показники внутршых органiв риб дослiдних груп за дм рiзних концентрацiй дослщжуваних ксенобiотикiв не вiдрiзнялись вiд подiбних характеристик коропiв контрольноУ групи. Одержав результати свiдчать про важливу роль бтюв плазми кровi риб в мехаызмах Ух адаптаци' до дм ксенобiотикiв води, зокрема анаболiчного стероУду нандролону, антибiотику хлортетрациклiну та антигельмштика альбендазолу.
Ключов1 слова: короп; плазма кров^ бiлки; нандролон; альбендазол; хлортетрациклiн
Вступ
Воднi екосистеми в останнiй час зазнають значного антропогенного впливу, що пов'язують i3 потраплянням у природы водойми i3 стiчними водами очисних споруд цивтьних об'eктiв та промислових пщприемств рiзних ксенобiотикiв (Ivanova, Zakharenko, 2010).
Контроль за вмктом ксенобiотикiв у природних водоймах показав, що у водi очисних споруд та рiчок виявлено близько 70 рiзних сполук, особливо велика ктьюсть антибiотикiв та сульфанiламiдних препаратiв (Barreteau et al., 2011, Biatk-Bielinska et al, 2011, Gulkowska et al, 2008), гормони нандролон, болденон, кортикостероУди та продукти Ух бiодеградацГÍ (Göger et al, 2013) антигельммтики i кокцидiостатики (Tsudzevich et al., 2012). Це веде до деградацп водних екосистем, що негативно впливае на пдробюнлв (Kurbatova et al., 2013).
Особливе занепокоення викликае наявнiсть у водi рiчок естрогенiв i андрогенiв та Ух кон'югалв серед яких знайдено також i синтетичний стероУд 19-нортестостерон (нандролон), що широко використовуеться як терапевтичний зааб та стимулятор продуктивност тварин (Ivanova et al, 2011, Akbaba et al, 2014). ВЫ входить до групи прогестерону i вливае на процеси травлення та стимулюе метаболiчнi процеси у тканинах тварин (Mudra et al, 2008, Muradova, Rabadanova., 2012). У спчних водах виявлено i продукти деградаци нандролону 19-норадростерон, 19-норелхоланолон та 5-дипдро-19-нортестостерон (дипдронандролон), якi також володiють гормональною активнктю в органiзмi (Severina et al, 2008). Слчы води мiстять антигельмЫтик альбендазол - основний протипаразитичний препарат, який взноситься до групи бензiмiдазолу. Альбендазол викликае у паразитiв дегенеративн змiни клiтинних мембран шляхом гальмування процесу полiмеризацiУ тубулiна. Це веде до зникнення мкротубул цитоплазми клггин паразита та його загибелi (Dorogov, 2002) Крiм того альбедазол е Ыпбтором ацетилхолiнестерази та володie нейротоксичною дieю в органiзмi тварин (Göger et al, 2013).
Одним iз токсикантiв, якi виявлено у спчних водах тваринницьких пiдприeмств та у водi ставiв у значнiй юлькосп е хлортетрациклiн. Вiн належить до групи тетрациклЫу, е синтетичною сполукою яка практично не розкладаеться в навколишньому середовищi. Дiя хлортетрациклiну на оргаызм пов'язана iз гальмуванням бюсинтезу бтка шляхом блокування антибiотиком фермента РНК-полiмерази та зв'язуванням з матричною ДНК на рибосомах (Severina et al, 2008).
Ймовiрно, накопичення хлортетрациклiну у ставах, як найбтьш вживаного в тваринництвi антибiотика , окрiм впливу на розвиток риб на рiзних стадiях онтогенезу, буде змiнювати i бiосинтез бiлкiв в печiнцi та м'язах, а також фракцмний склад бтюв плазми кровi.
Оскiльки хлортетрациклм, нандролон та альбендазол знайдено у спчних водах тваринницьких пiдприeмств, а Ух дестаб^зуючий вплив на фiзiологiчнi процеси у гiдробiонтiв вивчено недостатньо, актуальними е дослщження фракцiйного складу бтюв кровi риб, що дасть можливiсть поглибити уявлення про механзми Ух адаптацiÍ, до дií" штучних ксенобiотикiв антропогенного походження. Мета роботи - з'ясувати вплив ксенобютиюв рiзного механiзму д|У хлортетрациклiну, нандролону та альбендазолу на вмкт i фракцмний склад бтюв плазми кровi коропа.
