CC BY
19
УДК 546.3:577.1:638
Вщур В. Я. ©
1нститут б1ологИ'тварынНААН, Лъвгв
PIBEHb ТЕХНОГЕННОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ДОВК1ЛЛЯ ТА BMICT ЖНРННХ КИСЛОТ I ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ПИЛКУ 3
ЯБЛУН1
Показано, що в пилку з яблут, яка росте на mepumopii з середтм i низъким техногенным навантаженням, пор1вняно з пылком гз яблут, яка росте на терыторИ' з высокым техногенным навантаженням, зменшуетъся eMicm зал1за, цынку, Midi, хрому, ткелю та свынцю. У наведеному выще пылку зменшуетъся eMicm малодоступных для оргатзму бджш атонных форм жырных кыслот, але зростае - легкодоступных неетерыфжованых форм жырных кыслот. Наыбыъше змшюетъся eMicm важкых мemaлiв, атонных i неетерыфжованых форм жырных кыслот у пылку з яблут, яка росте на терыторйз нызъкым техногенным навантаженням.
Ключов1 слова: жырт кыслоты,пылок з яблут, медоност бджолы, техногенне навантаження на довкшля.
Вступ. Розвиток промисловосп, сшьського господарства, енергетики та транспорту, штенсивне видобування корисних копалин призводить до зростання надходження важких метал1в у пов1тря, воду, грунт, рослини, тканини медоносних бджш, тому питания виробництва еколопчно безпечних продукт1в бджшьництва е також актуальним [1].
Жирш кислоти - життево необхщний компонент корму медоносних бджш. Вони т1сно пов'язаш з обмшом мшеральних елеменив, що у цшому вщбиваеться на життед1яльност1 бджш i продуктивное^ бджолиних Ымей. 3 огляду на наведене вище науково-практичний штерес становить дослщження вм1сту важких метал1в i р1зних форм жирних кислот у бджолиному обшжж1 залежно вщ техногенного навантаження на довкшля.
Метою роботи було встановити вмкт жирних кислот загальних лшвдв i важких метал1в у пилку з яблуш залежно вщ р1вня техногенного навантаження на довкшля.
Матер1али та методи дослщжень. Р1вень техногенного навантаження на довкшля визначали за вмктом важких метал1в (зал1за, цинку, мщ1, хрому, шкелю, свинцю, миш'яку та кадмш) у пилку з яблуш (Malus.).
Пилок з яблуш для лабораторних дослщжень вщбирали на пасках, розмщених на територ1ях з р1зною штенсившстю руху транспорту та роботи промислових пщприемств: на навчальнш nacin;i Льв1всько! нацюнально! академп ветеринарно! медицини та бютехнологш ¿меш С.З. Гжицького (територ1я з дуже штенсивним рухом транспорту та роботи промислових
© Науковий кер1вник -ВщурВ. Я., 2012
доктор сшьськогосподарських наук Й. Ф. PiBic 308
пщприемств) та в приватних паачних господарствах м. Винники та с. Чижиюв Пустомит1вського району Льв1всько1 област1 (територи з меншою штенсившстю руху транспорту та роботи промислових пщприемств). Причому Bci naciKH розмщеш на автотраа Льв1в-Тернопшь.
Для лабораториях дослщжень на вказаних територ1ях вщбирали зразки пилку яблуш з трьох naciK, на кожнш пасщ1 з трьох вулиюв. Для уточнения видово! належност1 пилку з яблуш проводили щентифкацшш дослщження за допомогою комп'ютерних програм «LUCIA» (Laboratory Colour Image Analysis) i «Pollen Data Bank».
У вщ1браних зразках бджолиного обшжжя визначали вмют жирних кислот загальних лшвдв методом газорщинно! хроматографп [2]. Вмют важких метал1в (зал1за, цинку, мщ1, хрому, шкелю, свинцю, миш'яку та кадм1ю) у дослщжуваному бюлопчному матер1ал1 визначали на атомно-абсорбцшному спектрофотометр! С-115 ПК [2].
Отриманий цифровий матер1ал опрацьовували методом вар1ацшно! статистики з використанням критерш Стьюдента.
Результата дослщжень. Встановлено, що в пилку з яблуш, яка росте на територп з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблуш, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, е в1рогщно менший вмют зал1за, цинку, мвд1, хрому, шкелю та свинцю (табл. 1). KpiM того, в пилку з яблуш, яка росте на територп з низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблуш, яка росте на територп з високим техногенним навантаженням, е в1рогщно менший вмют кадмш. 1з наведено! вище таблиц! видно також, що в пилку з яблуш, яка росте на територи з низьким техногенним навантаженням, мютиться найменша кшькють наведених вище метал1в.
