CC BY
19УДК 574.24: 575.224.46.044
Крюков В.И., доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. II.B. Парахина», Россия, г. Орёл тел. 8 (4862) 47 51 71, e-mail: [email protected]
V.I. Kriukov, doctor of biological sciences, professor Orel state agrarian university, Russia, Orel
ИНДУКЦИЯ МИКРОЯДЕР В ЭРИТРОЦИТАХ КАРПА ПРИ СОЧЕТАННОМ ДЕЙСТВИИ ИОНОВ МЕДИ И НИЗКОЧАСТОТНОГО ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
(The simultaneous action of the copper ions and a low-frequency electromagnetic field induces micronuclei
in the carp erythrocytes)
Исследовали частоту возникновения микроядер и других ядерных нарушений в эритроцитах годовиков карпа после суточного и одновременного воздействия на рыб двух факторов: низкочастотного электромагнитного поля напряжённостью от 25 до 400 А/м и ионов меди в различных концентрациях (от 0,5 до 8 мг/л. Сочетания действующих факторов были следующими: 0+0, (контроль); 0,5+ 25; 1,0+ 50; 2,0+ 100; 4,0+ 200; 5,0+ 250 и 8,0+400. Частоты клеток с микроядрами в указанных 7 вариантах были равны (%) 0,47 (контроль), 0,39, 0,41, 0,43, 0,41, 0,34, 0,18. Суммарные частоты анализируемых аномалий (клетки с микроядрами + двуядерные клетки + клетки в стадии амитоза + клетки с пузырящимися ядрами + клетки с лопастными ядрами + клетки с зазубренными ядрами) были равны (%) 0,75, 0,87, 0,84, 0,93, 0,87, 0,98, 0,68. При сочетанном действии на годовиков карпа ионов меди и электромагнитного поля частотой 50 Гц суммарные частоты возникающих ядерных аномалий меньше частот, индуцируемых каждым из факторов при его индивидуальном воздействии на рыб. Рассмотрены возможные механизмы взаимодействия двух мутагенных факторов.
Ключевые слова: низкочастотное электромагнитное поле, ионы меди, сочетанное действие двух факторов, частота микроядер, аномалии ядер, эритроциты рыбы
Введение. Последствия антропогенного загрязнения биосферы являются одной из важнейших проблем экологии и экологической генетики. Одним из приоритетных классов химических загрязнений окружающей среды являются соединения тяжёлых металлов, попадающие в окружающую среду в результате деятельности промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий. К тяжёлым металлам относят группу химических элементов со свойствами металлов (атомным весом более 50 и плотностью более 5 г/см^, различные соединения которых при определённых концентрациях становятся вредоносными для био-ты и становятся загрязнителями окружающей среды. Медь - один из тяжёлых металлов. Она является биоорганическим элементом и в микроколиче-
The frequency of the micronuclei and other nuclear anomalies in the carp erythrocytes was studied after a 24hour simultaneous exposure to a ELF EMF (50 Hz) and various concentrations of copper ions in the water. The concentration of the copper ions (0-8 mg/1) and the intensity of the ELF EMF (0-400A / m) in 7 variants of the experiment were as follows: 0 + 0, (control); 0.5, + 25; 1.0 + 50; 2.0 + 100; 4.0 + 200; 5.0 +250 and 8.0 + 400. The frequencies of the cells with micronuclei in the indicated 7 variants were equal (%): 0.47, 0.39, 0.41, 0.43, 0.41, 0.34, 0.18. The total frequencies of the analyzed anomalies (cell with microniclei + binuclear cells + cells in the amitose stage + cells with blebbed nuclei + cells with lobed niclei + cells with notched nuclei) were equal (%) 0.75, 0.87, 0.84, 0.93, 0, 87, 0.98, 0.68. The total frequencies of the nuclear anomalies were less with the simultaneous action of copper ions and the ELF EMF on the carp, than the frequencies induced by each of the factors upon its individual effect on fish. The possible mechanisms of interaction of these two mutagenic factors are considered.
Keywords: low-frequency electromagnetic field, copper ions, simultaneous action of two factors, the frequency of micronuclei, nuclear anomalies, fish erythrocytes.
ствах необходима многим организмам, т.к. входит в состав некоторых белков. Однако избыточные концентрации ионов меди в среде обитания приводят к её аккумуляции в организмах и становятся токсическим фактором, негативно влияющим на их развитие [19]. Сульфат меди CuSOiXSILO используется в сельском хозяйстве как неорганический пестицид и широко применяется в качестве фунгицида, моллюскоцида и гербицида.
Помимо токсических свойств у меди обнаружены мутагенные свойства, но сведения о них неполны и несколько противоречивы [см.: 49, с. 76, 79]. Для выяснения мутагенных характеристик меди необходимы дальнейшие исследования с использованием объектов различного уровня эволюционной организации и различных таксономических групп. Подобные работы очень важны для понимания возможных последствий антропо-
генного загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами.
Другим фактором, вызывающим тревогу у медиков и экологов является всё более возрастающий уровень загрязнения биосферы неионизирующими электромагнитными излучениями. Проблемы влияния электромагнитных полей различных частот на живые организмы интенсивно изучают и медики, и биологи. В этих вопросах также много неясных и противоречащих друг другу фактов, однако существование различных откликов живых организмов на воздействие электромагнитных полей (дачее сокращённо - ЭМП) различных частот является неоспоримым. Самостоятельный интерес представляет действие низкочастотных электромагнитных полей (НЧ ЭМП), т.к. переменный ток именно такой частоты (50 и 60 Гц) применяют для энергообеспечения промышленного и бытового электрооборудования.
Установлено влияние НЧ ЭМП на продолжительность развития и формирование морфологических структур у насекомых [47]. Большинство результатов медицинских исследований указывают на возможную связь между воздействием НЧ ЭМП и клинически признанными медицинскими расстройствами у людей, такими, как лейкемия, раковые заболевания мозга, молочной железы, почек, сердечно-сосудистые заболевания [51, 20]. В зоотехнии и ветеринарии эти исследования пока остаются очень малочисленными. Поэтому необходимо дальнейшее изучение реакций живых организмов разного уровня эволюционной организации на действие ЭМП.
Наконец, многие антропогенные факторы действуют на живые организмы одновременно. При этом возможны различные варианты такого одновременного воздействия - как ингибирование действия одного фактора действием другого, так и си-
нергидный, усиливающий эффект, в результате которого результат одновременного воздействия двух факторов оказывается больше простой суммы эффектов этих факторов, действующих по одному, изолированно друг от друга. В таких случаях среда, характеризуемая по каждому отдельному фактору ниже санитарно-гигиенических стандартов, может оказываться опасной для обитания из-за совместного синергидного действия нескольких факторов.
Одновременное действие на организм химического агента и физического фактора называют сочетанным действием факторов. В данной работе приведены результаты экспериментального исследования сочетанного действия на рыб различных концентраций ионов меди в воде и ЭМП промышленной частоты и различной напряжённости.
Материалы и методы исследований
Материалом для исследования служили рандомбред-ные годовачые карпы (Cyprinus carpió) массой 20-25 г., приобретённые в рыбхозе Орловской области. Подготовка рыб к эксперименту описана ранее [6, 7]. После трёхсуточной адаптации к лабораторным условиям рыбы были разделены на три группы. Рыб первой группы в течение 24 часов подвергали воздействию ионов меди шести различных концентраций: 0,5, 1, 2, 4, 5, 8 мг/л. Для исследования использоваш сульфат меди (C11SO4X5II2O) квашфикации «х.ч.». Методы воздействия ионов меди на рыб описаны в предыдущем сообщении [7]. Рыбы второй группы были подвергнуты суточному воздействию переменного НЧ ЭМП промышленной частоты (50 Гц) и напряжённостью 25, 50, 100, 200, 250 и 400 А/м. Аппаратура и методика проведения воздействия на рыб НЧ ЭМП описана ранее [6]. Рыбы третьей группы были подвергнуты одновременному (со-четанному) воздействию и ионов меди и НЧ ЭМП в сочетаниях, указанных в табл. 1.