Матерiали i методи
Досл!дження проведен! в лаборатори кафедри загальноУ зоологи та ¡хтюлоги Нац1онального ун1верситету б1оресурс1в природокористування УкраУни. Об'ектом досл!дження служили двор!чки коропа (Cyprinus carpió L.), вирощен! у ВАТ «КиУврибгосп». Для проведення експеримент!в було в!д!брано 48 короп!в, масою т!ла 450-500 г. П!д час досл!джень риб утримували в аквар!умах з об'емом води 40 л!тр!в по 2 голови в кожному.
У вод! аквар!ум!в в процес! експеримент!в п!дтримували оптимальн! значення температури (18-20оС) та вм!ст Оксигену (7-8 мг/л). Потягом досл!ду, який тривав 72 години, риб не годували.
У першому досл!д! вивчали вплив р!зних концентраций хлортетрацикл!ну (хлортетрацикл!ну г!дрохлорид ф!рми Sigma Aldrich) на загальний вм!ст та фракц!йний склад б!лк!в плазми кров! риб. З ц!ею метою у воду першого аквар!ума перед посадкою риб додавали хлортетрацикл!н у к!лькост!, що в!дпов!дала його концентрац!У 1,10 мг/дм3 (перша), другого -3,15 мг/дм3 (друга) ! третього - 6,30 мг/дм3 (третя досл!дна група). У воду аквар!ума в якому утримували риб контрольноУ групи антиб!отик не вносили.
У другому досл!д! вивчали вплив р!зних концентрац!й нандролону у вод! на загальний вм!ст та фракц!йний склад б!лк!в плазми кров! риб. З ц!ею метою у воду першого аквар!ума перед посадкою риб додавали нандролон (Sigma-Aldrich), у к!лькост! що в!дпов!дала його концентраци - 0,1(перша); 0,5(друга) ! 1,0 (третя досл!дна група) мг/дм3 води. У воду четвертого аквар!ума, де утримували риб контрольноУ групи. нандролон не вносили.
У третьому досл!д! вивчали загальний вм!ст та фракц!йний склад б!лк!в плазми кров! коропа за д!У альбендазолу. Для цього у воду аквар!ум!в об'емом 40 л перед посадкою риб вносили альбендазол, у к!лькост! що в!дпов!дала його концентрац!У - 0,2 (перша), 0,5 (друга) ! 1,0 мг/дм3 (третя досл!дна група). Контрольна група риб знаходилася у вод! без альбендазолу.
В процес! досл!ду спостер!гали за повед!нкою риб, контролюючи к!льк!сть дихальних рух!в.
У к!нц! досл!ду у короп!в контрольноУ та досл!дних груп в!дбирали кров, з якоУ одержували плазму та визначали в н!й загальний вм!ст та фракц!йний склад б!лк!в. П!сля взяття кров! проводили в!зуальн! досл!дження зовн!шн!х покрив!в т!ла короп!в (луски, плавник!в), а п!сля розтину — стан внутр!шн!х орган!в, контролюючи Ух розм!р, кол!р, консистенц!ю, наявн!сть гемораг!й та запалень (Kamyishnikov, 2000). Вм!ст б!лка в плазм! кров! риб визначали за Gornely (Gornelly, 1949), а фракц!йний склад б!лк!в - за Laemml! (Laemmli U.K., 1970). Б!лки плазми кров! риб розд!ляли на фракци в пол!акрилам!дному гел!, з град!ентом концентрац!У 7-18 %, додаючи додецилсульфат натр!ю. Одержан! гел! ф!ксували сум!шшю розчин!в метанол формальдег!д: вода у сп!вв!дношенн! 6:1:7 та фарбували 0,1 % розчином кумас! R-250 (Serva, Швец!я).
Молекулярну масу б!лк!в окремих б!лових зон встановлювали за б!лками-маркерами ("Thermo Bioscience", Англ!я). Одержан! гел! сканували гель-сканером "Hewlett-PackardHPSI 5500" (США), з наступною Ух реконструкц!ею граф!чно. К!льк!сть б!лка в окрем!й зон! обчислювали за в!дносними (%) та абсолютними (г/л) одиницями, з урахуванням значення загального б!лка в проб!, використовуючи спец!альну комп'ютерну програму "Densito Analyze" (Bondarenko et al., 2003). Статистичну обробку результат!в досл!джень зд!йснено з використанням критер!я достов!рност! Стьюдента (Kokunin, 1975). Дан! в таблицях наведено як середне значення та стандартне в!дхилення.
