CC BY
18УДК/UDC 574.24: 575.224.46.044
Крюков В.И., доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина», Россия, г. Орёл тел. 8 (4862) 47 51 71, e-mail: [email protected]
Kriukov V.I. , doctor of biological sciences, professor Orel state agrarian university, Russia, Orel
ИОНЫ МЕДИ ИНДУЦИРУЮТ МИКРОЯДРА В ЭРИТРОЦИТАХ КАРПА
(Copper ions induce the micronuclei in the carp erythrocytes)
Тяжёлые металлы являются одной из основных групп антропогенных загрязнителей биосферы. По этой причине мутагенные свойства тяжёлых металлов для организмов разных таксономических групп требуют тщательного исследования. В работе приведены результаты анализа частот возникновения микроядер и других ядерных аномалий в эритроцитах карпов после 24- часового пребывания рыб в воде, содержащей ионы меди в концентрациях 0,5-8,0 мг/л. Установлено, что суточное воздействие ионов меди вызывает статистически достоверный рост частоты микроядер и других ядерных нарушений в эритроцитах карпов.
Ключевые слова рыбы, карп, тяжёлые металлы, медь, сульфат меди, мутагенез, микроядра.
Введение
Загрязнение окружающей среды солями тяжёлых металлов является важной проблемой экологии. Последние 25 лет характеризуются в экотоксикологии повышенным вниманием к проблемам, связанным с загрязнением тяжёлыми металлами водных экосистем. Реки и озёра стали испытывать сильное загрязнение тяжёлыми металлами из-за возрастающего поступления промышленных, сельскохозяйственных и бытовых стоков. В некоторых регионах из-за загрязнения воды резко снижается численность популяций гидробионтов, сокращается их биоразнообразие.
Помимо токсических эффектов соли тяжёлых металлов могут оказывать канцерогенное и мутагенное воздействия. Генетические эффекты солей тяжёлых металлов изучены недостаточно. До сих пор не разработана общая теория мутагенности металлов. Не всегда понятны механизмы индукции мутаций и количественные закономерности изменения частот мутирования от концентрации металла в среде. Не изучены отдалённые генетические последствия хронического воздействия повышенных концентраций тяжёлых металлов. Поэтому анализ генетических эффектов острого и хронического их воздействий на живые организмы является очень актуальным.
Одним из тяжёлых металлов, интенсивно загрязняющих окружающую среду, является медь. К настоящему времени опубликован ряд работ, ставящих целью анализ генетических эффектов меди, но этих сведений явно недостаточно, а некоторые результаты достаточно сильно противоречат друг другу. По этой причине необходимо дальнейшее изучение мутагенности различных соединений меди.
Heavy metals are one of the main groups of anthropogenic pollutants of the biosphere. For this reason, the mutagenic properties of heavy metals require careful study for organisms of different taxonomic groups. The author investigated the frequencies of micronuclei and other nuclear anomalies in erythrocytes of carp after 24 hours of exposure to copper ions. The concentration of copper ions in water varied from 0.5 to 8.0 mg/l. It was found that the daily effect of copper ions causes a statistically significant increase in nuclear anomalies in carp erythrocytes.
Keywords Pisces, carp, heavy metals, copper, copper sulfate, mutagenesis, micronuclei.
В настоящей работе представлены результата исследования суточного воздействия растворённого в воде сульфата меди на частоту индукции микроядер и некоторых других ядерных аномалий в эритроцитах периферической крови годовалых карпов.
Материалы и методы
Материалом для исследования служили ран-домбредные годовалые карпы (Cyprinus carpió), массой 20-25 г., приобретённые в рыбхозе Орловской области.