Таблица 1. - Варианты сочетанного действия на рыб различных концентраций меди
и переменного низкочастотного электромагнитного поля (50 Гц)
Номер экспериментальной подгруппы 0 (К) 1 2 .i 4 5 6
Концентрация Си+", мг/л 0 0,5 1 2 4 5 8
Напряжённость магнитного поля, А/м 0 25 50 100 200 250 400
Варианты с одновременным воздействием на рыб ионов меди и электромагнитного поля выполняли по той же схеме, что и анализ действия только одного электромагнитного поля, но вместо чистой воды использоваш опытные растворы сульфата меди. Контролем служили рыбы, не подвергнутые действию исследуемых факторов.
Методы приготовления мазков крови и микроскопического анашза препаратов описаны в упомянутых ранее публикациях [6, 7]. В мазках крови при просмотре эритроцитов определяли число норматьных клеток и клеток, содержащих аномаши ядра и микроядра.
Каждый вариант опытного воздействия выполняли в двух повторностях с 4 рыбами в каждой. Микроско-
пическому анашзу подвергаш мазки трёх рыб из четырёх в каждой повторности, т.е. в каждом варианте воздействия факторов проанашзированы эритроциты 6 рыб. Для каждой из них исследовали не менее 3000 эритроцитов. Таким образом, частоту ядерных аномашй в эритроцитах в каждом из вариантов опытов рассчитываш по результатам анашза не менее 18000 клеток.
Статистический анализ достоверности различий частот микроядер и других ядерных аномашй между контролем и различными вариантами опыта определяли после (р-преобразования частот аномашй [12]. Все расчёты были выполнены в программе Excel.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования индукции микроядер у карпов после суточного воздействия только переменного электромагнитного поля различной напряжённости и только ионов меди в различных концентрациях [6, 7] были опубликованы ранее.
Как и ПЧ ЭМП, медь в высоких концентрациях способна вызывать мутации. При фоновых концентрациях в окружающей среде медь играет важную роль в жизни растений и животных, т.к. входит в состав многих белков и более 20 ферментов и поэтому
играет важную роль в метаболизме живых организмов. Мутации генов, кодирующих белки, участвующие в трансмембранном переносе меди, могут приводить к серьёзным наследственным заболеваниям у человека (болезни Менкеса и Вильсона-Коновалова) [41,52].
Полученные суммарные данные по каждому варианту сочетанного действия ионов меди и ПЧ ЭМП приведены в таблице 2. Эти сведения были использованы для расчёта частот выявленных аномалий. Результаты расчётов рассмотрены ниже.
Таблица 2. - Результаты микроскопического анализа эритроцитов карпов после суточного сочетанного воздействия шести различных концентраций ионов меди и низкочастотного (50 Гц) электромагнитного поля шести различных напряжённостей
Концентрация ионов меди мг/л Напряжённость ЭМП. Л/м Всего изучено клеток В том числе клеток
нормальных с микроядрами двуядер-ных в стадии амитоза с ядрами blebbed с ядрами lobed с ядрами notched
Контроль1 19813 19664 94 16 12 1 4 22
0,5 25 19012 18847 75 20 25 9 10 26
1,0 50 18611 18454 76 18 17 7 11 28
2,0 100 19823 19639 85 23 16 12 11 37
4,0 200 18663 18500 77 19 9 14 7 37
5,0 250 18892 18706 65 12 19 26 18 46
8,0 400 18743 18615 34 5 7 24 17 41
Примечание - В качестве контроля используются результаты контрольного варианта из одновременно прове-
дённого опыта по генотоксичности ионов меди.
Частота микроядер. Микроядра являются очень мелкими фрагментами хроматинового материала, которые образуются из делегированных фрагментов хромосом. Лишённые центромер, при делении клетки они не попадают в ядра дочерних клеток и остаются в цитоплазме. Многочисленными исследо-
ваниями доказано, что частота микроядер в клетках пропорциональна силе воздействия мутагенного фактора на исследуемый организм. Анализ микроядер в крови рыб широко используют для исследований экспериментального мутагенеза и для генетического мониторинга антропогенного загрязнения среды [29, 45].
Таблица 3. - Частота эритроцитов с микроядрами у карпов после суточного сочетанного воздействия
шести различных концентраций меди и электромагнитного поля шести различных напряжённостей
Концентра- Напря- Частота, Варианса, Довер. интервал Величина Критерий Уровни
ция ионов женность Р, % оР р при Р=0,05, V и зна-
меди, мг/л ЭМП, А/м ±о0-1,96 чимости, Р
Контроль 0,47 0,05 0,10 0,1379
0,5 25 0,39 0,05 0,09 0,1257 1,1986 >0,05
1,0 50 0,41 0,05 0,09 0,1279 0,9771 >0,05
2,0 100 0,43 0,05 0,09 0,1311 0,6778 >0,05
4,0 200 0,41 0,05 0,09 0,1286 0,9131 >0,05
5,0 250 0,34 0,04 0,08 0,1174 2,0147 <0,05
8,0 400 0,18 0,03 0,06 0,0852 5,1680 <0,001
Частота эритроцитов с микроядрами в контроле составляла 0,47±0,10% (табл. 3). Действие в течение суток ионов меди и электромагнитного поля в диапазоне сочетаний от (0,5 мг/л + 25 А/ч) до (4,0 мг/л + 200 А/ч) несколько уменьшали частоты клеток с мик-
роядрами, однако это изменение было статистически недостоверным. Следующее суточное сочетанное действие этих двух факторов (5,0 мг/л + 250 А/ч) вызвано статистически достоверное снижение частоты клеток с микроядрами при Р<0,05. Дальнейшее уве-
личение напряжённости электромагнитного поля и концентрации ионов меди в воде приводило к ещё более значительному снижению частоты эритроцитов с микроядрами. При этом различия между частотами опытного варианта по сравнению с контролем становились достоверными при Р<0,001.
Таким образом, в двух последних вариантах сочетания исследуемых факторов (4,0 мг/л + 200 А/ч и (8,0 мг/л + 400 А/ч) частота микроядер оказалась статистически достоверно ниже контрольной. Известно, что ионы металлов способны связываться с тиольны-ми группами белков и нарушать процесс формирования веретена деления в клетках [48]. Возможно, что снижение частоты клеток с микроядрами происходила из-за подавления митотической активности кроветворных клеток высокими концентрациями ионов меди в сочетании с негативным воздействием сильного электромагнитного поля. Прекращение пролифера-
ции клеток не позволяло реализовываться аберрациям, индуцируемым медью. Косвенным же подтверждением предположения о подавлении электромагнитным полем митотической активности в клетках рыб можно рассматривать ранее обнаруженную задержку митозов на 0,5-2,0 ч у плесневого гриба РЬутгит ро1усерЬа1шп при воздействии электромагнитного поля низкой частоты (45, 60 и 75 Гц) Прекращение воздействия магнитного поля на РЬ. ро1усерЬа1ит приводило к восстановлению нормального митоза через 40 дней [27, 40].
Частота двуядерных клеток. Частота двуядер-ных клеток у интактных рыб (в контроле) была равна 0,08% (табл. 4). В первых пяти вариантах сочетанного действия ионов меди и электромагнитного поля частота двуядерных клеток незначительно возрастала, но отличия от контрольной частоты оставались статистически недостоверными.
Таблица 4. - Частота двуядерных клеток у карпов после суточного сочетанного воздействия шести раз_личных концентраций меди и электромагнитного поля шести различных напряжённостей_
Концентра- Напря- Частота, Варианса, Довер. интерват Величина Критерий Уровни
ция ионов женность р, % Ор р при Р=0,05, Ч> и зна-
меди, мг/л ЭМП, А/м ±а„-1,96 чимости, Р
Контроль 0,08 0,02 0,04 0,0568 -
0,5 25 0,11 0,02 0,05 0,0649 0,7916 >0,05
1,0 50 0,10 0,02 0,04 0,0622 0,5257 >0,05
2,0 100 0,12 0,02 0,05 0,0681 1,1245 >0,05
4,0 200 0,10 0,02 0,05 0,0638 0,6845 >0,05
5,0 250 0,06 0,02 0,04 0,0504 0,6324 >0,05
8,0 400 0,03 0,01 0,02 0,0327 2,3726 <0,05
Заметное и статистически достоверное снижение частоты двуядерных клеток наблюдаюсь только в последнем варианте сочетания факторов (8 мг/л меди и 400 А/м НЧ ЭМП). Снижение частоты двуядерных клеток, вероятно, происходит из-за существенного нарушения процессов, происходящих в кариоплазме в результате воздействия исследуемых факторов.
