CC BY
21
23. Santamaría L. Why are most aquatic plants widely distributed? Dispersal, clonal growth and small-scale heterogeneity in a stressful environment / L. Santamaría // Acta Oecologica. - 2002. - 23. - P. 137-154.
24. Siegal-Willott J. L. Proximate nutrient analyses of four species of submerged aquatic vegetation consumed by Florida manatee (Trichechus manatus latirostris) compared to romaine lettuce (Lactuca sativa var. longifolia) / Siegal-Willott J. L., Harr K., Hayek L. A., Scott K. C., Gerlach T. // J. Zoo Wildl. Med. - 2010. - Vol. 41, N 4. - P.594-602.
25. Sood A. Phytoremediation potential of aquatic macrophyte, Azolla / Sood A., Uniyal P. L., Prasanna R., Ahluwalia A. S. // Ambio. - 2012. - Vol. 41, N 2. - P. 122137.
26. Todorovics C. The use of the reed (Phragmites australis) in wastewater treatment on constructed wetlands / Todorovics C., Garay Т. M., Bratek Z. // Acta Biologica Szegediensis. - 2005. - Vol. 49 (1-2). - P. 81-83.
27. Vymazal J. Vegetation development in subsurface flow constructed wetlands in the Czech Republic / J. Vymazal // Ecological Engineering. - 2013. - Vol. 61, Pt. B. -P. 575 - 581.
28. Wiegleb G. An account of the species of Potamogeton L. / Wiegleb G., Kaplan Z. // Folia Geobotanica. - 1998. - Vol. 33. - P. 241-316.
29. Xie W. Y. Cadmium accumulation in the rootless macrophyte Wolffia globosa and its potential for phytoremediation / Xie W. Y., Huang Q., Li G., Rensing C., Zhu Y. G. // Int. J. Phytoremediation. - 2013. - Vol. 15, N 4. - P. 385-397.
30. Zhao L. C. A review on the taxonomy and evolution of Ruppia / Zhao L. C., Wu Z. Y. // J. Syst. Evolut. - 2008. - Vol. 46. - P. 467-478.
Стаття надшшла до редакци 7.04.2015
УДК 614.449:546.76.
Буцяк А. А., к с.-г.н., доцент, Буцяк В. I., д.с.-г.н, професор ©
Лъегесъкий нащоналънийушеерситет ветеринарног медицины та 6iomexHonoziü ¡мет С. 3. Гжицъкого, Льв1в, Украгна
КОМБ1НОВАНИЙ ВПЛИВ СОЛЕЙ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА ОБМ1Н ВУГЛЕВОД1В У KPOBI ЛАБОРАТОРИЯХ ТВАРИН
У cmammi висвтлюютъся питания щодо еплиеу еажких метал1в на обмт вуглевод1в у Kpoei щур1в. Встаноелено, що важю метали пригшчуютъ метабол1зм вуглевод1в. Токсична din яких залежитъ не тыъки eid m0KCU4H0cmi окремого елемента, але й eid гх комбтацт. Йони Cd2+ та Pb2+ супроводжуютъся cuuepsi4HOW e3aeModiew, а йони Cu + i Zn2+, наепаки, хоча антаготзм мiж Cd2+ i Zn2+ бшъш виражений, nopiвнянo з Cd2+ i Cu2+.
Ключов1 слова: важю метали, cyMicHUü вплив, техногенне навантаження, обмт eyzneeodie, лабораторт теарини.
УДК 614.449:546.76.
Буцяк А., Буцяк В.
Львовский национальныйуниверситет ветеринарной медициныи биотехнологий
имени С. 3. Гжицъкого
КОМБИНИРОВАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОБМЕН УГЛЕВОДОВ В КРОВИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
В статье освещаются вопросы влияния тяжелых металлов на обмен углеводов в крови крыс. Установлено, что тяжелые металлы подавляют метаболизм углеводов. Токсическое действие которых зависит не только от
© Буцяк А. А., Буцяк В. I., 2015
232
токсичности отдельного элемента, но и от их комбинаций. Ионы Cd2+ и Pb2+
сопровождаются синергическим взаимодействием, а ионы Cu2+ и Zn2+, наоборот,
2+ 2+ 2+ проявляют антагонизм между Cd и Zn более выраженный по сравнению с Cd
и Cu2+'
Ключевые слова: тяжелые металлы, совместное влияние, техногенная нагрузка, обменуглеводов, лабораторныеживотные.