Результати до^джень та Тх обговорення
За результатами першого досл1ду встановлено, що хлортетрациклЫ доданий у воду аквар1ум1в у концентраци 1,10; 3,15 I 6,30 мг/дм3 та експозици короп1в 3 доби не впливав на загальний вм1ст бтюв в плазм1 кров1 риб першо''', другоТ та третьоТ досл1дних груп пор1вняно з контролем (табл. 1). Цей показник у риб п1ддосл1дних груп та у контрол1 був у межах величин, як в1дпов1дали оптимальному р1вню б1лк1в плазми кров1 коропових риб [6].
Таблиця 1. Загальний вм1ст б1лка в плазм1 кров1 коропа за ди хлортетрациклЫу, нандролону та альбедазолу г/л; п=4
Ксеноб1отики
Група Контрольна
Досл!дн!:
- перша
- друга
- третя
Хлортетрацикл!н 40,25 ±3,5
42,50 ±3,00 48,00 ±4,10 43,00 ±2,70
Нандролон 22,80± 2,12
34,83 ± 2,07 * 26,65 ± 2,04 34,00 ± 1,19 *
Альбендазол 20,28 ± 2,29
20,95 ±2,29 17,05 ±1,28 23,20 ± 1,49
Прим!тка: *Тут ! дал! - р!зниця достов!рна ( р - < 0,05 ) пор!вняно з контролем
Одержан! результати вказують на те, що не дивлячись на здатн!сть хлортетрацикл!ну пригн!чувати синтез б!лка бактер!альних кл!тин за незначноУ його концентрац!У у вод! ! нетривал!й експозици його вплив на процеси б!осинтезу б!лка в тканинах риб проявляеться у менш!й м!р!.
У другому досл^, в якому вивчали вплив рiзних концентрацм нандролону, було встановлено, що у риб першоУ та третьоУ дослiдних груп встановлено пщвищення загального вмiсту бiлкiв в плазмi кровi в середньому у 1,5 разу, тодi як у коротв другоУ дослщноУ групи цей показник порiвняно з контролем, не зммювався (див. табл. 1). Слiд вщм™ти, що за рiзноУ концентраци альбендазолу у водi та нетривалоУ дм також не виявлено рiзницi за вмктом загального бiлка в плазмi кровi риб дослiдних груп порiвняно контролем (див. табл. 1).
Однак, як встановлено подальшими дослщженнями антибiотик хлортетрациклiн доданий у воду акварiумiв змiнював значною мiрою фракцмний склад бiлкiв плазми кровi риб особливо за концентраци 3,15 i 6,30 мг/дм3. Аналiз електрофореграм бтюв плазми кровi риб контрольноУ групи показав, що найбiльшу ктьюсть становлять протеУни, якi знаходяться в зонах А, В, С, М i R, що вiдповiдае молекулярним масам 260-450 кДа i бтьше, а також 70 i 25 кДа (табл. 2)
Таблиця 2. Фракцiйний склад бтюв плазми KpoBi риб за дм хлортетрациклiну, г/л; n=4
Зона Молекулярна Концентрацiя хлортетрациклiну, мг/дм3
розподту фракцм бтюв маса стандарту, кДа контрольна 1,10 3,15 6,30
А > 450 3,31 ±0,43 4,01 ±0,30 1,75±0,39** 2,01 ±0,33**
B 340 2,64±0,43 3,29±0,40 1,46±0,33** 1,47±0,20**
C 260 4,27±0,48 4,82±0,50 2,74±0,37 3,22±0,65
D - 1,63±0,23 1,64±0,20 0,93±0,22 1,39±0,59
E - - - 0,99±0,31 1,01±0,33
F - - - 1,13±0,34 0,98±0,44
G 140 0,82±0,05 1,38±0,10* 1,38±0,60 1,50±0,22
H 100 1,36±0,09 1,49±0,10 1,23±0,53 1,14±0,11
J - 2,04±0,90 2,21 ±0,70 2,65±1,25 1,81 ±1,13
K - 1,94±1,01 3,86±1,60 1,19±1,16 1,57±1,06
L - - - 2,60±1,35 2,70±1,28
M 70 6,16±1,52 4,75±0,60 3,77±1,13 5,23±0,77
N - 3,3±0,20 3,24±0,20 1,81 ±0,19* 2,39±0,31
O 50 1,46±0,51 1,46±0,40 1,50±0,26 1,70±0,20
P - - - 1,79±0,44 2,18±0,29
Q 35 0,66±0,04 0,56±0,10 0,43±0,18 0,48±0,29
R 25 6,91 ±0,95 6,26±0,60 5,98±1,46 7,70±0,78
При цьому слiд вiдмiтити, що бiлки розмщен у цих зонах, як правило належать до рiзних фракцiй глобул^в та альбумiнiв, а також низькомолекулярноУ фракцй', яка представлена в основному преальбуммами. Плазма кровi коропiв контрольно! групи мктила значно менше бтюв iнших фракцiй, зокрема розмiщених в зонах D, G, H, J, K, O, P та Q, де знаходяться бтки фракцм трансфериыв, церулоплазмму, гаптоглобiну та iнших груп преальбум^в. Одержанi результати свiдчать про те, що основними у плазмi кровi у коропа е бтки фракцм альбум^в та глобулiнiв, головна роль яких полягае у забезпеченн транспортних функцм кровi та захисту органiзму риб вiд несприятливих факторiв водного середовища.