Таблиця 1
Вм1ст важких метал1в у пилку з яблуш,
мг/кг повггряно-сухо! маси (M±m, n=3)_
Важш метали та IX символы Р1вень техногенного навантаження на довшлля
Високий Середнш Низький
Зал1зо, Fe 26,41±1,358 17,81±0,819** 14,75±0,889***
Цинк, Zn 30,67±1,901 23,97±0,643* 20,62±1,118**
Мвдь, Cu 2,90±0,156 2,02±0,098** 1,62±0,075***
Хром, Cr 3,22±0,159 2,52±0,113* 2,02±0,104***
Нжель, Ni 0,36±0,020 0,30±0,011* 0,27±0,017*
Свинець, Pb 1,15±0,063 0,85±0,040** 0,60±0,023***
Кадмш, Cd 0,08±0,006 0,06±0,006 0,05±0,006*
Примита: тут i дал1 * - р<0,05-0,02; ** - р<0,01; *** - р<0,001.
Нами встановлено, що пилку з яблуш, яка росте на техногенно забруднених територ1ях, змшюеться вмют анюнних \ неетерифжованих форм жирних кислот. Це впливае на енергетичну, атрактантну, функцюнально-метабол1чну та бюлопчну цшнють пилку з наведеного вище виду рослин .
309
Вщ мшеральних елеменив, зокрема вщ двовалентних, залежить кшьккть жирних кислот у бджолиному обшжж!, яю знаходяться в анюннш форм! [3]. Це пов'язано з тим, що неетерифшоваш жирш кислоти здатш зв'язувати важю мшеральш елементи. Разом з тим, мшеральш елементи в рослиш, зокрема в пилку, тюно зв'язаш з синтезом \ обмшом жирних кислот [3]. Так, вщ мда та цинку залежить актившсть фермешгв, яю беруть участь у видовженш вуглецевого ланцюга жирно! кислоти та утворенш у ньому ненасичених зв'язюв .
Нами встановлено, що загальна концентращя анюнних форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм \ низьким техногенним навантаженням, е менша (табл. 2). Зменшення концентраци анюнних форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм { низьким техногенним навантаженням, може вказувати на зростання в нш кшькост! неетерифшованих форм жирних кислот. Збшьшення кшькост! останшх може вказувати на зростання енергетично!, атрактивно! та функцюнально-метабол1чно! ц1нност1 бджолиного обн1жжя. Це пов'язано з тим, що анюнш форми жирних кислот, на вщмшу в1д неетериф1кованих, е малодоступними для оргашзму медоносних бдж1л [3, 4].
Нижчий р1вень ан1онних форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середн1м \ низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблуш, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, в основному зумовлений меншим вм1стом у !х склад! насичених жирних кислот з парною (в1дпов1дно 173,0 I 167,7 проти 211,1 г"3/кг пов1тряно-сухо! маси) та непарною (в1дпов1дно 0,3 I 0,2 проти 0,5) к1льк1стю вуглецевих атом1в у ланцюгу, мононенасичених жирних кислот родин п-7 (4,2 I 4,0 проти 5,0) I п-9 (75,9 I 73,1 проти 92,6) та полшенасичених жирних кислот родин п-3 (513,7 I 498,2 проти 598,6) I п-6 (в1дпов1дно 208,4 I 199,7 проти 246,4 г-3/кг пов1тряно-сухо! маси). В1дношення ан1онних полшенасичених жирних кислот родини п-3 до анюнних пол1ненасичених жирних кислот родини п-6 при цьому становить вщповщно 2,46 I 2,49 проти 2,43.
3 таблиц! 2 видно, що в пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм ! низьким техногенним навантаженням, пор!вняно з пилком ¿з яблун!, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, в!рогщно зменшуеться концентращя ан!онних форм насичених жирних кислот, мононенасичених ! пол!ненасичених жирних кислот. Кр!м того, у пилку з яблун!, яка росте на територи з низьким техногенним навантаженням, в!рогщно зменшуеться вмшт тако! ан!онно! форми насичено! жирно! кислоти, як пентадеканова.
Неетериф!кован! форми жирних кислот е найб!льш активними [4]. Нами встановлено, що загальний вм!ст неетериф!кованих форм жирних кислот у пилку з яблун!, яка росте на територ!ях з середшм ! низьким техногенним навантаженням, е в!рог!дно б!льший, шж у пилку з яблун!, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням (табл. 3). Найбшьший загальний вмют неетерифшованих форм жирних кислот виявлено у пилку з яблун!, яка росте на територи з низьким техногенним навантаженням.