UDC 614.449:546.76.
Butsyak A., Butsyak V.
Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z.Gzhytskyj
THE COMBINED EFFECTS OF HEAVY METALS ON THE EXCHANGE BLOOD CARBOHYDRATES IN LABORATORY ANIMALS
The article highlights the issue of the impact of heavy metals on carbohydrate metabolism in rat blood. Established that heavy metals inhibit the metabolism of carbohydrates. The toxic effect which depends not only on the toxicity of a particular item, but also on their combinations. Jonah Cd2+ and Pb2+ accompanied by a synergistic interaction and ions Cu2+ and Zn2+, on the contrary, although the antagonism between Cd2+ and Zn2+ more pronounced compared with Cd2+ and Cu2+'
Key words: heavy metals, the joint impact, human impacts, carbohydrate, laboratory animals.
Вступ. Важю метали, яю надходять в оргашзм тварин та людей з !жею, водою та повггрям, нагромаджуються в ньому, створюючи передумови для розвитку токсикоз1в, стадшного, схильного до прогресування i генерацп патологичного процесу, зумовленого нагромадженням у кровоноснш систем! речовин ендо- i екзогенного походження, яю здшснюють негативний вплив на функцюнальний стан оргашв та систем [1]. Швидюсть i спрямованють синтетичних процес1в у значнш Mipi визначаеться як генетичним потенщалом, надходженням i ефективним використанням поживних речовин корму, так й факторами зовшшнього середовища [2]. Важю метали пригшчують активнють ферментних систем, у тому числ1 метабол1зму вуглевод1в, який характеризуеться певним х1м1змом шлях1в його здшснення i спрямований на енергетичне i пластичне забезпечення потреб оргашзму.
Шюдлив1 викиди i вщходи промисловосп та с1льського господарства можуть пригшчувати швидк1сть 6ioxiMi4HHx процес1в або повнютю ix блокувати. До них, в першу черту, належать як окрем1 важю метали, так i i'x комб1нац11, як1 д1ють специф1чно як отрути окремих функц1ональних груп, так i проявляють пол1тропну д1ю, шпбуючи р1зноман1тн1 61олог1чно важлив1 угрупування [3]. Сумюна д1я токсичних агент1в р1зно! природи та модиф1кац1! з шшими чинниками зовн1шнього середовища залишаеться постшно зростаючим техногенним пресом на оргашзм тварин i людей та довкшля в ц1лому.
Розкриття механ1зм1в комбшованого впливу важких метал1в на оргашзм, а також на окрем1 6ioxiMi4Hi процеси е актуальною проблемою, вивчення яко! вимагае комплексних досл1джень на лабораторних тваринах, що дасть можливють розробити проф1лактичн1 заходи, спрямован1 на покращення i збереження здоров'я тварин та людей в умовах зростаючого техногенного навантаження.
Матер1ал i методи. Експериментальн1 досл1дження впливу солей важких метатв на орган1зм лабораторних тварин проводили на щурах лшп Wistar, з
233
початковою живою масою 170-200 г, яю знаходились на повноцшному рацюш BÎBapira з вшьним доступом до води. Тварин утримували за стало! температури (20±2 0С) та вологосл (вщносна волопсть 50±5 %) i3 св1тловим режимом 12 годин, для шдстилки використовували стружку листяних порщ дерев [4]. Формували одну контрольну та cîm дослщних груп по 7 гол1в у кожнш.