Частота амитотически делящихся клеток.
Частота амитозов в эритроцитах рыб из контрольного варианта составляла 0,06±0,03% (табл. 5). Сочетанное действие ионов меди в концентрации, равной 0,5 ПДК (0,5 мг/л), и электромагнитного поля напряжённостью 25А/м вызываш двукратное и статистически достоверное (при Р<0,05) увеличение частоты амитотиче-ских клеток.
Таблица 5. - Частота амитозов у карпов после суточного сочетанного воздействия шести различных концентраций меди и электромагнитного поля шести различных напряжённостей
Концентра- Напря- Частота, Варианса, Довер. интерват Величина Критерий Уровни
ция ионов женность р, % оР р при Р=0,05, Ч> и зна-
меди, мг/л ЭМП, А/м ±а„-1,96 чимости, Р
Контроль 0,06 0,02 0,03 0,0492 -
0,5 25 0,13 0,03 0,05 0,0725 2,2965 <0,05
1,0 50 0,09 0,02 0,04 0,0605 1,1001 >0,05
2,0 100 0,08 0,02 0,04 0,0568 0,7568 >0,05
4,0 200 0,05 0,02 0,03 0,0439 0,5198 >0,05
5,0 250 0,10 0,02 0,05 0,0634 1,3975 >0,05
8,0 400 0,04 0,01 0,03 0,0387 1,0376 >0,05
В варианте с концентрацией меди 1,0 мг/ в сочетании с действием электромагнитного поля напряжённостью 50 А/м обнаружено понижение частоты
амитозов, обусловленное, вероятно, нарушением процессов происходящих в кариоплазме. Дашнейший рост концентрации меди в сочетании с воздействием
электромагнитного поля более высоких напряжённо-стей не приводил к достоверным изменениям частот амитозов.
На основании полученных данных можно предположить, что сочетанное действие меди и электромагнитного поля не оказывает очень заметного влияния на частоту формирования амитотически делящихся кроветворных клеток.
Частота клеток е пузырящимися ядрами. К эритроцитам с пузырящимися (ЫеЬЬес!, ВЬ) ядрами
Большие концентрации меди в сочетании с более высокими напряжённостями электромагнитного поля приводили к росту частот клеток с пузырящимися ядрами. Эти частоты статистически достоверно отличались от контрольного значения при Р<0,001. Образование пузырящихся ядер, вероятно, обусловлено нарушением структуры ядерной оболочки и образующих эту оболочку мембран.
Частота клеток с лопастными ядрами. Лопастными (1оЬес1, ЬВ) ядрами принято называть ядра с выпячиваниями большого размера, которые, в свою очередь, могли нести одно или несколько выпячиваний («лепестков») меньшего размера. Клетки с лопастными ядрами в контрольном варианте встречались с частотой 0,0002% (табл. 7). Вариант эксперимента с минимальной исследованной концентрацией ионов меди и минимальной напряжённостью ЭМП (0,5 мг/л
относят аномальные клетки, ядра которых имеют одно или, чаще, несколько небольших, содержащих хроматин выпячиваний ядерной оболочки. В контрольном варианте у рыб частота клеток с пузырящимися ядрами чрезвычайно мата (0,01%; табл. 6). Даже миниматьное из исследованных сочетанное действие меди (0,5 мг/л) и электромагнитного поля (25 А/м) вызываю статистически достоверное увеличение частоты этих нарушений при Р<0,01.
и 25 А/м, соответственно) не вызывали статистически достоверного изменения частот лопастных ядер в эритроцитах рыб. Повышение концентрации ионов меди и напряжённости электромагнитного поля вело к росту частоты клеток с лопастными ядрами во всех вариантах кроме одного. Исключением оказался вариант с концентрацией меди, равной 4,0 мг/л и напряжённостью ЭМП 200 А/м, в котором частота клеток с рассматриваемой аномашей оказашсь ниже всех осташных опытных вариантов и статистически достоверно не отличаюсь от контрольной. Причины этого неожиданного снижения частот объяснить пока затруднительно. Во всех осташных опытных вариантах статистически достоверное повышение частот лопастных ядер может быть следствием нарушения структуры ядерной оболочки и составляющих её мембран.
Таблица 7. - Частота эритроцитов с лопастными ядрами (lobed nuclei) у карпов после суточного еочетанного воздействия шести различных концентраций меди
Концентра- Напря- Частота, Вариан- Довер. интерват Величина Критерий Уровни
ция ионов женность р, % са, ор р при Р=0,05, V и зна-
меди, мг/л ЭМП, А/м ±ор-1,96 чимости, Р
Контроль 0,02 0,01 0,02 0,0284 -
0,5 25 0,05 0,02 0,03 0,0459 1,7192 >0,05
1,0 50 0,06 0,02 0,03 0,0486 1,9798 <0,05
2,0 100 0,06 0,02 0,03 0,0471 1,8614 <0,05
4,0 200 0,04 0,01 0,03 0,0387 1,0115 >0,05
5,0 250 0,10 0,02 0,04 0,0617 3,2773 <0,001
8,0 400 0,09 0,02 0,04 0,0602 3,1232 <0,01
Таблица 6. - Частота эритроцитов с пузырящимися ядрами (blebbed nuclei) у карпов после суточного еочетанного воздействия шести различных концентраций меди
Концентра- Напря- Частота, Вариан- Довер. интерват Величина Критерий Уровни
ция ионов женность р, % са, ар р при Р=0,05, V и зна-
меди, мг/л ЭМП, А/м ±овш1,96 чимости, Р
Контроль 0,01 0,01 0,01 0,0142 -
0,5 25 0,05 0,02 0,03 0,0435 2,8870 <0,01
1,0 50 0,04 0,01 0,03 0,0388 2,4080 <0,01
2,0 100 0,06 0,02 0,03 0,0492 3,4845 <0,001
4,0 200 0,08 0,02 0,04 0,0548 3,9777 <0,001
5,0 250 0,14 0,03 0,05 0,0742 5,9008 <0,001
8,0 400 0,13 0,03 0,05 0,0716 5,6307 <0,001
Таким образом, анализ частот клеток с лопастными ядрами свидетельствует о том, что негативное действие ионов меди на структуру ядерной оболочки и составляющих её мембран усиливается одновременным воздействием электромагнитных полей промышленной частоты.
Частота клеток с notched ядрами. К зазубренным (notched, NT) ядрам относят такие ядра, у которых ядерная оболочка имеет остроконечную «вмяти-
ну». Сравнение частот этих аномалий в разных вариантах опыта показаны в табл. 8. Сочетания низких концентраций меди и малых напряжённостей ЭМП не вызывали статистически достоверных изменений частот зазубренных ядер. Начиная с варианта (2 мг/л меди + 100 А/м) различия в частотах «зазубренных» ядер статистически достоверно увеличивается. Это доказывает существенное влияние исследуемых факторов на структуру и функционирование ядра.
Таблица 8. - Частота эритроцитов (%) с зазубрснымн ядрами (notched nuclei) у карпов после суточного еочетанного воздействия шести различных концентраций меди
Концен- Напря- Часто- Вари- Довер. интер- Величи- Крите- Уровни
трация женность та, анса, ар вал р при на рии зна-
ионов ЭМП. А/м р. % Р=0.05. 9 и чимости.