310
Таблиця 2
Концентращя ашонних форм жирних кислот у пилку з яблуш, _г/кг повггряно-сухо'1 маси (М±ш, п=3)_
Анюнш жирш кислоти та 1х код Ивень техногенного навантаження на довк1лля
Високий Середнш Низький
Каприлова, 8:0 7,1±0,32 5,7±0,29* 5,4±0,23**
Капринова, 10:0 15,2±0,69 12,4±0,69* 11,8±0,67*
Лауринова, 12:0 54,3±2,40 44,5±1,74* 42,9±1,61**
М1ристинова, 14:0 4,8±0,23 3,9±0,17* 3,7±0,17**
Пентадеканова, 15:0 0,5±0,06 0,3±0,06 0,2±0,06*
Палыштинова, 16:0 110,1±5,83 90,6±3,19* 88,6±2,80*
Пальм1тооле1нова, 16:1 5,0±0,20 4,2±0,14* 4,0±0,11**
Стеаринова, 18:0 19,6±1,04 15,9±0,58* 15,3±0,43**
Олешова, 18:1 92,6±4,53 75,9±3,36* 73,1±3,20*
Л1нолева, 18:2 246,4±10,87 208,4±9,12* 199,7±5,41**
Лшоленова, 18:3 598,6±28,18 513,7±17,47* 498,2±12,79*
Загальна концентрац1я ан1онних форм жирних кислот 1154,2 975,5 942,9
в т. ч. насичеш 211,6 173,3 167,9
мононенасичен1 97,6 80,1 77,1
пол1ненасичен1 845,0 722,1 697,9
п-3/п-6 2,43 2,46 2,49
Бшьша загальна кшькють неетерифжованих форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середшм \ низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблуш, яка росте на територп з високим техногенним навантаженням, зумовлена в основному мононенасиченими жирними кислотами родин п-7 (7,4 \ 7,7 проти 6,2 г-3/кг пов1тряно-сухо1 маси) { п-9 (141,9 I 144,1 проти 120,80) та полшенасиченими жирними кислотами родин п-3 (843,8 I 866,1 проти 724,6) I п-6 (вщповщно 346,9 I 354,2 проти 303,8 г-3/кг пов1тряно-сухо1 маси). При цьому вщношення неетерифжованих форм полшенасичених жирних кислот родини п-3 до неетерифжованих форм иолшенасичених жирних кислот родини п-6 становить вщповщно 2,43 I 2,44 проти 2,38. Останне вказуе на те, що ¿з зменшенням техногенного навантаження на територш зростае активн1сть десатураз у пилку з яблун1.
Неетериф1кован1 форми жирних кислот е найбгльш активними [4]. Нами встановлено, що загальний вм1ст неетериф1кованих форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середшм I низьким техногенним навантаженням, е в1рогщно б1льший, н1ж у пилку з яблун1, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням (табл. 3). Найбшьший загальний вмют неетерифшованих форм жирних кислот виявлено у пилку з яблун1, яка росте на територи з низьким техногенним навантаженням.
Одночасно у пилку з яблун1, яка росте на територ1ях з середн1м I низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблун1, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, зменшуеться вм1ст неетериф1кованих форм насичених жирних кислот з парною (вщповщно 233,1 I
311
226,7 проти 275,2 г-3/кг пов1тряио-сухо1 маси) та непарною (вщповщно 0,4 I 0,3 проти 0,7 г-3/кг пов1тряно-сухо! маси) кшьюстю вуглецевих атом1в у ланцюгу. Наведене вище призводить до пщвищення ненасиченост1 неетерифжованих форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм I низьким техногенним навантаженням (шдекс ненасиченост1 становить вщповщно 0,17 1 0,16 проти 0,24 в контрол1).