Coni важких метал1в вводили в шлунок щур1в через зонд штрагастрально впродовж 45 дшв за схемою: контрольна група одержувала сумш солей: CdCI2; (СН3СОО)2РЬ; CuCI2 та ZnSO4 x 7H2O в перерахунку на катюни метал1в 1,17 мг, 3,14 мг, 5,30 та 425 мг вщповщно; дослщш групи: 1 - CdCI2; 2 - CdCI2 + (CH3COO)2Pb; 3 - CdCI2 + ZnSO4 x 7H2O; 4 - CdCI2 + CuCI2; 5 - CdCI2 + (CH3COObPb + ZnSO4 x 7H2O; 6 - CdCI2 + (CH3COO)2Pb + CuCI2; 7 - CdCI2 + (CH3COO)2Pb + ZnSO4 x 7H2O + CuCI2 y зазначених дозах. Щоб попередити ал1ментарш змши концентрацп метаболтв кров1, проби забирали прижиттево i3 xboctoboï вени зранку до год1вл1 тварин, у скляш проб1рки з насиченим розчином оксалату катю. Масу еритроцит1в одержували шляхом центрифугування 15 хв за 700 g теля 3-кратного промивання ¿зотошчним розчином натрда хлориду. Суспензда вщмитих еритроцит1в гемол1зували внесениям piBHoro об'ему дистильовано1 води.
Для визначення гл1кол1тичного перетворення фруктозо-1,6-дифосфату готовили шкубацшну пробу, яка мютила 14 мкмоль/л Tpic-HCI буфер, рН - 7,4, концентращя Ф-1,6-ДФ - 2,42 мкмоль/л. 1нкубащя тривала 60 хв за температури 38,50С. Гемол1з еритроцит1в здшснювали додаванням дистильовано1 води у сшввщношенш 1,0:1,0. Осадження бшюв кров1 проводили 10 % трихлорацетатною кислотою. У нейтрал1зованих екстрактах концентрацп глюкози визначали ферментним методом за допомогою бютесту Lachema (1985), фруктозу, пентози за I. Головацьким [5]. Неоргашчний фосфат визначали за методом C. Fiske, Y Subborow (1925) з використанням, як вщновника, аскорбшово1 кислоти.
Одержан! даш опрацьоваш математично за загальновизнаними методами вар1ацшно1 статистики [6]. В1ропднють вщмшностей м1ж показниками дослщно1 i контрольно! груп оцшювали за допомогою 1>критер1ю Стьюдента.
Результати дослщжень. Дослщженнями встановлено, що в кров1 токсикованих лабораторних тварин солями кадмда, пор1вняно з контролем (табл. 1), концентращя глюкози, фруктози i трувату вщповщно зросла на 67,9, 26,9 та 25,1 % з одночасним зниженням р1вня пентоз та лактату на 26,5 та 25,1 %.
Таблиця 1
Концентращя метаболтв вуглеводного обмшу у Kpoei щур1в
за cyMicHOÏ дн важких метал1в, ммоль/л, M ± m, n = 7_
CyMim метал1в Метаболии
Глюкоза Фруктоза Пентози Лактат Шруват
Контроль 3,96+0,29 0,52+0,07 1,32+0,18 1,81+0,22 0,20+0,03
Cd2+ 6,65+0,48* 0,66+0,05 0,97+0,11* 1,29+0,17* 0,25+0,02
Cd2+, Pb2+ 6,91+0,52* 0,69+0,05* 0,91+0,12* 1,28+0,13* 0,28+0,02*
Cd2+, Zn2+ 5,82+0,41* 0,56+0,04 1,26+0,16 1,61+0,18 0,23+0,01*
Cd2+, Cu2+ 6,12+0,68* 0,62+0,04 1,02+0,14 1,40+0,13* 0,25+0,02
Cd2+, Pb2+, Zn2+ 6,38+0,64* 0,60+0,03 1,16+0,09 1,56+0,12 0,24+0,02
Cd2+, Pb2+, Cu2 6,52+0,81* 0,64+0,04* 0,99+0,10* 1,42+0,11* 0,26+0,02*
Cd2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+ 6,06+0,48* 0,64+0,05 1,14+0,11 1,63+0,12 0,22+0,01
Примгтка: * - в таблицях P<0,05
234
За хрошчно! штоксикацп солями кадмда, високий р1вень глюкози може бути зумовлений збшьшенням р1вня кортикостеро1дав у кров1 та зв'язуванням шсулшу рецепторами плазматичних мембран кттин, що обмежуе транспорт глюкози 1 блокуе И трансформацда. Кр1м того, кадмш може конкурувати з йонами I порушувати Ка+- залежну транспортну систему, яка забезпечуе транспорт d-глюкози та шших метаболтв у клггини (ЛЬп D.W. е1 а1., 2005), а також стимулювати розвиток гшерглшемп за рахунок розщеплення глшогену з метою синтезу глюкози та шших сполук, яю беруть участь в утворенш та функцюнуванш компенсаторних захисних мехашзм1в в оргашзм1 (Засекш Д. А., 2002).