меди, мг/л ±ор-1.96 Р
Контроль 0.11 0.02 0.05 0.0667 -
0.5 25 0.14 0.03 0.05 0.0740 0.7211 >0.05
1.0 50 0.15 0.03 0.06 0.0776 1.0715 >0.05
2.0 100 0.19 0.03 0.06 0.0864 1.9686 <0,05
4.0 200 0.20 0.03 0.06 0.0891 2.1982 <0,05
5.0 250 0.24 0.04 0.07 0.0987 3.1540 <0,01
8.0 400 0.22 0.03 0.07 0.0936 2.6418 <0,01
Суммарная частота клеток с аномалиями.
Представляет интерес сравнение суммарных частот всех регистрируемых ядерных аномалий, обнаруженных в эритроцитах рыб каждого из тести вариантов эксперимента с частотой аномалий в контроле (табл. 9) и частотами аномалий при индивидуальном действии каждого из двух факторов (табл.10). Эти данные свидетельствуют, что при сочетанном действии возрастающих концентраций ионов меди и увеличивающейся напряжённости ЭМП вначале наблюдается некоторый рост суммарных частот ядерных аномалий.
достигающий максимума (0,0098) при концентрации меди 5 мг/л и напряжённости ЭМП 250 А/м. Однако при максимальных параметрах исследуемых факторов (8 мг/л Си *" +400 А/м ЭМП) происходит падение частоты ядерных аномалий по сравнению с частотой аномалий в контрольной группе рыб. Это снижение суммарной частоты аномалий происходит, вероятно, из-за сильной интоксикации клеток медью и резкого нарушения нормального метаболизма в клетке под действием двух сильно действующих факторов.
Таблица 9. - Сравнение с контролем суммарных частот всех аномалий при сочетанном действии
различных концентраций меди и электромагнитного поля.
Концентрация ионов меди, мг/л Напряжённость ЭМП, А/м Суммарная частота всех аномалий, р,% Варианса, ар Довер. интервал р при Р=0,05, ±ор-1,96 Величина V Критерий и Уровни значимости, Р
Контроль 0,75 0,06 0,12 0,1737
0,5 25 0,87 0,07 0,13 0,1866 1,2738 >0,05
1,0 50 0,84 0,07 0,13 0,1840 1,0086 >0,05
2,0 100 0,93 0,07 0,13 0,1930 1,9241 >0,05
4,0 200 0,87 0,07 0,13 0,1872 1,3260 >0,05
5,0 250 0,98 0,07 0,14 0,1988 2,4701 <0,05
8,0 400 0,68 0,06 0,12 0,1655 0,8038 >0,01
Следует отметить, что во всех экспериментальных вариантах наблюдалось значительное варьирование в относительных количествах различных клеточных и ядерных аномалий. Даже в рамках одного экспериментального варианта одна особь могла демонстрировать относительно высокий уровень клеток.
делящихся амитотически, и клеток с микроядрами, в то время как у другой рыбы эти нарушения встречались относительно редко, но значительно чаше обнаруживались клетки с пузырящимися и лопастными ядрами. Эти внутрипопуляционные различия в ответе
на действие ЭМП и солей тяжёлых металлов должно стать предметом отдельного исследования.
Наблюдаемые флуктуации суммарных частот ядерных аномашй могут быть результатом физиологических особенностей реакции отдельных особей на воздействие исследуемых факторов или же реакцией на какие-то не контролируемые факторы. По мнению Carrasco K.R. et al. [23], сложность интерпретации результатов заключается в том, что при достаточно высокой чувствительности микроядерного теста, сильная вариация частот затрудняет анализ реакции организмов на воздействие фактора. Вероятно, дапь-нейптие исследования потребуют более строго подхода к контролю побочных факторов, которые могли влиять на результаты анашза.
Результат одновременного воздействия на организм ионов меди и НЧ ЭМП может проявиться в 4 различных вариантах:
1) факторы имеют различные механизмы влияния на организм и поэтому вызывают различные отклики;
2) действующие факторы имеют одну мишень (или один механизм воздействия), но не взаимодействуют между собой, и поэтому происходит простое суммирование эффектов каждого из факторов;
3) действующие факторы проявляют эффект синергизма, при котором результат комбинированного действия двух анализируемых факторов больше суммы эффектов факторов, действующих индивидуально;
4) факторы проявляют эффект антагонизма, при котором результат комбинированного воздействия оказывается меньше суммы их эффектов при изолированном действии на организм.
Величину, отражающую разницу между частотой аномалий, индуцированной сочетанным воздействием двух факторов и суммарной величиной эффектов изолированного (независимого) действия факторов можно вычислить по формуле
Аф = аI - с,- - Ь + с/, где а, частота аномалий, регистрируемая при сочетанном воздействии /'-той концентрации меди и ЭМП; Ь частота аномалий, регистрируемая при изолированном воздействии только одного ЭМП (без воздействия ионов меди); счастота аномалий, регистрируемая при воздействии /'-той концентрации только ионов металла (без воздействия ЭМП); й спонтанная частота возникновения аномалий в контрольном варианте (подробнее см. [5], раздел 2.5]. Если итоговая величина окажется равной пулю, го при совместном воздействии двух факторов происходит простое суммирование их эффектов. Если величина Дф окажется больше пуля, го происходит взаимное усиление действующих факторов, т.е. происходит их синергизм. Получение величины Дф меньше пуля, свидетельствует об антагонизме взаимодействующих факторов.
Величины Аф, рассчитанные с использованием ранее опубликованных результатов анализа мутагенности ионов меди и НЧ ЭМП [6, 7 приведены в табл. 10].
Таблица 10. - Суммарные частоты (%) ядерных аномалий в эритроцитах карпа при индивидуальных воздействиях различных концентраций ионов меди, низкочастотного электромагнитного поля различной напряжённости и при сочетанном действии этих двух факторов (величина Аф, приведена под часто-
Концентрация Си+~, мг/л Напряжённость ЭМП, А/м
0 25 50 100 200 250 400
0 0,75 0,81 0,94 1,10 1,19 1,27 1,26
0,5 0,98 0,87 -0,17
1,0 0,92 0,84 -0,27
2,0 1,20 0.93 -0,62
4,0 1,17 0.87 -0,74
5,0 1,28 0.98 -0,82
8,0 1,37 0.68 -1,20
Рост отрицательных значений Аф от -0,17 (при сочетанном действии ионов меди в концентрации 0,5 мг/л и ЭМП напряжённостью 25 А/м) до -1,20 (при одновременном действии ионов меди в концентрации 8,0 мг/л и ЭМП напряжённостью 400 А/м) можно рассматривать как антагонизм двух взаимодействующих факторов. Однако ещё одним возможным объяснением снижения частот аномалий при одновременном действии двух исследуемых фактором может быть очень сильная интоксикация клеток крови, приводя-
щая к замедлению пролиферации кроветворных клеток и как результат - снижение общей доли клеток с реализованными ядерными аномалиями.
Иные аномалии ядер и клеток. Помимо шести основных типов ядерных аномалий, которые учитывались во время анализа препаратов, был обнаружен ряд других клеточных и ядерных нарушений. Довольно часто на препаратах попадались клетки с повреждённой ядерной оболочкой и кариоплазмой, вытекшей в цитоплазму (рис. 1).
Рис. 1. Клетка с повреждённой ядерной оболочкой и кариоплазмой, вытекшей в цитоплазму
Часто встречались клетки, у которых были повреждены и ядерная оболочка, и клеточная мембрана. В этом случае наблюдали вытекание кариоплазмы в цитоплазму и истечение цитоплазмы за пределы клетки (рис. 2, а). Следующей, довольно часто встречающейся клеточной аномалией были
ядра, полностью лишенные цитоплазмы и клеточной мембраны. Вероятно, возникают они в результате истечения ядер из клеток через повреждения клеточной мембраны, формируемые в результате воздействия НЧ ЭМП и, возможно, ионов меди (рис. 2, б, в).
Рис. 2. Клетка с повреждёнными ядерной оболочкой и клеточной мембраной; кариоплазма и цитоплазма вытекают через повреждённые мембраны (а). Ядра клеток, лишённые клеточной мембраны и цитоплазмы (б).