Годовиков карпа, привезённых из рыбхоза, для адаптации помещали по 50 экз. в 150-литровые аквариумы. Аквариумы заполняли чистой водопроводной водой после её предварительного отстаивания в течение 2 суток. Воду в аквариумах принудительно аэрировали и фильтровали. Температуру на уровне 22 °С и световой режим (10 часов освещения люминесцентными лампами и 14 часов темноты) поддерживали автоматически. После адаптационного периода, продолжительностью не менее 3 суток, рыбу использовали для проведения экспериментов. Во время адаптации и после выполнения экспериментального воздействия рыб кормили 1 раз в сутки коммерческим комбикормом для карповых рыб.
Методы воздействия сульфатом меди. В воде водоёмов, используемых для рыбоводства, предельно допустимая концентрация меди составляет 0,01 мг/л. Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды [1] ограничивают содержание меди в концентрации 1 мг/л. Предельно допустимая концентрация (ПДК) меди в воде водных объектов хозяй-
ственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет также 1 мг/л [2]. ПДК меди, утверждённые ВОЗ и ЕС, составляет 2 мг/л.
За основу для приготовления экспериментальных растворов была принята ПДК меди для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования - 1 мг/л. В экспериментах был использован сульфат меди (CuSO4•5H2O) квалификации «ЧДА». Исследовали влияние суточного воздействия ионов меди в концентрациях 0,5, 1, 2, 4, 5 и 8 ПДК или, соответственно, 0,5, 1, 2, 4, 5, 8 мг в литре воды.
Для проведения генотоксических экспериментов использовали 10-литровые пластмассовые сосуды. Для приготовления опытных растворов соли металла первоначально готовили маточные растворы, концентрации и объёмы которых позволяли обеспечить последующее приготовление опытных растворов в нужных количествах. В экспериментальные растворы помещали рыб на 24 часа. По истечении 24-часового воздействия рыбу пересаживали в аквариумы с чистой водой ещё на 24 часа (для реализации в клетках возможных нарушений, индуцированных исследуемым фактором). По истечении этого периода времени готовили мазки крови рыб. Возействие каждой концентрации проводили в двух независимых повторно-стях (в двух экспериментальных ёмкостях) по 4 рыбы в каждой.
Методы приготовления препаратов. Кровь отбирали из хвостовой вены рыб с помощью одноразового шприца с небольшим количеством (-0,03 мл) гепарина в физиологическом растворе. Каплю взятой крови выдавливали из шприца на чистое предметное стекло и делали мазок в соответствии с методическими рекомендациями [3, 4]. Мазок высушивали на воздухе в течение 18-36 часов и затем фиксировали в 96%-ном этаноле в течение 25-30 минут.
Препараты окрашивали 5%-ным раствором азур-эозина Гимза по Романовскому на фосфатном буфере в сосудах Коплина (BюVitrum), помещённых в термостат с температурой 37 °С. Интенсивность окраски
периодически контролировали визуально при малом увеличении микроскопа. При достижении оптимальной интенсивности окраски клеточных ядер краситель сливали, препараты промывали струёй водопроводной воды, затем ополаскивали тремя сменами дистиллированной воды и высушивали.
Препараты просматривали под микроскопом марки "AxioImager A1" (Karl Zeiss) с цифровой цветной фотокамерой "ProgRes CFscan" в составе комплекса аппаратно-программной визуализации морфологических препаратов для анализа и регистрации показателей «ВидеоТесТ-Морфология» (Санкт-Петербург, «ВидеоТесТ»).
Метод анализа микроядер и ядерных аномалий.
Микроскопический анализ клеток выполняли в соответствии со следующими принципами. Для анализа выбирали такие участки мазка, на которых эритроциты располагались без наложения друг на друга.
Микроядрами считали хроматиновые образования, удовлетворяющие следующим условиям:
- размер микроядра не должен превышать 1/5 размера ядра этого эритроцита;
- микроядра должны быть чётко отделены от основного ядра;
- микроядро должно находиться в той же плоскости, что и основное ядро, и его оптическая плотность не должны существенно отличаться от оптической плотности основного ядерного материала. Микроядра, размер которых приближался бы к 1/5 размера ядра, практически не встречались. Обычно размер обнаруживаемых микроядер не превышал 1/10 размера клеточного ядра.
