CC BY
15
HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro Ha^0Ha№H0ro ymBepcurery BeTepHHapHOi MegnuUHH Ta 6i0TexH0H0riH iMeHi C.3. f^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi: 10.15421/nvlvet6750
ISSN 2413-5550 print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 639.3:577.1
Вмкт атонних жирних кислот у зябрах коропа за pi3Hoi' концентращ'1
мiдi та цинку у водi
Й.Ф^вю1, Н.С. Янович2 [email protected]
Институт альського господарства Карпатського регюну НААНУ, вул. Грушевського, 5, с. Оброшино, Пустомитiвськийр-н, Львiвська обл., 81115, Украта; 2Львiвський нацюнальний умверситет ветеринарно'1 медицини та бiотехнологiй iMeHi С.З. Гжицького,
вул. Пекарська, 50, м. Львiв, 79010, Украта
Мхдь та Цинк належать до життево важливих для риб елементiв з широким спектром впливу на фiзiолого-бiохiмiчнi процеси в 1х органiзмi. Зокрема, встановлена роль Цинку у процесах росту, розвитку та розмноження риб, обмту бттв i нуклетових кислот та регуляци активностi гетв. Цинк, як i Мхдь, задiяний у ферменттй ланц системи антиоксидантного захисту; кр1м того, Мхдь бере участь у процесах еритропоезу, енергетичного обмту та функцюнувант iмунно'í системи. Вказат елементи впливають також на активтсть десатураз - ферментiв, що каталiзують перетворення одинарного зв'язку мiж атомами вуглецю в ацильних ланцюгаху подвтний ненасичений зв'язок. Разом з тим, вплив Цинку та Мiдi на обмт жирних кислот в органiзмiриб та його органно-тканинш особливостi залишаеться маловивченим.
Результати, представлен у дашй роботi, свгдчать, що за одтег граничноI концентрацп Цинку i Мiдi у водi, Цинк нако-пичуеться в зябрах быьшою мiрою, тж Мiдь. В свою чергу, за двох граничнодопустимих концентрацт у водi, Мiдь накопи-чуеться в зябрах быьшою мiрою, тж Цинк. Збыьшення концентрацп Цинку та Мiдi в зябрах коропа призводило до збть-шення в них загальноI концентрацп малоактивних в метаболiчному вiдношеннi атонних жирних кислот за рахунок насиче-них, мононенасичених i полтенасичених жирних кислот. При цьому не змтювалось вiдношення атонних полтенасичених жирних кислот родини а-3 до атонних полтенасичених жирних кислот родини т-6.
Ключовi слова: коропи, атонн жирн кислоти, мiдь, цинк, зябра,жива маса.
Содержание анионных жирных кислот в жабрах карпа при различной
концентрации меди и цинка в воде
Й.Ф. Ривис1, Н Е. Янович2 [email protected]
Институт сельского хозяйства Карпатского региона УААН, ул. Грушевского, 5, с. Оброшино, Львовская область, 81115, Украина;
2Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого,
ул. Пекарская, 50, г. Львов, 79010, Украина
Медь и Цинк относятся к жизненно важным для рыб элементов с широким спектром биологического влияния на фи-зиолого-биохимические процессы в их организме. В частности, установлена роль Цинка в процессах роста, развития и размножения рыб, обмена белков и нуклеиновых кислот и регуляции активности генов. Цинк, как и Медь, задействован в ферментной составляющей системы антиоксидантной защиты; кроме того, Медь принимает участие в процессах эритропоэза, энергетического обмена и функционировании имунной системы. Указанные элементы влияют также на активность десатураз - ферментов, которые катализируют превращение одиночной связи между атомами углерода в ацильных цепях в двойную ненасыщенную связь. Вместе с тем, влияние Цинка и Меди на обмен жирных кислот в организме
Citation:
Rivis, Y.F., Yanovych, N.E. (2016). Anionic fatty acids content in carp gills at different copper and zinc concentration in the water. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 2(67), 225-229.
рыб и его органно-тканевые особенности остается малоизученным.
Результаты, представленные в данной работе, свидетельствуют, что при одной предельно допустимой концентрации Цинка и Меди в воде, Цинк накапливается в жабрах в большей степени, чем Медь. В свою очередь, при двух предельно допустимых концентрациях в воде, Медь накапливается в жабрах в большей степени, чем Цинк. Повышение концентрации Цинка и Меди в жабрах карпа привело к увеличению в них общей концентрации малоактивных в метаболическом отношении анионных жирных кислот за счет насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. При этом не изменялось отношение анионных жирных кислот семейства т-3 к анионным жирным кислотами семейства т-б.