Наконец, были обнаружены лишённые цитоплазмы и клеточной мембраны ядра, оболочка которых
была сильно повреждена и кариоплазма истекала из этих брептей в ядерной оболочке (рис. 3)
Рис. 3. Вытекающая через повреждения в оболочке кариоплазма ядер, лишённых цитоплазмы и клеточной мембраны
В варианте сочетанного воздействия меди 2 мг/л и ЭМП 100 А/м наблюдали большое количество амитозов, а также клеток, размеры которых, а также размеры ядер в них были приблизительно
вдвое меньше размеров нормальных клеток и ядер, соответственно. Кроме того, наблюдали большое количество клеток, не содержащих ядра (4).
Рис. 4. Двуядерная клетка (а); клетка с ядром, размеры которых вдвое меньше аналогичных размеров нормальных клеток (б); безъядерная клетка (в); клетка с фрагментами ядерного материала,
сохранившими связь с ядром
Результаты воздействия тяжёлых металлов на организмы рыб могут быть прослежены на молекулярном, генетическом, клеточном, тканевом [17] и более высоких уровнях организации этих животных.
Наблюдаемые нами нарушения косвенно подтверждают сложившееся у специалистов мнение, что низкочастотные ЭМП вызывают в клетке процессы, связанные с механизмами, происходящими в клеточной мембране. Это отличает их от ЭМП, частоты которых выше 1-10 МГц и которые, вероятно, индуцируют процессы, происходящие во внутриклеточном пространстве, а не в мембранах [54]. Поскольку проникновение ионов тяжёлых металлов в организм неизбежно связано с их миграцией через клеточные мембраны, состояние последних будет иметь решающее значение при сочетанном действии тяжёлых металлов и ИЧ ЭМП.
Тяжёлые металлы могут проникать в организм рыб через слизистую оболочку кожи, жаберный и пищеварительный тракт [34], вызывая интоксикацию рыб, ведущую к снижению жизнеспособности. Большая часть тяжёлых металлов аккумулируется в печени, почках и жабрах [33]. Аккумулирование металлов в тканях у разных видов рыб зависит от проницаемости мембран их клеток, которая весьма различна у разных видов [36]. Значительное количество тяжёлых металлов накапливают гонады рыб, что отрицательно влияет на жизнеспособность гамет или оказывать непосредственное токсическое воздействие на половые клетки. Оболочка яйцеклеток не способна полностью защитить эмбрион от проникновения ионов металлов. Поэтому металлы могут накапливаться в икринках. На ранних этапах онтогенеза, сразу после оплодотворения, икра очень чувствительна к ионам тяжёлых металлов. Именно в этот период возникает большая часть морфологических нарушений [22] и наблюдается самая высокая эмбриональная смертность рыб. На более поздних стадиях эмбриогенеза ионы тяжёлых металлов индуцируют аномалии органогенеза, вызывая морфологические пороки развития, задержку вылупления и даже смерть уже вылупившихся личинок [31]. Обнаружены межвидовые различия в чувствительности рыб к ионам меди [37], а также алюминия [21 ], кадмия и кобальта [55]. Поэтому при анализе загрязнения водоёмов тяжёлыми металлами уровень опасности для рыб следует оценивать по самым чувствительным видам. Накопление тяжёлых металлов в тканях рыб чревато негативными последствиями для здоровья людей, особенно в тех регионах, население которых традиционно используют в пищу большие количества рыбы [15].
Для понимания возможных механизмов соче-танного действия НЧ ЭМП и меди следует рассмотреть уже известные генетические эффекты этих двух факторов.
Воздействие ионов меди в концентрации 0,8 мкмоль/л на икру карпа вызывало аномалии развития эмбрионов и их повышенную смертность. Аналогичные результаты получены при воздействии на икру карпа меди в концентрациях 0,01 -0,20 мг/л [26, 30, 32, 53]. Хроническое действие меди приводило к снижению активности антиок-сидантных ферментов и ферментов энергетического обмена у рыб. Тридцатидневное воздействие меди в концентрации 0,05 мкг/мл увеличило активность аспартат-трансаминазы, но снижало активность аланиновой трансаминазы. Пребывание карпов в течение 10 и 20 суток в воде, содержащей ионы меди в концентрации 1 мг/л вызывало повышение уровней глутатиона и каталазы. Содержание карпов в воде с медью в течение 4 суток (при концентрациях 0,1, 0,5, 1,0, 1,5 мкг/мл) и 30 дней (при концентрации 0,05 мкг/мл) приводило к снижению активности АТФазы во всех опытных вариантах [18, 25, 46]. Воздействие на развивающуюся икру низких концентраций меди (0,001 и 0,01 мг/л) снижало относительно контроля амило-литическую активность в пищеварительном тракте годовиков плотвы на 13 и 36%, соответственно. Индивидуальное воздействие магнитного поля повышало амилолитическую активность на 15% от контроля. В то же время при совместном действии этих факторов наблюдали снижение амилолитиче-ской активности на 20-38% [1].
У сомов Synodontis cïarias после 96-часовой экспозиции рыб в воде, содержащей 0,163 мг/л меди (0,25 от 96-часовой LC50, равной 0,65 мг/л) наблюдали статистически достоверное увеличение частоты микроядер [44]. Мы обнаружили статистически достоверное увеличение частоты микроядер в эритроцитах годовиков карпа при их 24-часовой экспозиции в воде, содержащий различные концентрации ионов меди [7].
Амфибии реагируют на воздействие ионов меди аналогично рыбам. Так, после однократного внутрибрюшинного введения взрослым лягушкам Euphîyctis cyanophlyctis сублетальных концентраций сульфата меди (3,5, 5,0, 6,5 и 8,0 мг/кг) было обнаружено значительное увеличение частоты микроядер по сравнению с контролем [35]. Авторы сделали вывод о существовании дозо-зависимого эффекта в индукции микроядер в соматических тканях лягушек из-за генотоксических и цитотоксических свойств меди.
Присутствие ионов тяжёлых металлов в тканях может вызывать окислительный стресс и увеличение концентрации активные формы кислорода путём индукции О2 и его превращения в О? (супероксид), Н202 (пероксид водорода) и 01Г (гидрок-сильный радикал). Гидроксильный радикал способен реагировать со многими соединениями. Поэтому эти радикалы могут передавать энергию другим молекулам, включая жизненно важные, что может приводить к одинарным разрывам ДНК, разрывам её двойной цепи, возникновению микро-
ядер, сестринских хроматидных обменов и аберраций хромосом [43, 42, 50]. Вместе с тем, исследования последних лет свидетельствуют о том, что механизмы действия меди не столь однозначны. JI. Макомбер с сотрудниками [39] проанализировали возможность окислительного повреждение ДНК медью. Используя штаммы Escherichia coli, у которых были делетированы 3 гена отвечающих за выведение меди из клетки, авторы провели учёт мутаций и количественный ПЦР-анализ повреждений ДНК. Было установлено, что медь уменьшала скорость повреждения ДНК перекисью водорода. Исходя из результатов исследования, был сделан вывод, что медь не катализирует окислительное повреждение ДНК in vivo и поэтому гено-токсичность меди должна реализовываться с помощью другого механизма.
Ионы меди, находящиеся в биологических жидкостях, могут влиять на активность других органических биологически активных соединений. Например, ионы меди могут модифицировать окислительно-восстановительную активность го-моцистеина - вещества, вовлечённого в патологические процессы, связанные с окислительным стрессом. В зависимости от молярного отношения взаимодействующих гомоцистеина и Cir+ Эти два вещества реагируют с образованием медных комплексов, которые могут способствовать либо ан-тиоксидантным, либо прооксидантным действиям [24].
Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) также связано с окислительным стрессом, который, в свою очередь, связан с активными формами кислорода, анемией и гипоксией. Активные формы кислорода (химически активные вещества, содержащие кислород: пероксиды, супероксиды, гид-роксильные радикалы и синглетный кислород), являются факторами окислительного стресса, которые приводят к различным заболеваниям и расстройствам, таким как сердечно-сосудистые заболевания, рак, старение и различные нейродегене-ративные заболевания. В in vitro исследованиях было показано, что при воздействии на кровь человека ЭМП (2 мТл и 50 Гц) присутствие возрастающих концентраций ионов свинца в плазме усиливает окислительное повреждение белков плазмы, а также конформационные изменения гемоглобина [16]. Аналогичные эксперименты с воздействием ионов меди, по-видимому, пока не опубликованы, однако можно предположить, что медь будет оказывать подобные же эффекты при совместном с ЭМП воздействии на организм.