Пщвищений р1вень фруктози та зниження концентрацп лактату вказуе на пригшчення альдолазно! та лактатдепдрогеназно! реакцш, а шдвищений вмют шрувату та зменшення кшькосп пентоз - на шпбування процес1в метабол1зму вуглевод1в на стадп окиснення шрувату та фермешгв оксидацшно! частини пентозофосфатного шляху (Головацький I. Д., 1961).
1з сумшей солей кадмда 1 свинцю з цинком та мщцю, важю метали можуть д1яти на жив1 оргашзми як незалежно один вщ одного, так 1 вступати в р1зну взаемодда, впливаючи на стушнь токсичного ефекту окремих речовин. За сумюного згодовування щурам солей Cd та РЬ достов1рно на 6,3, 5,5 I 5,1% збшьшуеться кшьюсть глюкози, фруктози та шрувату та зменшуеться концентращя на 4,6 1 0,8% пентоз та лактату, проявляючи синерпчний вплив. Йони 2п2+ та Си2+, навпаки, проявляють антагошзм як у дво-, три-, так 1 в чотири-компонентних змодельованих системах. Сумюна токсична д1я солей важких метал1в залежить вщ наявно! м1ж ними взаемодп, яка призводить до змш порогових значень, а тому важливим е не тшьки токсичшсть кожного елемента системи, але й !х комбшащя.
Так, у III дослщнш груш, де згодовували сол1 кадмда 1 цинку пор1вняно до II групи, де згодовували сол1 кадмда 1 свинцю на 11,0 та 10,1% зменшуеться концентращя глюкози та шрувату вщповщно. У 4 1 5 дослщних групах (навантаження солями Cd + Си 1 Cd + РЬ + 2п) знизилась концентращя глюкози на 13,4 1 6,7% та зрю лактат на 6,5% (4 дослщна група). У 6 дослщнш груш (експозищя солями кадмда, свинцю та мщ) достов1рно зменшилась концентращя глюкози, фруктози та зросла кшыасть пентоз 1 лактату на 3,3, 7,7 та 1,6, 3,5%. Враховуючи вищенаведене, можна констатувати, що сум1ш солей кадмда 1 свинцю найбшьш виражено шпбують гл1кол1тичш процеси, а сум1ш солей кадмда 1 цинку -найменш. У нижчих оргашзмах спостер1гаеться синерпчна взаемод1я м1ж йонами Cd2+ та йонами 2п2+ - важливого бюгенного елемента, яка зумовлена под1бшстю !х х1м1чних властивостей. Однак юнуе думка про бюлопчну конкуренцда кадмда та цинку, яка визначае характер багатьох змш в оргашзм1, а також протекторну дда цинку за кадм1ево1 штоксикацп.
Антагошзм дп 2п 1 Cd та шшими солями (Од 1 Лg) дослщжений у багатьох живих оргашзмах, яким пояснюеться конкуренщею цих елемента за один 1 той же центр зв'язування. Зниження акумуляци рухомих форм кадмда спостер1гаеться також пщ впливом використання комбшацп трьох важких метал1в (свинцю, кадмда та цинку), яка супроводжуеться антагошзмом м1ж йонами 2п2+ та Cd2+ + РЬ2+. П1д впливом йошв кадмда та його комбшацп з шшими важкими металами спостер1гаються ютотш змши в активносп глшолггичних перетворень 1 зменшення р1вня метаболтв гл1кол1зу. За таких умов значно пригшчуеться перетворення фруктозо-1,6-дифосфату еритроцитами кров1 щур1в (табл. 2). Так, шд впливом солей кадмда, зменшуеться використання фруктозо-1,6-дифосфату та пентоз на 48,3 1 38,5 % 1 прирют лактату, неоргашчного фосфату та глюкози на 47,6, 51,4 1
235
53,9 % вщповщно. Зниження приросту глюкози та неоргашчного фосфату вказуе на шпбування ферментних систем глюконеогенезу, а зменшення використання пентоз - на гальмування неоксидацшно! частини пентозофосфатного шляху.