Ключевые слова: карпы, анионные жирные кислоты, медь, цинк, жабры, живая масса.
Anionic fatty acids content in carp gills at different copper and zinc
concentration in the water
Y.F. Rivis1, N.E. Yanovych2 [email protected]
'Institute of Agriculture of Carpathian Region NAAS Grushevskogo Str., 5, Obroshino, Lviv Oblast, 8'''5, Ukraine;
2Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyi,
Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine
Copper and Zinc belongs to essential elements with wide spectrum of physiological and biochemical action in fishes organism. In particular, the role of Zinc in growth, development and reproduction of fishes is established, both as its influence on protein and nucleic acids metabolism and genes activity regulation. Zinc, as well as Copper, is involved in enzyme link of antioxidant system. Besides, Copper takes part in erythropoiesis, energetic metabolism and immune system functioning. Abovementioned elements also influence on desaturases activity. The desaturases are catalyzing transformation of single bond between Carbon atoms in acyl chain into double unsaturated bond. At the same time, Zinc and Copper influence on fatty acids metabolism in fishes body and its tissue and organic specificity remains insufficiently explored.
Presented results testified, that at concentration of Zinc and Copper in the water, equated to ' MPL (maximum permitted level), Zinc accumulates in the gills in greater extend, than Copper. In its turn, at two maximum permitted levels in the water, Copper accumulates in the gills more, than Zinc. Increasing of Zinc and Copper concentration in carp's gills has led to the increasing of total concentration of anionic forms offatty acids, those are barely metabolically active. The increasing of anionic fatty acids was caused by saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids. Wherein, the ratio of anionic polyunsaturated fatty acids of т-3 family to anionic polyunsaturated fatty acids of т-б family didn't changed.
Key words: carps, anionic forms offatty acids, Copper, Zinc, gills, live weight.
Вступ
Одшею за актуальних проблем рибництва е шдви-щений bmíct важких металiв в екосистемах рибницьких стаыв. Понаднормовий bmíct вказаних полютанпв у вод^ бентоа, зоо- та фггопланктош та донних ввдкла-дах водойм може бути обумовлений як антропогенни-ми чинниками, насамперед промисловим та сшьсько-господарським виробництвом, так i природними факторами, зокрема щдвищеним геохiмiчним фоном хiмi-чних елеменпв, особливостями водного живлення стаыв тощо (Grubinko, 2011). Внаслщок цього, важк метали можуть накопичуватись у понаднормових кон-центращях в тканинах i органах промислових видiв риби (KolesnyX 2011; Dobiyanska et al., 2013). Пода-льший !х вплив на оргашзм риб залежить ввд виду ме-талу, його концентраци, фiзико-хiмiчних властивостей, а також функционального стану оргатзму (Yanovych and Yanovych, 2014). У зв'яку з цим, важливе науково-пракгичне значения мають дослвдження, спрямоваш на вивчення впливу порогових та понаднормових концен-трацш окремих хiмiчних елеменпв на рiзнi сторони обм^ речовин в органiзмi риб.
Метою нашо! роботи було дослвдження впливу рь зних концентрацш Цинку та Мщ у водi на bmíct ань онних жирних кислот у зябрах коропа. Вплив вказаних елеменпв на метаболiчнi процеси в органiзмi коропа обумовлений !х наявшстю в простетичних
групах ряду ферменпв, зокрема, супероксиддисмута-зи та цитохром-с оксидази, та регулящею активносп A3-, A4-, A5- i А6- та А9- десатураз (Wahle and Davies, 1975; Grycynyak et al., 2015). Вказаш десатурази беруть участь у метаболiзмi жирних кислот в оргашз-Mi риб. ^iM того, Цинк i Мвдь здатш утворювати з жирними кислотами солi (мила).