Помимо микроядер при анализе фиксировали клетки с нарушенной морфологией ядер. Среди аномалий клеточных ядер выделяли следующие (рис):
- пузырящиеся (blebbed) ядра (BL)
- лопастные (lobed) ядра (LB)
- зазубренные (notched) ядра (NT)
- двуядерные клетки (binuclei) (BN)
- ядра в стадии амитотического деления (AM)
Рис. Эритроциты карпов с различными аномалиями ядер: а - нормальное ядро; б - мпкроядро; в - дву-ядерный эритроцит; г — амитоз; д - blebbed (пузырящееся) ядро; е - lobed (лопастное) ядро; ж — notched (зазубренное) ядро.
Рис. 1. - Эритроциты карпов с различными аномалиями ядер.
К пузырящимся (ЫеЬЬеН BL) ядрам относили ядра, имеющие одно или, чаще, несколько небольших выпячиваний ядерной оболочки, содержащих хроматин.
К лопастным (1оЬеН LB) были отнесены ядра с выпячиваниями большого размера, которые, в свою очередь, могли нести одно или несколько выпячиваний («лепестков») меньшего размера.
К зазубренным (notched, NT) ядрам относили такие ядра, у которых ядерная оболочка имела остроконечную «вмятину»,
Двуядерными (binucleates, BN) клетками считали клетки, имеющие два ядра, имеющие приблизительно равные размеры и интенсивности окрашивания, находящиеся в пределах цитоплазмы одной клетки, расположенной обособленно от других эритроцитов.
К амитотически делящимся клеткам относили эритроциты, морфология ядра которых чётко указывала на протекающий процесс амитотического деления. Такие ядра обычно сильно вытянуты и имеют гантелеобразную форму .
В нескольких вариантах опыта после воздействия на рыб ионов меди в максимальных концентрациях обнаружили по одной погибшей рыбе. Чтобы уравнять количество проанализированных рыб в каждой из двух повторностей эксперимента анализировали по три рыбы из четырёх. В мазке каждой из них просматривали не менее 3000 эритроцитов. Таким
образом, частоту аномалий в каждом варианте опыта рассчитывали после анализа не менее 18000 клеток.
Частоты обнаруженных ядерных аномалий выражали в долях единицы. Достоверность различий в частотах нарушений между контролем и различными вариантами опыта определяли при уровне значимости Р<0,05 после ф-преобразования частот аномалий [5, с. 166-169]. Все расчёты были реализованы с использованием электронных таблиц MS Excel.
Результаты и обсуждение
В настоящее время микроядерный тест с успехом используется для тестирования мутагенов с использованием рыб [6-11]. Методические рекомендации этих авторов использованы при выполнении данного исследования.
Результаты микроскопического анализа мазков крови карпов после суточного воздействия различных концентраций меди приведены в таблицах 1-8.
Таблица 1. - Абсолютные количества нормальных эритроцитов и эритроцитов с ядерными аномалиями
у карпов после 24-часового воздействия ионов меди в различной концентрации
Концентрация Всего В том числе клеток
Cu+2, мг/л изучено нормаль- с микро- двуядер- в стадии с ядрами с ядрами с ядрами
клеток ных ядрами ных амитоза blebbed lobed notched
0, Контр. 19813 19664 94 16 12 1 4 22
0,5 19542 19350 98 23 32 7 6 26
1,0 22924 22713 119 27 21 6 11 27
2,0 19804 19566 131 33 26 9 8 31
4,0 19937 19704 134 32 23 12 6 26
5,0 22600 22311 146 36 44 20 14 29
8,0 19071 18810 146 31 30 16 12 26
Частота микроядер, индуцируемых медью.