Таблиця 2
Сумкний вплив важких метал1в на глжолггичне перетворення
Ф-1,6-ДФ еритроцитами кров1 щур1в, мкмоль/л еритроцит1в, М ± т, п = 7
Сумш метал1в м л рати Прирют
Ф-1,6-ДФ Пентоз Лактату Н. фосфату Глюкози
Контроль 1,12+0,12 0,13+0,03 0,61+0,05 0,37+0,04 0,39+0,03
Cd2+ 0,58+0,06* 0,08+0,01* 0,32+0,04* 0,18+0,02* 0,18+0,02*
Cd2+, РЬ2+ 0,49+0,05* 0,07+0,01* 0,30+0,03* 0,16+0,02* 0,18+0,02*
Cd2+, гп2+ 0,96+0,05* 0,11+0,01 0,45+0,03* 0,29+0,02* 0,30+0,04
Cd2+, Cu2+ 0,64+0,06* 0,09+0,01* 0,36+0,04* 0,28+0,02* 0,26+0,04
Cd2+, РЬ2+, гп2+ 0,80+0,08* 0,10+0,01* 0,44+0,04* 0,28+0,02* 0,29+0,03*
Cd2+, РЬ2+, 0,70+0,07* 0,09+0,01* 0,34+0,03* 0,22+0,03* 0,26+0,04
Cd2+, РЬ2+, гп2+, Cu2+ 0,84+0,07* 0,10+0,01* 0,45+0,03* 0,30+0,03 0,30+0,03*
Сумюний вплив йошв Cd2++Pb2+ проявляе синерпзм, який зводиться до зменшення витрат фруктозо-1,6-дифосфату \ пентоз вщповщно на 15,6 1 12,5 % та приросту лактату 1 неоргашчного фосфату вщповщно на 6,3 1 11,2 % пор1вняно з I дослщною групою, де експозищю здшснювали хлоридом кадм1ю. Аналопчно до змш концентрацш метаболтв вуглеводного обмшу в кров1 щур1в тд впливом комбшацш солей мщ1 1 цинку з кадм1ем та кадм1ем разом ¿з свинцем проявляеться антагошзм, який призводить до значного вщновлення витрат фруктози 1 пентоз (5,2-34,0%, 7,7-15,4%) та збшьшення концентрацп лактату, неоргашчного фосфату та глюкози (на 3,3-21,3%, 10,8-32,3%, 20,6-30,8% вщповщно).
Висновок. Встановлено, що сумюна д1я рухомих форм важких метал1в (Cd, РЬ, 2п 1 Си) пригшчують метабол1зм вуглевод1в, що призводить до розвитку дефщиту в енергетичному та пластичному забезпеченш кл1тин та оргашзму в цшому. Сум1сна токсична д1я важких метал1в залежить не тшьки вщ токсичносп окремого елемента, але й вщ !х комбшацш. Иони Cd2+ та РЬ2+ супроводжуються синерпчною взаемод1ею, що посилюе негативний вплив йошв Cd2+, а йони Си2+ 1 2п2+, навпаки, пригшчують його, хоча антагошзм м1ж Cd2+ 1 2п2+ бшьш виражений, шж м1ж Cd2+ 1 ^^
Лггература
1. Буцяк В. I. Дослщження комбшованого впливу важких метал1в на процеси трансформацп йошв кадм1ю// Науковий вюник ЛДАВМ ¿м. С. 3. Гжицького. -Льв1в. - 2002. - Т. 4 (№ 2). - ч. 4 - С. 3-6.