Витримування риб у водi з концентрацiею хлортетрациклiну 1,10 мг/дм3 протягом 3 дiб практично не впливало на фракцмний склад бтюв плазми кровi порiвняно з контролем (див. табл. 2).
Винятком виявились бтки фракцй G з молекулярною масою 140 кДа, ктьюсть яких в плазмi кровi коротв порiвняно з контролем зросла в 1,7 раза. Незначн змiни фракцмного складу бiлкiв плазми кровi риб першоУ дослiдноУ групи обумовленi в першу чергу низькою концентрацiею антибютика у водi та його мактива^ею мiкроорганiзмами води. Не можна також виключати i малу тривалiсть експозици риб у водi з ^ею концентрацiею хлортетрациклiну та активацiею захисних систем, зокрема активносп цитохромiв Р450 i b5 до дй' даного ксенобютика.
Пiдвищення концентраци хлортетрациклйну у водй до 3,15 мг/дм3, тобто у 3 рази порйвняно з першою дослйдною групою, змйнювало значно бтьшою мйрою фракцiйний склад бтюв плазми кровй коротв (див. табл. 2).
Виявилось, що плазма кров1 риб другоУ дослйдноу групи мктила на 57% менше бтюв з молекулярною масою 450 кДа i бтьше (зона А), а також на 56 % - бтюв з молекулярною масою 340 кДа (зона В) пороняно з коропами першоУ дослйдноу групи. Осктьки вищевказан фракцй бтюв у тварин мйстять, крйм a2-макроглобулiну, також i IgM та Y-глобулiни, ймовйрно, у коротв пiдвищення концентрацiУ хлортетрациклiну у водй знижуе ¡мунний захист риб. У коротв другоУ дослйдноу групи зареестровано зниження на 46 % i р1вня бтюв деяких низькомолекулярних фракцм, зокрема розмщених в зон N, а також виявлено ряд додаткових бткових фракцiй розмiщених в зонах Е, F i L з молекулярною масою вйд 140 до 200 i 70-90 кДа (див. табл. 2). Кр1м того у плазмi кров1 коротв другоУ дослйдноу групи виявлено фращю бтюв (зона Р) з молекулярною масою вйд 35 до 50 кДа.
Одержав данi свiдчать про суттевий вплив пiдвищених концентрацiй хлортетрациклму у водй на фракцiйний склад бтюв плазми кровй коротв, а також, ймовфно, i на електрофоретичну рухливкть протеУнiв окремих високо- та низькомолекулярних фракцм, що може бути пов'язане ¡з зммою заряду бтковоУ молекули Н+ С1-, як входять до складу даного ксенобiотика. Цей висновок пщтверджуеться дослiдженнями фракцiйного складу бтюв плазми кровй коротв
третьоУ дослщноУ групи, яких витримували у водй з концентрацiею хлортетрациклiну 6,30 мг/дм3 (див. табл. 2)._
В плазмИ KpoBi KoponiB цИеУ групи, порiвняно з першою, piBeHb бiлкiв зони А з молекулярною масою понад 450 кДа знизився на 50 %, а зони В з молекулярною масою 340 кДа - на 56 %, що може бути пов'язано i3 впливом ксенобИотикИв на фактори iмунного захисту органiзму риб.
У коропИв третьоУ дослiдноï групи, як i в другИй, в плазмi кровИ, порiвняно контролем та першою дослИдною групою, виявлено ряд додаткових бГлкових фракцiй, розмiщених в зонах Е, F, Li Р, якИ мали рiзну молекулярну масу. Не виключено, що хлортетрациклИн у високих концентрацiях у водi як сильнодiючий антибiотик впливае на бiлоксинтезуючу функцiю печiнки, змИнюючи таким шляхом фракцiйний склад бГлкИв плазми кровi. Отже, на основi одержаних результатiв можна зробити висновок про те, що у невеликих дозах та при нетривалИй експозици хлортетрациклИн не впливае на фракцИйний склад бГлкИв плазми кровi коропИв. Хлортетрациклiн доданий до води у значних дозах змИнюе фракцiйний склад бГлкИв плазми кровi коропа як з високою, так i з низькою молекулярною масою.