MaTepia™ i методи дослвджень
Дослвд було проведено на трьох групах (по чотири рибини в кожнш) дворiчок коротв середньою живою масою 320 г. Коротв без доступу поживних речовин впродовж 21 дня утримували в акварiумах у розраху-нку 40 лп^в води на одну особину. Коропи контрольно! групи утримувалися у водi без добавок Мщ та Цинку, а коропи 1-i та 2-! дослiдних груп - у водi з добавками сульфапв Мiдi та Цинку. Причому, кон-центрацiю Мiдi та Цинку у акварiумнiй водi для 1-i дослiдноi групи коропiв доводили до однiеi ГДК (гранично допустимо! концентраци) (вiдповiдно до 1 i 10 г-3/л), а для II дослщно! групи - 2 ГДК (ввдповщно до 2 i 20 г-3/л). Вмiст кисню у водi акварiумiв утримували у межах 7,0 - 8,0 мг/л, вуглекислого газу - 2,1 -2,7 мг/л. Концентращя водневих юшв у водi акварiу-мiв була близькою до 7,6 - 7,9. Температура води в акварiумах була в межах 18 - 20 оС. Ввдстояну водоп-ровiдну воду без добавок солей та з !х добавками
зм!нювали в аквар!умах кожн! дв! доби.
У к!нц! досл!ду проводили зважування п!ддосл!д-них короп!в. П!сля забою для лабораторних досл!-джень в!дбирали зразки зябер. У в!д!браних зразках зябер визначали концентрац!ю М!д!, Цинку та ан!он-них жирних кислот.
Концентрац!ю М!д! та Цинку у в!д!браних зразках зябер визначали спектрофотометричним методом (Prajs, 1976). Концентрац!ю ан!онних жирних кислот у зразках зябер визначали газохроматограф!чним методом (Rivis and Fedoruk, 2010). Зразки зябер обробляли р!зними екстрагуючими сум!шами - сум!шшю хлоро-форм-метанол-соляна кислота (200:100:1 за об'емом), та сум!шшю хлороформ-метанол (2:1 за об'емом). Зв!льнен! в!д хлороформу л!п!ди омиляли, а отриман! жирн! кислоти — метилювали. Одержан! метилов! еф!ри жирних кислот вводили у випаровувач газор!-динного хроматограф!чного апарату.
Розд!лення метилових еф!р!в жирних кислот проводили на хроматограф! «Chrom-5» («Laboratorni pristroje», Praha) (Rivis and Fedoruk, 2010). 1дентиф!-кац!ю п!к!в на хроматограм! проводили методом роз-рахунку «вуглецевих чисел» (Ackman, 1969), а також шляхом використання х!м!чно чистих, стандартних
розчин!в метилових еф!р!в жирних кислот. Розраху-нок вм!сту окремих жирних кислот, за результатами газохроматограф!чного анал!зу - хроматограмах — проводили за формулою, яка включае поправков! коеф!ц!енти для кожно!' !з них (Rivis and Skorohod, 1981; Rivis and Danylyk, 1997).
Отриман! результати досл!джень обробляли стати-стично. Вираховували середн! величини (М), помилку середн!х величин (±m) та в!рог!дн!сть р!зниц! м!ж двома середн!ми величинами (р). Р!зницю м!ж двома середн!ми величинами вважали в!рог!дною за р < 0,05. Для розрахунк!в використали комп'ютерну програму Origin 6.0, Excel (Microsoft, USA).
Результати та Тх обговорення
Встановлено, що за одн!е!' гранично допустимо!' концентрацп у вод!, пор!вняно з природним вм!стом, Цинк нагромаджуеться в зябрах короп!в у б!льш!й м!р! (р < 0,05), н!ж М!дь (р < 0,1). З таблиц! 1 видно, що за двох гранично допустимих концентрац!й у вод! у зябрах короп!в М!дь нагромаджуються у б!льш!й м!р! (р < 0,001), н!ж Цинк (р < 0,01).
Таблиця 1
Вмкт Цинку та Мвд у зябрах коротв за pi3HOi концентрацп наведених вище металiв у водi aKBapiyMy,
...______ _____•• . ..____nut ____i\
Контроль | 1 ГДК Цинку та М!д! у вод! | 2 ГДК Цинку та М!д! у вод!
Вм!ст Цинку у зябрах
247,47 ± 6,253 | 270,53 ± 4,765* | 288,30 ± 4,708**
Вм!ст М!д! у зябрах
0,877 ± 0,037 | 1,14 ± 0,090 | 1,80 ± 0,101***
Прим!тка: тут ! дал! * - р<0,02-0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001.
Таблиця 2
Вмкт анюнних жирних кислот у зябрах коропiв за рiзноl концентраци Цинку та Мiдi у водi акварiуму,
Ан!онн! жирн! кислоти та !х код Контроль 1 ГДК Цинку та М!д! у вод! 2 ГДК Цинку та М!д! у вод!