2. 1скра Р. I. Функщональний стан антиоксидантно! системи 1 вуглеводний обмш у кров1 щур1в за ди неоргашчно! та оргашчно! сполук хрому // Вюник Льв1вського ушверситету. Сер1я бюлопчна. 2011. Випуск 57. С. 47-52.
3. Ткаченко Т. А. Бюх1м1чш показники кров1 щур1в за умов отруення ацетатом свинцю // Современные проблемы токсикологии. - 2008. - № 2. - С. 2527.
4. Западнюк М. П., Западнюк В. И., Захария Е. А. Лабораторные животные: разведение, содержание, использование в эксперименте.-К.: Вища школа, 1983.197-218.
5. Головацький I. Д. Обмш вуглевод1в у сшьськогосподарських тварин. - К., 1961. - 210 с.
236
6. Кокунин В. А. Статистическая обработка данных при малом числе опытов//Укр. бюх1м. журн. - 1975. - Т.47, № 6. - С. 776-791.
Стаття надшшла до редакци 7.04.2015
УДК 502.3/.7
Буцяк В. I1., д.с.-г.н., професор, Буцяк А.А1, к.с.-г.н., доцент, Клименко О. М2., к.т.н, доцент, Клименко Л. В2., к.с.-г.н, доцент ©
1- Львовський национальный университет ветеринарног медицины та биотехнологий
омено С. 3. Ржицького, м. Львов 2- Национальный уноверситет водного господарства та прыродокорыстування,
м. Р!вне
ОЦ1НКА РОЗВИТКУ ЕКОСИТУАЦ11У БАСЕЙН1 Р1ЧКИ ГОРИНЬ
Зд1йснено оц1нювання екологочног ситуацог'у басеймр. Горынъ за показныкамы стану атмосферного пов1тря, выкорыстання водных ресурав, поводження з в1дходами, стану грунтового покрыву та агроландшафт1в.
У л1состепових районах стан еколог1чноо подсистемы дещо г1ршый у пор1внянм з районами зоны Пол1сся / ощнюютъся також тръома категор1ямы стамв: загрозлывого (0,23-0,39) - 7райомв (Красыл1вськый (0,36), Старосынявсъкый (0,39), Теоф1польськый (0,39), Любарсъкый (0,36), Чудмвсъкый (0,36), Здолбумвсъкый (0,23), Пвненсъкый (0,37)), задовыъного стану - 10 райомв (з колываннямы ттегрованого показныка розвытку еколог1чног подсистемы в1д 0,41 до 0,49) та спрыятлывого - 1 район
Ключовг слова: басейн piчкы, екоситуацоя, ттегрованый показнык еколог1чногорозвытку, зонування.
УДК 502.3/.7
Буцяк В. И1., д.с.-х.н., профессор, Буцяк А. А1, к.с.-х.н., доцент, Клименко А. М2., к.т.н., доцент, Клименко Л. В2., к.с.-х.н, доцент
1 Львовский нацыональныйуныверсытет ветерынарной медыцыны и быотехнологый
ымены С. 3. Ржицького, г.. Львов 2 Национальныйуныверсытет водного хозяйства и природопользования, г. Ровно
ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ ЭКОСИТУАЦИИ В БАССЕЙНЕ РЕКИ ГОРЫНБ
Осуществлено оценивание экологической ситуации в бассейне р. Горынъ за показателями состояния атмосферного воздуха, использования водных ресурсов, обращения с отходами, состояния почвенного покрова и агроландшафтов.
В лесостепных районах состояние экологической подсистемы несколько хуже по сравнению с районами зоны Полесья и оцениваются также трем категориям состояний: угрожающего (0,23-0,39) - 7районов (Красиловский (0,36), Старосинявский (0,39), Теофипольский (0,39), Любарский (0,36), Чудновский (0,36), Здолбуновский (0,23), Ровенский (0,37)), удовлетворительного состояния - 10 районов (с колебаниями интегрированного показателя развития экологической подсистемы от 0,41 до 0,49) и благоприятного - 1 район
Ключевые слова: бассейн реки, экоситуация, интегрированный показатель экологическогоразвития, зонирование.
© Буцяк В. I., Буцяк А. А., Клименко О. М., Клименко Л. В., 2015
237