Статистический анализ полученных результатов (табл. 1) показал, что при пребывании рыб в воде с концентрацией меди 0,5 мг/л, частота клеток с микроядрами статистически достоверно не отличается от контроля. При повышении концентрации до 1 мг/л. количество микроядер возрастает до величины 0,66%. Эта частота уже статистически достоверно отличается от контрольной величины 0,47%. При дальнейшем
увеличении концентрации меди в воде до 4 мг/л частота индуцированных микроядер постепенно растёт до значения 0,93%. При более высоких концентрациях меди (5 и 8 мг/л) наблюдается снижение частот индуцируемых микроядер. Уменьшение частоты микроядер, вероятно, происходит в результате интоксикации клеток и прекращения их деления, в процессе которого и происходит образование микроядер.
Таблица 2. - Частота эритроцитов с микроядрами (%) у карпов после суточного воздействия _ионов меди шести различных концентраций_
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, Стр Довер. инт. р при Р=0,05, ±оР1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
Контроль 0,47 0,05 0,10 0,1379 -
0,5 0,50 0,05 0,10 0,1418 0,1418 >0,05
1,0 0,66 0,06 0,11 0,1628 0,1628 <0,05
2,0 0,67 0,06 0,11 0,1642 0,1642 <0,01
4,0 0,93 0,08 0,16 0,1929 0,1929 <0,001
5,0 0,65 0,05 0,10 0,1609 0,1609 <0,05
8,0 0,77 0,06 0,12 0,1752 0,1752 <0,001
Таким образом, повышение концентрации ионов меди в воде до величины, равной (1,0 мг/л) вызывает статистически достоверное увеличение частоты индуцированных микроядер в клетках периферической крови карпов. Концентрации меди, равные 5 и 8 пить-
евым ПДК (4 и 8 мг/л), возможно, ингибируют мито-тическую активность кроветворных клеток, за счёт чего и происходит некоторое снижение частоты возникновения микроядер.
Частота двуядерных клеток. При возрастании концентрации ионов меди от 0 (контроль) до 1,0 мг/л частота двуядерных клеток статистически достоверно не отличалась от контроля. Статистически достоверное увеличение частоты двуядерных клеток обнаруживалось при концентрациях ионов меди 2 и 4 мг/л. Этот факт может быть косвенным подтверждением
Частота клеток с амитозами. Из приведённых в таблице 11 данных следует, что присутствие меди в среде обитания увеличивает частоту амитозов до значений, статистически достоверно отличающихся от контроля. Низкую частоту амитозов при концентра-
Таким образом, при концентрациях ионов меди 2,0 мг/л и выше частота митотически делящихся клеток в периферической крови карпа статистически достоверно увеличивается.
Частота клеток с blebbed ядрами. «Пузырящиеся ядра» (blebbed nuclei) представляют собой морфологическую аномалию интерфазного ядра, проявляющуюся в образовании на ядерной оболочке структур, напоминающих пузыри, заполненные хроматино-
нарушения ионами меди в высоких концентрациях процессов митотического деления клеток. При концентрация 5 и 8 м/л частота двуядерных клеток несколько снижается, оставаясь при этом статистически достоверно отличающейся от контроля при Р<0,05. Это снижение частот, по-видимому, является результатом сильной интоксикации клеток.
ции 1 мг/л объяснить в настоящее время не предоставляется возможным. Причиной могут быть либо физиологические особенности рыб, попавших в эту экспериментальную группу, либо действие каких-либо неконтролируемых в эксперименте факторов.
вым материалом. Результаты статистического анализа полученных данных свидетельствуют о высокой чувствительности этого показателя к воздействию меди: частота подобных клеток резко возрастает с 0,01% в контроле до 0,08-0,09% при увеличении концентрации меди до 4-8 мг/л. Во всех вариантах воздействия меди различия индуцируемых частот «пузырящихся» ядер от контрольной величины были статистически достоверными.