Капринова, 10:0 0,2 ± 0,03 0,2 ± 0,03 0,3 ± 0,03*
Лауринова, 12:0 0,4 ± 0,03 0,5 ± 0,03 0,5 ± 0,03*
М!ристинова, 14:0 4,1 ± 0,17 4,4 ± 0,15 4,8 ± 0,14*
Пентадеканова, 15:0 0,7 ± 0,03 0,8 ± 0,03 0,9 ± 0,03*
Пальм!тинова, 16:0 78,3 ± 1,85 82,5 ± 1,36 86,2 ± 2,37
Пальм!тооле!нова, 16:1 7,8 ± 0,17 8,2 ± 0,18 8,6 ± 0,26
Стеаринова, 18:0 21,7 ± 0,75 23,0 ± 0,69 24,4 ± 0,58*
Оле!нова, 18:1 484,9 ± 10,60 504,5 ± 12,21 523,4 ± 9,56
Л!нолева, 18:2 125,7 ± 7,13 139,4 ± 5,58 146,8 ± 5,07
Л!ноленова, 18:3 64,4 ± 2,20 68,9 ± 2,28 72,1 ± 1,56*
Арах!нова, 20:0 62,2 ± 1,90 66,3 ± 1,99 69,7 ± 1,90*
Ейкозаенова, 20:1 72,4 ± 2,11 76,3 ± 2,37 80,4 ± 2,11
Ейкозадиенова, 20:2 46,2 ± 1,68 50,0 ± 1,79 52,6 ± 1,33*
Ейкозатриенова, 20:3 26,2 ± 1,07 28,8 ± 1,41 31,5 ± 1,59*
Ейкозатетраенова (арах!донова), 20:4 34,4 ± 1,33 37,4 ± 1,05 41,6 ± 1,85*
Ейкозапентаенова, 20:5 47,3 ± 1,76 50,2 ± 1,10 55,5 ± 2,08*
Докозадиенова, 22:2 8,7 ± 0,17 9,1 ± 0,17 10,0 ± 0,26*
Докозатриенова, 22:3 18,4 ± 0,69 19,5 ± 0,62 21,7 ± 0,75*
Докозатетраенова, 22:4 18,5 ± 0,67 19,6 ± 0,69 21,5 ± 0,77*
Докозапентаенова, 22:5 40,3 ± 1,67 44,3 ± 1,85 47,3 ± 1,82*
Докозагексаенова, 22:6 80,6 ± 3,15 86,6 ± 2,68 94,1 ± 3,44*
Загальний вм!ст жирних кислот 1243,5 1320,5 1394,1
У т. ч. насичен! 167,5 177,7 186,8
мононенасичен! 565,1 589,0 612,5
полгненасичен! 510,8 553,8 594,8
ю-3/ю-6 0,97 0,95 0,96
Попередшми дослЦдженнями нами було встанов-лено, що зростання вмЦсту Мщ та Цинку у водЦ, та, як наслЦдок, в органах i тканинах коротв приводить до змши в них концентраци неетерифЦкованих жирних кислот, анюнних жирних кислот i жирних кислот загальних лшвдв (Yanovych, 2013). Результати дослЦ-джень, наведенi у таблицi 2, пЦдтверджують вплив вказаних елементiв на обмЦн жирних кислот в оргаш-змi коропа. Вiдомо, що високоактивнi у метаболЦчно-му вiдношеннi довголанцюговi неетерифЦковаш жирнi кислоти (з 18 i бшьше атомами вуглецю в ланцюгу) в тканинах риб здатнi зв'язувати мшеральш елементи, утворюючи мила жирних кислот. Причому, мила жи-рних кислот з двохвалентними мiнеральними елемен-тами, до яких вЦдносяться МЦдь та Цинк, е важкороз-чинними. Нами було встановлено, що iз зростанням вмЦсту Мiдi та Цинку у водi акварiуму в зябрах коро-
Жива маса двор1чок корошв за рпиоТ концентраци
пiв дослiдних груп, порiвняно з коропами контрольно! групи, збшьшуеться загальна концентрацiя анiонних жирних кислот (табл. 2). З наведено! таблиц видно, що збЦльшення загально! концентраци малоактивних в метаболiчному вiдношеннi анюнних жирних кислот в !х зябрах вЦдбуваеться за рахунок насичених, мононе-насичених i полiненасичених жирних кислот.