У риб дослИдних груп за ди нандролону встановлено змИну фракцiйного складу бiлкiв плазми кровИ. У коропiв, яких утримували у водГ акварiума Гз концентрацИею нандролону 0,1 мг/м3 (перша дослана група) вмГст 6ГлкГв у плазмИ кровГ, з молекулярною масою 100-140 кДа (зона Е) i 35-50 кДа (зона L) збГльшився вИдповИдно на 54 i 43%, а бГлкИв з масою молекул 25 кДа (зона Р) - на 75% порГвняно контролем (табл. 3).
ВмГст бГлкИв в плазмГ кровГ риб першоУ дослано]' групи, з молекулярною масою 140-450 кДа i вище (зона А, B, C, D), до яких входять й ГмуннГ глобулГни, порГвняно з контролем, не змГнювався на вИдмИну вГд рГвня низькомолекулярних бГлкГв (зона L, O, P) (див. табл. 2). Отже, нандролон у незначнИй концентраци у водГ, пГдвищуе в плазмГ кровГ коропГв вмГст низькомолекулярних бГлкИв та деяких бГлкГв з молекулярною масою 100 кДа i практично не впливае на рГвень бГлкИв з високою молекулярною масою.
ПГдвищення концентраци нандролону у водГ до 0,5 мг/дм3 не вплинуло на фракцГйний склад бГлкИв кровГ коропГв другоУ дослГдноУ групи порГвняно з контролем, за винятком бГлкИв зони А, вмГст яких зрГс на 74% (див. табл. 3). РГвень бГлкИв з високою (зони B, C, D), середньою (зони E, F, G, H, I) та низькою молекулярною масою (зони K, L, M, N, O, P) в плазмГ кровГ коропГв другоУ дослГдноУ групи порГвняно з контролем не змГнювався. БИльш суттевГ змГни бГлкового спектру плазми кровГ зареестровано у риб третьоУ дослГдноУ групи, причому розмИщених, як в зонГ високомолекулярних так i бГлкИв Гз низькою молекулярною масою.
Так, рГвень бГлкИв з молекулярною масою 450 кДа i вище в плазмГ кровГ риб третьоУ дослГдноУ групи (зона А) порГвняно з контролем збГльшився на 91% , 340 кДа (зона В) - на 78%, 260 кДа (зона С) - на 101%, 70 кДа (зона Н) - на 149%, 50 кДа (зона К) - на 111%, зони О - на 35% i 25 кДа (зона Р) - на 62%. ВмГст Гнших бГлкИв в плазмГ кровГ риб третьоУ дослГдноУ групи порГвняно з контролем не змГнювався.
Отже, за концентраци нандролону у водГ акварГума 1,0 мг/дм3 бГлковий спектр плазми кровГ коропа змГнюеться у значнГй мГрГ, навить за умови його нетривалоУ ди, що свИдчить про суттевий вплив даного ксенобИотика на бИосинтетичнИ процеси в тканинах, як анаболГчного стероУда.
Характер змИн бГлкового спектру плазми кровГ риб за ди антигельмИнтика альбензозолу був дещо Гншим порГвняно з нандролоном.