Таблица 5. - Частота эритроцитов с «пузырящимися» ядрами (blebbed nuclei, %) у карпов _после суточного воздействия ионов меди шести различных концентраций_
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, Op Довер. инт. р при Р=0,05, ±оР1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
Контроль 0,01 0,01 0,02 0,0142 -
0,5 0,04 0,01 0,02 0,0379 2,35 <0,05
1,0 0,03 0,01 0,02 0,0348 2,05 <0,05
2,0 0,05 0,02 0,04 0,0425 2,82 <0,01
4,0 0,08 0,02 0,04 0,0577 3,97 <0,001
5,0 0,09 0,02 0,04 0,0595 4,65 <0,001
8,0 0,08 0,02 0,04 0,0579 4,31 <0,001
Таблица 3. - Частота двуядерных клеток (%) у карпов после суточного воздействия _ионов меди шести различных концентраций_
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, Довер. инт. р при Р=0,05, ±оР1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
0, Контроль 0,08 0,02 0,04 0,0568 -
0,5 0,12 0,02 0,05 0,0686 1,17 >0,05
1,0 0,14 0,03 0,05 0,0739 1,70 >0,05
2,0 0,17 0,03 0,06 0,0814 2,45 <0,05
4,0 0,22 0,04 0,08 0,0942 3,41 <0,001
5,0 0,16 0,03 0,05 0,0798 2,36 <0,05
8,0 0,16 0,03 0,06 0,0807 2,35 <0,05
Таблица 4. - Частота амитозов (%) у карпов после суточного воздействия _ионов меди шести различных концентраций_
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, Довер. инт. р при Р=0,05, ±оР1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
Контроль 0,06 0,02 0,03 0,0492 -
0,5 0,16 0,03 0,06 0,0810 3,15 <0,01
1,0 0,11 0,02 0,05 0,0651 1,58 >0,05
2,0 0,13 0,03 0,05 0,0722 2,29 <0,05
4,0 0,16 0,03 0,07 0,0798 2,8 <0,01
5,0 0,20 0,03 0,06 0,0883 4,01 <0,001
8,0 0,16 0,03 0,06 0,0793 2,97 <0,01
Таким образом, иа основании статистического анализа данных можно заключить, что ионы меди индуцируют образование ядерных морфологических аномалий, обозначаемых как «пузырящиеся» ядра.
Частота клеток с lobed ядрами. Лопастные ядра (lobed nuclei) являются морфологической аномалией ядра, представляющей собой хорошо выраженные выпячивания кариоплазмы. Частота этих аномалий в
крови контрольных рыб была равной 0,02%. При содержании рыб в воде с ионами меди в концентрации (0,5-4,0 мг/л) повышение частоты данной аномалии было незначительным и статистически недостоверным. Однако с увеличением концентрации меди до величины (5 и 8 мг/л), частота лопастных ядер возрастает в 3 раза и становится статистически достоверной при Р<0,05.
Таблица 6. - Частота эритроцитов с лопастными ядрами (lobed nuclei, %) у карпов после суточного воздействия ионов меди шести различных концентраций
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, Стр Довер. инт. р при Р=0,05, ±стр1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
Контроль 0,02 0,01 0,02 0,0284
0,5 0,03 0,01 0,02 0,0350 0,66 >0,05
1,0 0,06 0,02 0,03 0,0471 1,86 >0,05
2,0 0,04 0,01 0,03 0,0401 1,16 >0,05
4,0 0,04 0,02 0,03 0,0408 1,13 >0,05
5,0 0,06 0,02 0,03 0,0498 2,20 <0,05
8,0 0,06 0,02 0,04 0,0502 2,14 <0,05
Таким образом, результаты эксперимента свидетельствуют, что содержание в воде ионов меди в концентрациях, превышающих ПДК в 5 и более раз, вызывает статистически достоверное увеличение частоты клеток с лопастными ядрами.