Таблиця 3
Концентращя иеетерифжоваиих форм жирних кислот у пилку з яблуш,
г/кг повггряно-сухо! маси (М±ш, п=3)
Неетериф1кован1 жирн1 кислоти та 1х код Р1вень техногенного навантаження на довкшля
Високий Середн1й Низький
Каприлова, 8:0 9,2±0,49 7,5±0,35* 7,2±0,32*
Капринова, 10:0 20,4±1,20 16,4±0,79* 16,0±0,71*
Лауринова, 12:0 72,7±2,95 61,6±2,57* 59,2±1,66**
М1ристинова, 14:0 6,2±0,29 5,1±0,23* 4,8±0,20**
Пентадеканова, 15:0 0,7±0,06 0,4±0,06* 0,3±0,06**
Пальм1тинова, 16:0 141,2±6,49 121,1±4,01* 118,6±3,91*
Пальттоолешова, 16:1 6,2±0,26 7,4±0,32* 7,7±0,29**
Стеаринова, 18:0 25,5±0,98 21,4±0,96* 20,9±0,87*
Олешова, 18:1 120,8±6,47 141,9±5,20* 144,1±4,94*
Л1нолева, 18:2 303,8±14,43 346,9±8,28* 354,2±7,97*
Л1ноленова, 18:3 724,6±31,93 843,8±30,14* 866,1±27,46*
Загальна концентрац1я неетериф1кованих форм жирних кислот 1431,3 1573,5 1599,1
в т. ч. насичених 275,9 233,5 227,0
мононенасичених 127,0 149,3 151,8
полшенасичених 1028,4 1190,7 1220,3
п-3/п-6 2,38 2,43 2,44
Зростання загального вмкту неетерифжованих форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середшм \ низьким техногенним навантаженням, може вказувати на пщвищення енергетично! забезпеченост1 оргашзму медоносних бджш. Як вщомо, неетерифшоваш форми жирних кислот е найбшьш доступним для них видом енерги [4].
Серед речовин пилку, що привертають увагу медоносних бджш, е жирш кислоти. Показано, що коротколанцюгов1 (10 \ менше вуглецевих атом1в у ланцюгу) та довголанцюгов1 (18 { бшьше вуглецевих атом1в у ланцюгу) жирш кислоти бджолиного обн1жжя володшть атрактантними властивостями [4, 6].
Нами встановлено, що загальний вмкт неетерифшованих форм жирних кислот, як1 володшть атрактантними властивостями, у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середн1м \ низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком ¿з яблуш, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, е бшьший (коротколанцюгових жирних кислот вщповщно 23,9 \ 23,0 проти 29,6 та довголанцюгових жирних кислот вщповщно 1354,0 \ 1385,3 проти 1028,4 г-3/кг пов1тряно-сухо1 маси). Найбшьше в1н зростае на територ11 з меншим
312
техногенним навантаженням. Таким чином, на територ1ях з меншим техногенним навантаженням зростають атрактантш властивост1 пилку з яблуш.
Жирш кислоти проявляють антибактер1альну та антигрибкову активнють [6]. Антимжробна активнють притаманна багатьом жирним кислотам (каприловш, каприновш, лауриновш, олешовш, лшолевш та лшоленовш). Тому щ жирш кислоти ввдграють важливу роль у ririeHi медоносних бджш i вулика. Встановлено також, що чим коротший вуглецевий ланцюг тим бшьше жирш кислоти обшжжя забезпечують антибактер1альний та антигрибковий захист оргашзму бджш i вулика. Антибактер1альна та антигрибкова активнють жирних кислот зростае також i3 збшьшенням кшькост1 ненасичених зв'язюв у ix вуглецевому ланцюгу [6].
Нами встановлено, що загальний вмют неетерифжованих форм каприново!, лауриново!, олешово!, лшолево! та лшоленово! кислот, яю забезпечують антибактер1альний та антигрибковий захист оргашзму медоносних бдж1л i вулика, у пилку з яблун1, яка росте на територ1ях з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблун1, яка росте на територп з високим техногенним навантаженням, бшьший (в1дпов1дно 1418,1 i 1446,8 проти 1251,5 г-3/кг пов1тряно-сухо1 маси). Найб1льше в1н зростае у пилку з яблуш, яка росте на територи з меншим техногенним навантаженням.
У бджолиному обшжж1 е дуже високий загальний вмют легкодоступних неетериф1кованих форм ненасичених жирних кислот — пальм1тооле1ново1, оле1ново1, лшолево! та л1ноленово!. Дуже високий вмют ненасичених жирних кислот у бджолиному обшжж1 може сприяти зростанню проникливост1 його структурних складових для води та водорозчинних речовин. BiH може сприяти також зростанню проникливост1 тканин оргашзму медоносних бджш для наведених вище речовин [6].
Нами встановлено, що загальний вмют неетерифжованих форм ненасичених жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблун1, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, е б1льший (в1дпов1дно 1340,0 i 1372,1 проти 1155,4 г-3/кг пов1тряно-сухо1 маси). Найб1льше в1н зростае у пилку з яблун1, яка росте на територи з меншим техногенним навантаженням.
3 таблиц! 3 видно, що у пилку з яблуш, яка росте на територ1ях з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблуш, яка росте на територп з високим техногенним навантаженням, в1рогщно зменшуеться вм1ст неетериф1кованих форм насичених жирних кислот, зростае — мононенасичених i пол1ненасичених жирних кислот.