Витримування коропИв у водИ аквариума впродовж 72 годин, концентрация альбендазолу в якИй становила 0,2 мг/дм3 (перша дослИдна група), впливало лише на вмИст деяких бИлкИв плазми кровИ риб. Зокрема, зареестровано зниження в плазмИ кровИ риб рИвня протеУнИв з молекулярною масою 70 кДа на 77%, 50 кДа - на 61% i 25кДа - на 48% порИвняно з контролем (табл. 4). ВмИст бИлкИв високомолекулярних фракций в тому числИ з молекулярною масою 100 кДа i вище, а також Инших низькомолекулярних бИлкИв в плазмИ кровИ риб першоУ дослИдноУ групи не вИдрИзнявся вИд контролю. ПГдвищення концентраци альбендазолу у водИ акварИума до 0,5 мг/дм3 у бГльшИй мИрИ впливало на бГлковий спектр плази кровИ риб, про що свИдчить зниження рИвня бИлкИв розмИщених в зонах А, В, С, D зокрема з молекулярною масою 140 кДа - на 63%, 260 кДа - на 62%, 340 кДа - на 55% i 450 кДа i бГльше - на 43% порИвняно з контролем (див. табл. 4). В плазмИ кровИ даноУ групи риб зареестровано також зниження рИвня бИлкИв з молекулярною масою 70 кДа - на 76%, розмИщених в зонИ J - на 34%, зонИ K з молекулярною масою 50 кДа - на 66%, зонИ L - на 36%, зонИ М - на 45% i зонИ Р з молекулярною масою 25 кДа - на 49% порИвняно з аналогИчними показниками у риб контрольно! групи. ВмИст бИлкИв Инших фракций в плазмИ кровИ риб другоУ дослГдноУ групи за ди альбендазолу порИвняно з контролем не змИнювався. ПодИбнИ змИни бГлкового спектру плазми кровИ риб зареестровано i у коропИв третьоУ дослИдноУ групи, якИ протягом 72 годин перебували у водИ акварИума з концентрацИею антигельмИнтика 1,0 мг/дм3. Так, рИвень бИлкИв плазми кровИ даноУ групи розмИщених у зонах А, В, С i D, що вИдповИдае молекулярнИй масИ 140, 260, 340, 450 кДа i вище знизився порИвняно з контролем вИдповИдно на 56, 36, 36 i 37% (див. табл. 4). КрИм того у риб третьоУ дослГдноУ групи порИвняно з контролем альбендазол викликав зниження в плазмИ кровИ рИвня бИлкИв з молекулярною масою 50 кДа (зона К) на 54%, з молекулярною масою 35 кДа (зона N) - на 34%, з молекулярною масою 35 кДа (зона Р) - на 29%. 1ншИ бГлки плазми кровИ риб за пИдвищеноУ до 1,0 мг/дм3 дози альбендазолу у водИ акварИума змИнювались у значно меншИй мИрГ. ВмИст бИлкИв деяких Инших фракций у плазмИ кровИ риб третьоУ дослИдноУ групи порИвняно з другою збГльшився i досяг значень аналогИчних показникИв у коропИв контрольно! групи. Так, вмИст бИлкИв в плазмИ кровИ риб третьоУ дослГдноУ групи з молекулярною масою 70 кДа (зона Н) зрИс у 4 рази, а з молекулярною масою 25 кДа (зона Р) - на 40% порИвняно з аналогИчними показниками у коропИв другоУ дослГдноУ групи (див. табл. 4). СуттевоУ рИзницИ за фракцИйним складом Инших бИлкИв плазми кровИ риб другоУ i третьоУ дослИдних груп не встановлено не дивлячись на те, що концентрацию альбендазолу у водИ акварИума для останньоУ було збГльшено у 2 рази.
Отже результати дослИджень свИдчать про те, що альбендазол у водИ акварИума у концентраци 0,2 мг/дм3 не вливае, а у високих — 0,5 i 1,0 мг/дм3 знижуе вмИст бИлкИв як високо- та низькомолекулярних фракций, в плазмИ кровИ коропа.
Слгд зазначити, що хлортетрациклгн, альбедазол i нандралон доданг у воду aKBapiyMiB у незначнгй концентраци за нетривалоУ експозици практично не впливали на електрофартичну рухливгсть бглкгв плазми кровг риб, що можливо пов'язано гз вгдсутнгстю Ух впливу на заряд бглковоУ молекули.
Таблиця 3. Фракцгйний склад бглкгв плазми кровг коропа за дм нандролону, г/л; М ±m, n = 4.
Зона
Молекулярна маса стандартних бглкгв, кДа
Контрольна група
Дослгдна група (концентрацгя нандролону у водг, мг/дм3) перша (0,1 ) друга (0,5) третя (1,0)
А >450 0,71 ± 0,15 0,72 ± 0,26 1,25 ± 0,25 * 1,36 ± 0,13 *
B 340 1,01 ± 0,29 1,40 ± 0,22 1,15 ± 0,25 1,80 ± 0,11 *
C 260 1,06 ± 0,23 0,98 ± 0,93 1,32 ± 0,21 2,13 ± 0,16 *
D 140 1,40 ± 0,27 1,80 ± 0,28 1,46 ± 0,40 2,18 ± 0,32 *
E - 0,92 ± 0,12 1,42 ± 0,14 * 1,13 ± 0,33 1,04 ± 0,21
F 100 1,01 ± 0,37 1,88 ± 0,44 1,16 ± 0,31 1,27 ± 0,09
G - 1,32 ± 0,71 1,89 ±0,26 1,46 ± 0,38 1,01 ± 0,17
H 70 0,55 ± 0,25 1,14 ± 0,23 0,64 ± 0,18 1,37 ± 0,25 *
J - 1,31 ± 0,55 1,89 ± 0,22 1,39 ± 0,40 1 ,28 ± 0,97
K 50 2,83 ± 0,60 4,03 ± 0,33 3,33 ± 0,53 5,98 ± 1,15 *
L - 2,32 ± 0,25 3,32 ± 0,37 * 2,97 ± 0,72 2,70 ± 0,34
M - 3,13 ± 0,49 4,75 ± 0,84 3,86 ± 0,51 4,04 ± 0,59
N 35 0,71 ± 0,32 1,18 ± 0,31 0,76 ± 0,14 0,88 ± 0,13
O - 0,69 ± 0,13 1,19 ± 0,29 0,70 ± 0,29 0,93 ± 0,24 *
P 25 4,53 ±0,71 7,92 ± 0,69 * 5,32 ± 0,48 7,35 ± 0,32*
Таблиця 4. Фракцгйний склад бглкгв плазми кровг коропа за дм альбендазолу, г/л; М ±m; n = 4.