К настоящему времени опубликовано довольно большое количество работ, освещающих результаты исследований эффектов воздействия электромагнитных полей на биологические системы.
ЭМП с определёнными физическими характеристиками имеют терапевтические эффекты и применяются в медицине и ветеринарии. ЭМП с другими характеристиками могут быть вредонос-
ными [9, 10, 14]. Примером таких полей могут быть экстремально низкочастотные магнитные поля, которые используют в электроприборах и электрооборудовании, связанных с производством, передачей и использованием электричества.
Воздействие низкочастотных электромагнитных полей на клетки водорослей и грибов использовали для стимуляции метаболических процессов и роста их клеток. Принимая во внимание модулирование переменным электромагнитным полем трансмембранного переноса веществ в клетку с одной стороны и необходимость очистки многих природных вод от тяжёлых металлов и других токсичных веществ - с другой, было высказано предположение о возможности использования технологии биоэнергетической стимуляции водорослей и грибов в качестве потенциального инструмента для биоремедиации путём стимуляции скорости поглощения различных загрязняющих компонентов из сточных вод [28].
Воздействие однородного синусоидального НЧ ЭМП (50 Гц. 0,25 мТ) на дрозофил в период эмбрионального и раннего постэмбрионального периодов онтогенеза вызывало статистически достоверное удлинение периода эмбрионального развития, а также существенно увеличивало размеры и асимметрию крыльев у имаго. Полученные результаты свидетельствуют, что даже такое слабое НЧ ЭМП может модулировать физиологические процессы и морфологические структуры у насекомых после воздействия всего на одно поколение [47]. Полученные данные представляют существенный интерес в связи с необходимостью дальнейшего развития пчеловодства. Для этой области сельскохозяйственного производства биологическая активность ЭМП может иметь очень большое значение. Исследования поведения пчёл в зоне влияния НЭП показали увеличение их агрессивности и беспокойства, снижения работоспособности, склонности к роению, потере маток [11]
Электромагнитные поля могут иметь большое значение в индустриальном рыбоводстве, особенно при выращивании рыб в установках замкнутого водоснабжения Установлено, что даже слабые электромагнитные поля низкой частоты при действии на развивающуюся икру вызывают уменьшение живой массы и размеров сеголеток. Чем раньше подвергается воздействию электромагнитного поля икра, тем сильнее проявляется характер и интенсивность морфологических изменений у рыб [2; 3, 4, 13;].
Из результатов исследований, выполненных к настоящему времени становится очевидным, что электромагнитные поля могут проявлять следующие свойства [28]:
- влиять на специфическую экспрессию гена;
- вызывать изменения конформации ДНК;
- активировать различные последовательности ДНК в зависимости от напряжённости поля,
при этом определённые индивидуальные последовательности ДНК могут функционировать как антенны;
- влиять на активность ферментов (возможно, и на активность ферментов, участвующих в репарационных процессах).
В соответствии с гипотезой резонансного взаимодействия магнитных полей с биологическими системами [8, 38] воздействие электромагнитных полей на живые организмы происходит через воздействие полей на заряженные частицы (в том числе и ионы), участвующие в метаболических реакциях. Отсюда следует предположить, что ЭМП способны существенно влиять на процессы переноса ионов металлов в клетку и из неё. Полученные к настоящему времени результаты различных экспериментов подтверждают это предположение. Так, одновременное воздействие на развивающуюся икру плотвы слабого низкочастотного электромагнитного поля (72,5 Гц, 150 цТ) в сочетании с ионами меди (0,01 мг/л и 0,001 мг/л) приводило к более сильно выраженным аномалиям в осевом скелете, снижению массы и длины тела, а также к уменьшению числа лучей в грудных плавниках и другим морфологическим изменениям у сеголеток по сравнению с контролем и вариантами изолированного действия анализируемых факторов [3]. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что взаимодействие НЧ ЭМП и ионов меди при их сочетанном действии имеет сложный характер для понимания которого нужны дальнейшие исследования.
Заключение
Вектор и сила биологических эффектов ЭМП может зависеть от его напряжённости, частоты, формы импульса, типа модуляции, магнитной интенсивности и длительности воздействия на организм. При этом некоторые результаты трудно интерпретировать из-за различных неконтролируемых, скрытых параметров, например, таких как локальная интенсивность и ориентация геомагнитного поля Земли и др.
Тяжёлые металлы в настоящее время являются одним из существенных факторов загрязнения окружающей среды, способным приводить к сильным антропогенным нарушения водных экосистем, наземных фито- и зооценозов, а также отра-
жаться на состоянии здоровья населения загрязнённых регионов.
Следует подчеркнуть, что в перспективе насыщение биосферы антропогенными неионизирую-щими электромагнитными излучениями будет возрастать. Загрязнение окружающей среды солями тяжёлых металлов в ближайшее время также будет увеличиваться. По этой причине изучение генетических эффектов солей тяжёлых металлов и ЭМП различных частот как в острых экспериментах, так и при их хроническом воздействии на организмы необходимо исследовать для того, чтобы лучше понимать возможные последствия усиления действия этих факторов на биоту и здоровье человека.
Выводы
1. При сочетанном действии на годовиков карпа возрастающих (от 0,5 до 8,0 мг/л) концентраций ионов меди и низкочастотного (50 Гц) электромагнитного поля (увеличивающейся от 25 до 400 А/м напряжённостью) происходит рост суммарных частот ядерных аномалий в эритроцитах рыб. Статистически достоверные различия частот аномалий наблюдаются при сочетании факторов (Си+2 5 мг/л + НЧ ЭМП 250 А/м). При увеличении параметров исследуемых факторов до максимальных значений (Си+~ 8 мг/л + НЧ ЭМП 400 А/м) происходит снижение суммарной частоты ядерных аномалий по сравнению с частотой аномалий в контрольной группе рыб. Причиной снижения частот аномалий предположительно является сильная интоксикация кроветворных клеток, приводящая к снижению интенсивности пролиферации и, следовательно, невозможности реализации возникших повреждений ядерного материала.
2. При сочетанном действии на годовиков карпа ионов меди и электромагнитного поля частотой 50 Гц суммарные частоты возникающих ядерных аномалий меньше частот, индуцируемых каждым из факторов при его индивидуальном воздействии на рыб. Причиной этого снижения частот при сочетанном действии может быть либо антагонизм взаимодействующих факторов, либо более сильная интоксикация клеток, препятствующая пролиферации клеток и реализации возникающих аномалий
Литература
1. Голованова H.JI. и др.. Действие магнитного поля и меди на активность гидролитических ферментов у сеголеток плотвы Rutilm rutilus. / И.Л. Голованова, A.A. Филиппов, В.В. Крылов, Ю.В. Чеботарева, Ю.Г. Изюмов // Вопросы ихтиологии, 2013, Т. 53, № 2, -С. 227-232.
2. Крылов В.В. Действие слабых низкочастотных электромагнитных полей на морфо-биологические показатели гидробионтов (на примере Daphnia magna Straus и Rutilus rutilus Г.). Автореф. дис. канд. биол. н. Специальность: 03.00.16 - Экология. - Борок. 2008. -24 с.
3. Крылов В.В. и др. Влияние магнитного поля и
ионов Cir1 на раннее развитие плотвы Rutilus rutilus (L.) (Cyprinidae, Cypriniformes) I B.B. Крылов, 10. В. Чеботарева, Ю.Г. Изюмов, Е.А. Осипова И Journal of Siberian Federal University Biology 2. -2010. № 3. -C.199-210.