Частота клеток с notched ядрами. Ядерная аномалия notched nuclei представляет собой наруше-
ние нормальной морфологии ядер, проявляющееся в возникновении в них более или менее глубоких «зазубрин». Частота этих нарушений у рыб контрольного варианта составила 0,11%. Ионы меди, в концентрациях равных 0,5-8,0 ПДК, не вызывали статистически достоверных изменений частот указанных аномалий.
Таблица 7. - Частота эритроцитов (в долях единицы) с зазубреными ядрами (notched nuclei) у карпов после суточного воздействия ионов меди шести различных концентраций
Концентрация Cu+2, мг/л Частота, Р, Варианса, СТр Довер. инт. р при Р=0,05, ±стр^1,96 Величина Ф Критерий u Уровень значим., Р
Контроль 0,11 0,02 0,05 0,0667 -
0,5 0,15 0,03 0,05 0,0771 1,0322 >0,05
1,0 0,13 0,03 0,05 0,0725 0,5798 >0,05
2,0 0,13 0,03 0,05 0,0722 0,5566 >0,05
4,0 0,19 0,04 0,07 0,0865 1,8134 >0,05
5,0 0,14 0,02 0,05 0,0741 0,7637 >0,05
8,0 0,14 0,03 0,05 0,0739 0,7104 >0,05
На основании этих данных можно сделать вывод, что высокие концентрации ионов меди не вызывают статистически достоверное увеличение доли клеток с зазубренными ядрами.
Суммарная частота клеток с аномалиями. Вероятно, что все описанные выше аномалии ядер являются следствием единого комплекса процессов,
происходящих в клетках рыб, подвергшихся воздействию избыточных количеств ионов меди в среде обитания. По этой причине суммарная частота всех описанных нарушений у рыб каждого экспериментального варианта (табл. 8), может быть дополнительной характеристикой отклика клеток крови рыб на воздействие высоких концентраций ионов меди.
Таблица 8. - Суммарные количества всех нарушений, обнаруженных в крови карпов,
Концентрация Си+2,мг/л Количество клеток
всего нормальных аномальных
Контроль 19813 19664 149
0,5 19542 19350 192
1,0 22924 19593 211
2,0 19804 19699 238
4,0 19937 19704 233
5,0 22600 22311 289
8,0 19071 18810 261
Результаты статистического анализа показывают, что суммарная частота всех ядерных нарушений (табл. 9) статистически достоверно отличаются от контрольной уже при концентрации 0,5 мг/л. В данном случае можно видеть, что пятидесятикратное увеличение концентрации меди по сравнению с рыбоводной ПДК, приводит к высокой частоте аномалий.
Несколько неожиданным оказалась статистически недостоверное отличие от контроля суммарных частот ядерных аномалий при концентрации меди равной 1,0 мг/л. Но установленное значение критерия U (=1,91) лишь на 0,06 отличается от величины, при которой эти частоты можно было бы считать статистически достоверными. Это даёт основания предпо-
Как было указано выше, предельно допустимая концентрация меди в воде водоёмов, используемых для рыбоводства, составляет 0,01 мг/л. Гигиенические требования и нормативы качества питьевой воды САНПИН № 2.1.4.559-96 ограничивают содержание меди концентрацией 1 мг/л. Полученные нами данные являются дополнительным подтверждением целесообразности столь строгой величины ПДК для рыбоводных водоёмов (0,01 мг/л) и основанием для рекомендаций пересмотра величины ПДК для питьевой воды и её уменьшению. Возможно, что критерием для установления ПДК ионов некоторых мутагенных металлов в водной среде следует избирать не токсикологические критерии, а мутагенные (генотоксические). Это предложение может быть подкреплено результатами, полученными другими исследователями. Например, при исследовании 4 различных видов рыб (Labeo rohita, агМпа mrigala, Catla catla и Ctenopharyngodon idella) установлен рост частот микроядер в эритроцитах периферической крови в зависимости от концентрации