Зона
Молекулярна
маса стандартних бглкгв, кДа
Контрольна група
Дослгдна група (концентрацгя альбендазолу у водг, мг/дм3)
перша (0,2)
друга (0,5)
третя (1,0)
А >450 1,36 ± 0,13 0,85 ± 0,35 0,77 ± 0,08 * 0,85 ± 0,21 *
B 340 1,80 ± 0,11 0,96 ± 0,25 0,80 ± 0,09 * 1,15 ± 0,08 *
C 260 2,13 ± 0,16 0,88 ± 0,30 0,81 ± 0,12 * 1,17 ± 0,03 *
D 140 2,18 ± 0,32 1,00 ± 0,42 0,81 ± 0,11 * 0,95 ± 0,05 *
E - 1,09 ± 0,21 0,75 ± 0,23 0,73 ± 0,20 0,87 ± 0,08
F 100 1,27 ± 0,99 0,82 ± 0,27 1,08 ± 0,11 1,39 ± 0,16
G - 1,91 ± 0,17 0,86 ± 0,33 0,85 ± 0,16 0,92 ± 0,05
H 70 1,37 ± 0,38 0,31 ± 0,11 * 0,33 ± 0,04 * 1,33 ± 0,27
J - 1,28 ±0,07 2,08 ± 0,79 0,84 ± 0,11 * 1,32 ± 0,18
K 50 5,98 ± 0,45 2,35 0,37 * 2,05 ± 0,41 * 2,74 ± 0,26 *
L - 2,70 ± 0,34 2,29 ± 0,35 1,73 ± 0,28 * 2,19 ± 0,33
M - 4,04 ± 0,39 3,04 ± 0,56 2,23 ± 0,34 * 2,63 ± 0,21 *
N 35 0,88 ± 0,13 0,55 ± 0,21 0,50 ± 0,09 0,58 ± 0,10 *
O - 0,93 ± 0,14 0,54 ± 0,18 0,57 ± 0,11 0,77 ± 0,25
P 25 7,35 ± 0,32 3,82 ± 0,41 * 3,71 ± 0,38 * 5,19 ± 0,35 *
Висновки
На основг проведених дослгджень можна зробити висновок, що за незначного вмгсту хлортетрациклгну, нандролону та альбендазолу у водг акваргумгв та нетривалгй експозици коропгв, не дивлячись на ргзнг механгзми Ух впливу на органгзм, бглковий спектр плазми кровг та загальний вмгст бглкгв залишаеться без змгн, що свгдчить про здатнгсть риб адаптуватись до дм цих ксенобготикгв. Висок концентраци даних ксенобготикгв у водг акваргума, зокрема, навгть за нетривалого перебування риб змгнюють у значнгй мгрг фракцгйний склад бглкгв плазми кровг дворгчок коропа, нандролон пгдвищуе, а альбендазол знижуе вмгст цглого ряду бглкгв високо- та низькомолекулярних фракцгй. Висока
концентрац1я хлортетрациклЫу у вод1 викликае значн1 зм1ни б1лкового спектру плазми кров1, що порушуе ф1з1олог1чн1 функцпу риб.
Перспективою подальших дослщжень може бути вивчення впливу хлортетрациклЫу, нандролону та альбендазолу на вм1ст окремих клас1в 1муноглобул1н1в, показники резистентносп орган1зму риб, що дасть можливкть поглибити розум1ння механ1зм1в Ух адаптаци до д1У ксеноб1отик1в антропогенного походження та доповнити еколопчну характеристику водойм рибогосподарського призначення.
References
Akbaba, Y., Akincioglu, A., Goger, H., Goksu, S. (2014). Carbonic anhydrase inhibitory properties of novel sulfonamide derivatives of aminoindanes and aminotetralins. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 29(1), 35-42. Atanasova, R., Hadjinikolova, I., Nikolova, I. (2008). National Centre for Agrarian Sciences investigations on the biochemical composition of carp fish (Cyprinidae) blood serum at conditionsof organic aquaculture. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 14(2), 117-120.