Наведене вище вказуе на те, що в результат! зменшення техногенного навантаження на довкшля зростае енергетична, атрактивна, функцюнально-метабол1чна та б1олог1чна ц1нн1сть неетерифжованих форм жирних кислот пилку з яблуш для оргашзму медоносних бджш.
313
Висновки:
1. У пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблуш, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, зменшуеться вмют зал1за, цинку, мвд, хрому, шкелю та свинцю. KpiM того, в пилку з яблуш, яка росте на територп з низьким техногенним навантаженням е в1рогщно менший вмют кадмш.
2. У пилку з яблуш, яка росте на територи з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблуш, яка росте на територп з високим техногенним навантаженням, за рахунок насичених жирних кислот з парною та непарною кшькютю вуглецевих атом1в у ланцюгу, мононенасичених жирних кислот родин n-7 i n-9 та полшенасичених жирних кислот родин n-3 i n-6 зменшуеться вмют малодоступних для оргашзму бджш анюнних форм жирних кислот.
3. У пилку з яблуш, яка росте на територп з середшм i низьким техногенним навантаженням, пор1вняно з пилком i3 яблуш, яка росте на територи з високим техногенним навантаженням, насамперед за рахунок мононенасичених жирних кислот родин n-7 i n-9 та полшенасичених жирних кислот родин n-3 i n-6 збшьшуеться кшькють легкодоступних для оргашзму бджш неетерифжованих форм жирних кислот. Тим самим зростае ix енергетична, атрактивна, функц1онально-метабол1чна та бюлопчна цшнють для оргашзму бджш.
4. Найбшьше змшюеться вмют важких метал1в, анюнних i неетерифжованих форм жирних кислот у пилку з яблуш, яка росте на територп з низьким техногенним навантаженням.
Л1тература
1. Карпов О. В. Аерозол1 на основ! наночастинок техногенного походження та 1хнш вплив на екологш урбашзованого довкшля / О. В. Карпов, С. В. Верьовка // Укр. 6ioxiM. журнал. Матер1али X Украшського 6ioxiMi4Horo з'1зду 13-17 вересня 2010 р., м. Одеса. — 2010. — Т. 82, № 4 (додаток 2). — С. 258.
2. PiBic Й. Ф. Метод визначення ан1онних високомолекулярних жирних кислот у бюлопчному матер1ал1 [Текст] / И. Ф. PiBic, Б. Б. Данилюк, Я. М. Проник // Вюник аграрно! науки. — 1996. — №8. — С. 46-47.
3. Conti M. E. Honeybees and their products as potential bioindicators of heavy metals contamination / M. E. Conti, F. Botre // Environ. Monit. Assess. — 2001. — Vol. 69, № 3. — P. 267-282.
4. Perugini M. Heavy Metal (Hg, Cr, Cd, and Pb) Contamination in Urban Areas and Wildlife Reserves: Honeybees as Bioindicators [Електронний ресурс] / M. Perugini, M. Manera, L. Grotta et al. // Biol Trace Elem Res. — 2010. — Режим доступу : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20393811
5. Хавезов И. Атомно-абсорбционный анализ : Пер. с болг. / И. Хавезов, Д. Цалев — Л. : Химия, 1983. — 144 с ейнека С. Пилок як джерело бшюв та BiTaMrniB / С. Дейнека // Украшський паачник. — 1997. — № 8. — С. 30-31
314
6. Волошин О. I. Пилок кв1тковий (бджолина обшжка) в кшшчнш та експериментальнш медицин! / О. I. Волошин, О. В. Шшак, I. Ф. Мещишен. — Буков. держ. мед. акад. - Чершвщ, 1998. — 191 с.
Summary V. Y. Vishchur
THE LEVEL OF TECHNOGENIC LOAD OF THE ENVIRONMENT AND CONTENT OF FATTY ACIDS AND HEAVY METALS IN THE APPLE
TREE POLLEN
It is demonstrated that the amount of iron, zinc, copper, chromium, nickel and lead decreases in the pollen of the apple trees which grow in the places with middle or low technogenic load compared to the pollen of the apple trees which grow in the places with high technogenic load. In the mentioned above pollen, the amount of anionic forms of fatty acids, which are not enough available for bees, decreases, but the amount of easy accessible non-etherified fatty acids increases. Consequently, their energetic, attractive, biological, functional and metabolic value for bees' bodies rises. The pollen of the apple trees which grow in the places with low technogenic load undergoes the most significant changes in content of heavy metals and anionic and non-etherified forms of fatty acids.
Рецензент - д.вет.н., професор Демчук М.В.
315