4. Крылов B.B., Чеботарева. Ю.В. Инкубация
икры плотвы Rutilus rutilus (L) в переменном электромагнитном поле частотой 500 Гц вызывает аномалии осевого скелета у сеголеток // Экология пресноводных экосистем и состояние здоровья населения. Оренбург: Печ. дом «Димур». 2006. -С. 80-86.
5. Крюков В.И. Генетический мониторинг антро-
погенного загрязнения окружающей среды : дис... доктора биол. наук : специальность -05.13.09 - «Управление в биологических и медицинских системах»: защищена 19 мая 2000: утв. 08 сентября 2000 / Крюков Владимир Иванович. - Тула, ТулГУ, 2000. - 506 с.
6. Крюков В.И. и др. Индукция микроядер в эрит-
роцитах карпа низкочастотным электромагнитным полем / Крюков В.И., Климов A.JL, Красова II.B. // «Состояние и пути развития аквакультурьт в Российской Федерации в свете импортозамещения и обеспечения продовольственной безопасности страны»: Матер, национальн. научно-практ. конф., Саратов, 45 октября 2016 г. / Под ред. А.В. Молчанова, - Саратов: Изд. «Научная книга», 2016. - 152 с. -С.60-67. ISBN 978-5-9758-1645-0
7. Крюков В.И. Ионы меди индуцируют микрояд-
ра в эритроцитах карпа. И Биология в сельском хозяйстве, 2018. № 1 (18). - С. 3-9.
8. Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбиниро-
ванных, постоянных и переменных магнитных полей. //Биофизика. 1996. Т. 41. № 1. -С. 224-232
9. Лошицкий П.П. Взаимодействие биологиче-
ских объектов с физическими факторами. -Киев: Изд-во ПТУУ «КПП». 2010. -267с.
10. Москвин С.В. и др. Патогенные воздействия
неионизирующих излучений на организм человека: Монография/ С.В. Москвин, JI.B. Соколовская, Т.П. Субботина, А.А. Хадарцев, А.А. Яшин, М. А. Яшин. Под ред. А.А. Ха-дарцева и А.А. Яшина: ГУП НИИ IIMT, ООО ПИЦ «Матрикс». - Москва-Тверь-Тула: ООО «Издательство «Триада», 2007. - 158 с:
11. Плеханов Г.Ф., Основные закономерности низкочастотной электромагнитобиологии / Под ред. А.Г. Картатпева. - Томск, 1990. - 186 с.
12. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биоло-
гических и медицинских исследованиях. -М.: Медицина, 1975. -295 с.
13. Чеботарева Ю.В. и др. Влияние переменного
электромагнитного поля на раннее развитие плотвы Rutilus rutilus (Cyprinidae, Cv-priniformes). /Ю.В.Чеботарева, Ю.Г. Изю-
мов, В.В. Крылов. // Вопросы ихтиологии, 2009, Т. 49, № 3, -С.422-428.
14. Шашурин М.М. Эффекты действия техноген-
ных электромагнитных излучений и полей на живые организмы (обзор) И Наука и образование, 2015, №3. -С. 83-89.
15. Abubakar A. et al. Risk Assessment of Heavy
Metals in Imported Frozen Fish Scomber scombrus Species Sold in Nigeria: A Case Study in Zaria Metropolis / Abdullahi Abubakar, Adamu Uzairu, Patricia Adamma Ekwumemg-bo, and Oluwole Joshua Okunola // Advances in Toxicology. 2015. V 2015, Article ID 303245, 11 pages.
16. Ansarihadipour H., Bayatiani M. Influence of
electromagnetic fields on lead toxicity: a study of conformational changes in human blood proteins / Hadi Ansarihadipour and Mohamadreza Bayatiani 11 Iranian Red Crescent Medical Journal 2016. V. 18 №7: e28050. Published online 2016 May 31. DOI: 10.5812/ircmj.28050
17. Ardeshir R.A. et al. Fish liver biomarkers for
heavy metal pollution: A review article / Ra-shid Alijani Ardeshir, Abdol-Ali Movahedinia, Sara Rastgar 11 American Journal of Toxicology. 2017. V.2,№1.
18. Atli G., Canli M. Essential metal (Cu, Zn) expo-
sures alter the activity of ATPases in gill, kidney and muscle of tilapia Oreochromis niloticus // Bcotoxicol. 2011. V. 20. № 8.-P. 1861-1869.
19. Authman M.M.N, et al. Use of fish as bio-
indicator of the effects of heavy metals pollution. / Authman M.M.N., Zaki M.S., Khallaf E.A., Abbas H.H. Il J. Aquaculture Res. Development 2015 V. 6 -P. 328. DOLIO.4172/2155-9546.1000328
20. Azab A.E., Ebrahim S.A. Exposure to electro-
magnetic fields induces oxidative stress and pathophysiological changes in the cardiovascular system / Azab Elsayed Azab, Shaban Ali Ebrahim // Applied Biotechnology & Bioengineering. 2017. V. 4. № 2-P.
21. Azmat, H. et al. Acute toxicity of aluminum to
the fish (Cat la с at la, Labeo rohita and Cirrhina mrigala). / Azmat, H., Javed, M. and Jabeen, G.. // Pakistan Veterinary Journal, 2012 V. 32.-P.85-87.
22. Barjhoux I. et al. Effects of copper and cadmium
spiked-sediments on embryonic development of Japanese medaka (Oryzias latipes). /Iris Barjhoux, Magalie Baudrimont, Bénédicte Morin, Laure Landi, Patrice Gonzalez, Jérôme Cachot II Ecotoxicologv and Environmental Safety. 2012. V. 79, № l". -P.272-282.
23. Carrasco K.R. et al. Assessment of the piscine
micronucleus test as an in situ biological indicator of chemical contaminant effects / Kenneth R. Carrasco, Karen Г. Tilbury, and , Mark S. Myers // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 1990, V. 47. № 11. -P. 2123-2136,
24. Carraseo-Pozo C. et al. In vitro interaction be-
tween homocysteine and copper ions: potential redox implications / Catalina Carrasco-Pozo, Alejandro Alvarez-Lueje, Claudio Olea-Azar, Camilo Lopez-Alarcon, And Ilernan Speisky // Experimental Biology and Medicine. 2006. V. 231, №9. -P. 1569-1575.
25. Firat O., Kargin F. Response of Cypr in us carpi o
to copper exposure: alterations in reduced glutathione, catalase and proteins electrophoretic patterns // Fish Physiol. Biochem. 2010. V. 36. № 4. -P. 1021-1028.
26. Flik G. et al. Stress response to waterborne Cu
during early life stages of carp, Cyprinus carpio. / Flik G., Stouthart X.J., Spanings F.A., Lock R.A., Fenwick J.C., Wendelaar Bonga S.E. // Aquat. Toxicol. V. 56. № 3. -P. 167-176.
27. Goodman E. M. et al. Effects of extremely low
frequency electromagnetic fields on Physarum polycephalum. / Goodman, E. M., Greenebaum, B„ and Marron, M. T. 11 Radiat. Res. 1976. V.66. № 3. -P. 531-540.
28. Hunt R.W. et al. Electromagnetic biostimulation
of living cultures for biotechnology, biofuel and bioenergy applications. Review. // Ryan W. Hunt, Andrey Zavalin, Ashish Bhatnagar, Senthil Chinnasamy and Keshav C. Das // Intemational Journal of Molecular Sciences. 2009, V. 10. -P. 4515-4558. doi:10.3390/ijmsl 0104515
29. Hussain B. et al. Fish eco-genotoxicology: Comet
and micronucleus assay in fish erythrocytes as in situ biomarker of freshwater pollution / Bilal Ilussain, Tayyaba Sultana, Salma Sultana, Muhammad Shahreef Masoud, Zubair Ahmed, Shahid Mahboob // Saudi Journal of Biological Sciences 2018. V 25, № 2, -P. 393-398.
30. Jezierska B. et al. Malformations of newly hatched common carp larvae / Barbara Jezierska, Katarzyna Lugowska, Malgorzata Witeska, Piotr Sarnowski. // Electronic Journal of Polish agricultural universities. 2000. T. 3, № 2.