Barreteau, H., Simcic, M., Sink, R., Cesar, J. (2011). Second-generation sulfonamide inhibitors of d-glutamic acid-adding enzyme: аctivity optimisation with conformational^ rigid analogues of d-glutamic acid. European Journal of Medicinal Chemistry, 46(7), 2880-2894.
Biat-k-Bielinska, A., Stolte, S., Arning, J., Uebers, U. (2011). Ecotoxicity evaluation of selected sulfonamides. Chemosphere, 85(6), 928-933.
Dorogov S.M. (2002). Farmakologiya. Kharkov Kharkov Aviation Institute Press, 280. (in Ukrainian)
Goger, H., Akincioglu, A., Ozta§kin, N., Goksu, S., GQlgin, I. (2013). Synthesis, antioxidant, and antiacetylchoalinesiterase activities of sulfonamide derivatives of dopamine-related compounds. Arch. Pharm, 346(11), 783-792. Gornelly, S. (1949). Determination of serum protein by mean of the biuret reaction. J. Biol. Chem, 177(2), 751 -755. Gulkowska, A., Leung, H.W., So, M.K., Taniyasu, S., Yamashita, N. et al. (2008). Removal of antibiotics from wastewater by sewage treatment facilities in Hong Kong and Shezhen, China. Water research, 42(1 -2), 395-403.
Ivanova A., Novozhytska Y., Zakharenko N, Shevchenko L.(2011). Osoblyvosti nakopychennia nandrolonu ta produktiv yoho metabolizmu v orhanakh i tkanynakh shchuriv. Veterynarna medytsyna Ukrainy, 6, 40-42. (in Ukrainian) Kamyishnikov, B.C. (2000). Spravochnik po kliniko-biohimicheskoy laboratornoy diagnostike. Minsk: Belarus (in Belorussian) Kokunin, B. (1975). Statistical data processing with a small number of experiments. Ukrain. biochem. Journal, 47(6), 776-790. (in Ukrainian)
Kurbatova, I.M., Tsedik, V.V., Sviridenko, N.P. (2013). Rozvitok Ikri ta vizhivannya embrIonIv koropa za diyi albendazolu. Scientific Bulletin NUBIP, 193, 127-131. (in Ukrainian)
Laemmli, U.K. (1970). Cleavege of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage. Nature (Gr.Brit), 227(5259), 680- 685.
Lone, Kh. (1989). The effect of feeding three anabolic steroids in different combinations on the growth, food conversion efficiency and protein and nucleic acid levels of liver, kidney, brain and muscle of mirror carp (Cyprinus carpio). Fish physiology and biochemistry, 6, 149-56. Doi: 10.1007/BF01874771.
Mudra, A.E., Falfushinska, G.I., Stolyar, O.B. (2008). Integralniy analIz stanu antistresornih sistem gepatotsitIv prIsnovodnih tvarin za diyi poshkodzhuyuchih chinnikiv seredovischa. Naukovi zapiski Ternopil Pedagogical University. Ser. BIologIy, 2(36), 151-160. (in Ukrainian)
Muradova, G.R., Rabadanova, A.I. (2012). Dinamika soderzhaniya belkov v syivorotke krovi segoletok karpa pri hronicheskom vozdeystvii tyazhelyih metallov. Uspehi sovr. Estestvoznaniya, 7, 58-62. (in Russian)
Severina, E.S., Aleynikova, T.L., Osipov, E.V., Silaeva, S.A. (2008). Biologicheskaya himiya. Moscow. Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo (in Russian)
Shandrenko, S., Holovin, A., Dmytrenko, M., Yurchenko, A., Babycheva, А. (2003). Kompiuterna reiestratsiia ta analiz rezultativ tonkosharovoi khromatohrafii. Zhurnal Khromatohrafichnoho tovarystva, 2(4), 22-30. (in Ukrainian)
Tsudzevich, B.O., Stolyar, O.B., KalInIn, I.V., Yukalo, V.G. (2012). KsenobIotiki: nakopichennya, detoksikatsIya ta vivedennya z zhivih organIzmIv. TernopIl. Ternopil National Technical University Press. (in Ukrainian)
Citation:
Kurbatova, I.M., Zakharenko, M.O., Chepil, L.V. (2018). Effect of chlorotetracycline, nandrolone, and albendazole on fractional composition of carp serum proteins. Ukrainian Journal of Ecology, 8(1), 57-63. I Thk work Is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