меди в воде [12]. Результаты этой же работы показали существование среди рыб межвидовых различий в чувствительности к равным концентрациям меди. Установлено, что после пребывания рыб (Poronotus ГасашМш) в воде, содержащей медь в концентрации 129,72, 127,12, 108,36 и 104,78 мг/л в течение 1, 2, и 3 недель, частота эритроцитов с микроядрами и другими ядерными аномалиями возрастала в 3-5 раз и была статистически выше, чем у контрольных рыб [13]. Более длительные воздействия (3 и 6 недель) солей меди на карпа в концентрациях 0,5, 0,9 и 1,2 ppm также вызывали статистически достоверное увеличение числа микроядер [14]. Даже значительно более низкая концентрация ионов меди
дожить, что отсутствие статистически достоверного отличия от контроля в данном варианте опыта является следствием физиологических особенностей рыб, использованных в данном варианте эксперимента. Наши предварительные наблюдения, полученные в ходе анализа препаратов, свидетельствуют о существенных различиях в интенсивности отклика разных экземпляров карпа на воздействие одних и тех же концентраций меди.
Воздействие ионов меди в более высоких концентрациях (2-8 мг/л) вызывают статистически достоверное увеличение суммарных частот ядерных нарушений в клетках периферической крови рыб при P<0,001.
(0,009 мг/л) вызывала статистически достоверное увеличение частоты аномалий в крови рыбы ОкеШгагсМш 1аЬгах [15].
Следует, однако, подчеркнуть, что опубликованы результаты исследования, из которых следует: медь в концентрациях 0,1 и 1,0 ppm. не вызывает мутагенных эффектов [16]. Следовательно, необходимы дальнейшие более детальные исследования мутагенных эффектов меди при различных концентрациях и продолжительности воздействия.
Выводы
1. Обитание годовалых карпов в течение 24 часов в воде, содержащей ионы меди в концентрациях 0,5, 1, 2, 4, 5, 8 мг/л, вызывает статистически достоверное увеличение частот микроядер и других ядерных аномалий, уже при концентрациях 1- 2 мг/л.
2. Анализ результатов позволяет предположить, что существуют значительные различия между особями одного вида в отклике на мутагенное воздействие меди.
3. Принимая во внимание обнаруженную мутагенность меди при воздействии на рыб относительно невысоких концентраций её ионов, следует рассмотреть целесообразность ветеринарного регламентирования меди и, возможно, некоторых других тяжёлых металлов в воде природных водоёмов не по их токсическим свойствам, а по мутагенным эффектам.
Таблица 9. - Суммарные частоты всех нарушений, обнаруженных в крови карпов,
подвергшихся воздействию ионов меди шести различных концентраций.
Концентрация ^+2, мг/л Частота, Р, Варианса, о„ Довер. инт. р при Р=0,05, ±ор1,96 Величина Ф Критерий и Уровень значим., Р
Контроль 0,75 0,06 0,12 0,1737 -
0,5 0,98 0,07 0,14 0,1986 2,47 <0,05
1,0 0,92 0,06 0,12 0,1922 1,91 >0,05
2,0 1,20 0,08 0,15 0,2197 4,58 <0,001
4,0 1,17 0,08 0,15 0,2166 4,28 <0,001
5,0 1,28 0,07 0,15 0,2266 5,45 <0,001
8,0 1,37 0,08 0,16 0,2345 6,00 <0,001
Литература
1. СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиениче-
ские требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. [Электронный ресурс http://eco-systema.com/upload/iblock/9d8/mu 559-96.pdf ]
2. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые кон-
центрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. -Москва: Минздрав России. 2003. [Электронный ресурс http://www.dioxin.ru/doc/gn 2.1.5. 1315-03.htm ]
3. Методические указания по проведению гемато-
логического обследования рыб, -М.: Изд-во Минсельхозпрод России. 1999. -16 с.