31. Jezierska B. et al. The effects of heavy metals on
embryonic development of fish (a review). / Jezierska B, Lugowska K, Witeska M. // Fish Physiol BiocheitK 2009 V. 35. № 4. -P.625-640.
32. Jezierska B. et al. The effects of heavy metals on
embryonic development of fish (a review) / Jezierska B.,Lugowska K., Witeska M. // Fish Physiol. Biochem^ V. 35. № 4. -P. 625-640.
33. Jezierska B., Witeska M. The metal uptake and
accumulation in fish living in polluted waters / Barbara Jezierska and Malgorzata Witeska // In: Soil and Water Pollution Monitoring, Protection and Remediation. Twardowska I. et al. (eds.),-Berlin: Springer. 2006 -P. 3-23.
34. Jovanovie B, et al. Assessment of heavy metal
load in chub liver (Cyprinidae-Leuciscus cepha-lus) from the Nisava River (Serbia). / Jovanovie B, Mihaljev Z, Maletin S, Palic D. //Biologica Nyssana. 2011, 2(1).-P.51-58.
35. Kour P. et al. Evaluation of acute toxicity of cop-
per sulphate in different tissues of Euphlyctis cy-anophlyctis. / Preetpal Kour, N.K. Tripathi, Poonam P. // Journal of Asian Scientific Research, 2014, V. 4, № 2. -P. 59-69.
36. Kousar S., Javed M. Heavy metals toxicity and
bioaccumulation patterns in the body organs of four fresh water fish species / Safina Kousar and Muhammad Javed // Pakistan Veterinary Journal. 2014. V.34, № 2. -P.I61-164. ISSN: 0253-8318 (print), 2074-7764 (online) Accessible at: http:// www.pvi.com.pk/pdf-files/34 2Z161-164.pdf
37. Kousar S, Javed M. Studies on induction of nu-
clear abnormalities in peripheral blood erythrocytes of fish exposed to copper / Safina Kousar, Muhammad Javed // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 2015. V. 15. -P.879-886
38. Lednev V.V. Possible mechanism tor the influ-
ence of weak magnetic fields on biological systems. // Bioelectromagnetics. 1991 V. 12, №2. -P. 71-75
39. Maeomber L. et al. Intracellular Copper Does
Not Catalyze the Formation of Oxidative DNA Damage in Escherichia coli / Lee Maeomber, Christopher Rensing, and James A. Imlay //Journal of Bacteriology. 2007. V. 189. №5. -P.I 616-1626 DOI: 10.1128/JB.01357-06
40. Marron, M.T. et al Effects of weak electromag-
netic fields on Physarum polycephalum: Mitotic delay in heterokaryons and decreased respiration. / Marron, M.T.; Goodman, E.M.; Greenebaum,
B. // Experientia 1978, V. 34, -P.589-591.
41. Mereer S.W. et al. In vivo modeling of the patho-
genic effect of copper transporter mutations that cause Menkes and Wilson diseases, motor neuropathy, and susceptibility to Alzheimer's disease. / Stephen W. Mercer, Jianbin Wang and Richard Burke // The Journal of Biological Chemistry. 2017. V. 292. -P. 4113-4122."doi: 10.1074/jbc.M116.756163
42. Mouron S.A. et al. A comparative investigation
of DNA strand breaks, sister chromatid exchanges and K-ras gene mutations induced by cadmium salts in cultured human cells. / Mouron S.A., Grillo C.A., Dulout F.N., Golijow C.D. // Mutat. Res. Fundam. Mol. Mech. Mutagen. 2004, V. 568. #2.-P. 221-231.
43. Obe G. et al. Chromosomal aberrations: formation, identification and distribution. / Obe G., Pfeiffer P., Savage J.R.K., Johannes C., Goedecke W„ Jeppesen P.// Mutat. Res. Fundam. Mol. Mech. Mutagen. 2002, V. 504. #1. -P. 1736.
44. Obiakor, M.O. et al. Genotoxicology: single and
joint action of copper and zinc to Synodontis clarias and Tilapia nilotica / Obiakor, M.O., Okonkwo, J.C.; Ezeonyejiaku, C.D., Ezenwelu,
C.O. // J. Appl. Sci. Environ. Manage. September, 2010. V. 14. № 3. - P. 59-64.
45. Obiakor M.O. et al. Eco-genotoxicology: micro-
nucleus assay in fish erythrocytes as in situ aquatic pollution biomarker: a review / Obiakor M. O., Okonkwo J. C, Nuabude P. C. and Ezeo-nyejiaku C. D. // J.Anim. Sei. Adv. 2012. V. 2. № l.-P. 123-133
46. Oner M. et al. Effects of metal (Ag, Cd, Cr, Cu,
Zn) exposures on some enzymatic and non-enzymatic indicators in the liver of Oreochromis niloticus. / Oner M., Atli G., Canli M. // Bull Environ Contain Toxicol. 2009 V. 82. № 3. -P. 317-321. DOI: 10.1007/s00128-008-9577-4. Epub 2008 Oct 25.
47. Patenkovie A. et al. The impact of extremely low
frequency electromagnetic field (50 Hz, 0.25 mT) on fitness components and wing traits of Drosophilct subobscura / Aleksandra Patenkovie, Tatjana Savic, Bojan Kenig, Zorana Kurbalija Novicic, Marko Andelkovic 11 Ge-netika. 2015. V. 47. №3 DOI 10.2298/ GENSR1503967P.
48. Patra M. et al. Comparison of mercury, lead and
arsenic with respect to genotoxic effects on plant systems and the development of genetic tolerance./ Patra, M„ Bhowmik, N. Bandopadhyay, B. and Sharma, A. // Environ. Exp. Bot. 2004. V.52. -P. 199-223. doi: 10.1016/j.envexpbot. 2004.02.009.
49. Rasgele P.G. et al. Induction of micronuclei in
mice bone marrow cells by cobalt and copper chlorides / Pinar Goc Rasgele, Meral Kekecoglu, Fulya Dilek Gokalp Muranli. //Archives of Environmental Protection. 2013. V. 39. № 1. -P.75-82. DOI: 10.2478/aep-2013-0007
50. Russo C. et al. Assessment of environmental stress by the micronucleus test and the Comet as-
say on the genome of teleost populations from two natural environments. / Russo C, Rocco L, Morescalchi MA, Stingo V. // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2004; V. 57. # 2. -P.168-174.
51. SCENIHR. Opinion on Potential health effects of
exposure to electromagnetic fields (EMF) / Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIIIR adopted at the 9th plenary meeting on 27 January 2015). -European Commission, 2015.-288 p " ISSN 1831-4783, ISBN 978-92-79-30134-6, DOI: 10.2772/ 75635, ND-AS-13-004-EN-N
52. Smpokou P. et al. Menkes disease in affected
females: the clinical disease spectrum. Smpokou P, Samanta M, Berry GT, Ilecht L, Engle EC, Lichter-Konecki U. // Am. J. Med. Genet. 2015. V. 167A. № 2. - P. 417-420. doi: 10.1002/ ajmg.a. 36853. Epub 2014 Nov 26.
53. Stouthart X.J. et al. Effects of water pll on cop-
per toxicity to early lite stages of the common carp (Cyprimis carpió) / Xander J.II.X. Stouthart, Jeroen L.M. Ilaans, Robert A.C. Lock, Sjoerd E.Wendelaar Bonga. // Environmental Toxicology and Chemistry. 1996. V. 15, № 3, -P. 376-383.
54. Vanegas-Acosta J.C. Electric fields and biologi-
cal cells: numerical insight into possible interaction mechanisms / Juan Carlos Vanegas-Acosta - Netherlands, Eindhoven University of Technology, 2015. - 336 p.
55. Yaqub, S., Javed M. Acute toxicity of waterborne and dietary cadmium and cobalt for fish. // International Journal of Agriculture & Biology, 2012. V.14. -P. 276-280
Поступила в редакцию: 05.05.2018 г.
Крюков Владимир Иванович, доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник ИЛИИ ЦКП ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени II.B. Пара-хина», e-mail: [email protected]