4. Льюис С.М. и др. Практическая и лабораторная
гематология / С.М. Льюис, Б. Бзйн, И. Бэйтс; пер. с англ. пол ред. А. Г. Румянцева. -М. : ГЭОТАР-Медиа. 2009. - 672 с.
5. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологи-
ческих и медицинских исследованиях. -М.: Медицина, 1975. -295 с.
6. Al-Sabti K., Metcalfe C.D., 1995. Fish micronuclei
for assessing genotoxicity in water // Mutation Research, 1995. V. 343. -P. 121-135.
7. Zhu Y. et al., 2004. Cadmium, chromium, and cop-
per induce polychromatocyte micronuclei in carp (Cyprinus carpio L.) / Y. Zhu, J. Wang, Y. Bai, R. Zhang. // Bull. Environ. Contain. Tox-icol. 2004. V.72 -P. 78-86.
8. Ali F.Kh., et al., 2008. Micronucleus test in fish
genome: A sensitive monitor for aquatic pollution / Fagr Kh. Ali, A. M. El-Shehawi and M. A. Seehy // African Journal of Biotechnology 2008. V. 7. №5. -P. 606-612. ISSN 1684-5315.
9. Galindo T.P., Moreira L.M., 2009. Evaluation of
genotoxicity using the micronucleus assay and nuclear abnormalities in the tropical sea fish Bathygobius soporator (Valenciennes, 1837) (Teleostei, Gobiidae)/ Toni P. Galindo and Lilia M. Moreira // Genet Mol Biol. 2009 Apr-Jun; 32(2): 394-398.
10. OSPAR Commission, 2013. Chapter 11: Micronu-
cleus assay as a tool for assessing cytogenet-ic/DNA damage in marine organisms // Background document and technical annexes for biological effects monitoring, Update 2013. -239 p.
11. Zhang Y et al., 2017. Water Quality Criteria for
Copper Based on the BLM Approach in the Freshwater in China / Yahui Zhang, Wenchao Zang, Lumei Qin, Lei Zheng, Ying Cao et al. // PLoS ONE. 2017. 12(2): e0170105.
12. Kousar S., Javed M., 2015. Studies on induction
of nuclear abnormalities in peripheral blood erythrocytes of fish exposed to copper // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 2015. V.15. -P. 879-886
13. Jiraungkoorskul W., Sahaphong S., 2007. Effica-
cy of ascorbic acid reducing waterborne copper toxicity in butterfish (Poronotus triacanthus). // Journal of Biological Sciences, 2007. V.7. -P 620-625.
14. Al-Tamimi A.H. et al., 2015. Chronic Toxicity
Assessment of Histological Changes and Micro-nuclei in Fish Cyprinus carpio L. After Exposed to Copper / Ahmed Hatem Al-Tamimi, Ahmed J. Al-Azzawi, Mohammad A. Al-Adhmi // American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS). 2015. V. 13, № 1.
15. Canalejo A., 2016. Early genotoxic response and
accumulation induced by waterborne copper, lead, and arsenic in European seabass, Dicen-trarchus labrax / Antonio Canalejo, Margarita Diaz-de-Alba, M. Dolores Granado-Castro et al. // Environ Sci Pollut Res. 2016. V. 23 -P. 3256-3266.
16. Guner U., Muranh F.D.G., 2011. Micronu-
cleus Test, Nuclear Abnormalities and Accumulation of Cu and Cd on Gambusia affinis (Baird & Girard, 1853) / Utku Guner, Fulya Dilek Gokalp Muranh // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 2011. V. 1. -P 615-622.
Поступила в редакцию: 17.02.2018 г.
Крюков Владимир Иванович, доктор биологических наук, профессор, ст.н.с. ИНИИ ЦКП ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет», e-mail: [email protected]