ЗбЦльшення загально! концентрацй' анiонних жирних кислот у зябрах наведених вище коротв зумов-лено бшыним вмiстом в !х складi насичених жирних кислот з парною i непарною кшьшстю вуглецевих атомiв у ланцюгу, мононенасичених жирних кислот родин ю-7 i ю-9 та полiненасичених жирних кислот родин ю-3 i ю-6. При цьому не змiнюеться вЦдношен-ня анiонних полiненасичених жирних кислот родини ю-3 до анюнних полшенасичених жирних кислот родини ю-6.
Таблиця 3
Цинку та М1д1 у вод1 аквар1уму, г (M ± m, n = 4)
Контроль
1 ГДК Цинку та Мвд у водi
2 ГДК Цинку та Мвд у вода
На початку дослЦду
320,3 ± 5,72
320,0 ± 6,18
320,0 ± 5,67
В кiнцi дослЦду (21 день)
307,8 ± 5,57
304,3 ± 5,87
288,8 ± 4,97*
Змiни вмiсту Мвд, Цинку та жирних кислот у зябрах призводять до змши живо! маси корошв у кшщ дослЦду (табл. 3). Зокрема, за перюд дослiду коропи контрольно! групи втратили 3,90% живо! маси, а коропи I та II дослЦдних груп - вЦдповЦдно 4,91 i 9,75%. Наведене вище вказуе на те, що за високо! концентраци важких металiв, зокрема Мцц та Цинку, у водi акварiуму коропи найбiльш iнтенсивно втрачають живу масу.
Висиовки
За одше! гранично допустимо! концентраци у водi акварiуму Цинк, порiвняно з МЦддю (р < 0,1), нагро-маджуеться у зябрах корошв у бшьшш мiрi (р < 0,05). За двох гранично допустимих концентрацiй у водi акварiуму в зябрах коропiв МЦдь нагромаджуються у бiльшiй мiрi (р < 0,001), шж Цинк (р < 0,01). 1з зростанням вмюту Мiдi та Цинку у водi акварiуму в зябрах коротв за рахунок насичених жирних кислот з парною i непарною кшьшстю вуглецевих атомiв у ланцюгу, мононенасичених жирних кислот родин ю-7 i ю-9 та полшенасичених жирних кислот родин ю-3 i ю-6 збшьшуеться загальна концентрацiя анюнних жирних кислот (р < 0,05 - 0,01). За перюд дослЦду (21 день) коропи контрольно! групи, яких утримували у водi акварiуму з природним вмютом Мцц та Цинку втратили 3,90% живо! маси, а коропи I та II дослЦдних груп, якЦ знаходилися у водЦ акварiуму вЦдповЦдно з однiею та двома гранично допустимими концентрацЦ-ями Мщ та Цинку, - вЦдповЦдно 4,91 i 9,75%.
Перспективи подальших до^джень. Представле-ш результати е частиною комплексних дослЦджень, присвячених вивченню впливу рЦзних концентрацш МЦдЦ i Цинку на рЦзнЦ сторони обмЦну речовин в коро-па.
Ei6.iorpa$iHHi iiocii. lamm
Grubinko, V.V. (2011). Rol' metaliv v adaptaciyi gidrobiontiv: evolyucijno-ekologichni aspekty'. Nauk. zap. Ternop. nacz. ped. un-tu. Ser. Biol. 2(47), 237-26. (in Ukrainian).
Kolesny'k, N.L. (2011). Rozpodil vazhky'x metaliv u lankax gidroekosy'stemy' staviv za intensy'vnoyi texnologiyi vy'roshhuvannya ry'by'.
Ry'bogospodars'ka nauka Ukrayiny. 3, 105-111 (in Ukrainian).
Dobryans'ka, G.M., Mel'ny'k, A.P., Yanovych, N.Ye., Yanovych, D.O. (2013). Osobly'vosti nakopy'chennya vazhky'x metaliv v organizmi rizny'x vy'div promy'slovy'x ry'b. Naukovy'j visny'k LNUVMBT im. S.Z. G'zhy'cz'kogo. 15, 1(55), 52-56 (in Ukrainian).
Yanovych, N.Ye., Yanovych, D.O. (2014). Rol' mikroelementiv u zhy'ttyediyal'nosti stavkovy'x ry'b. Naukovy'j visny'k L'vivs'kogo nacional'nogo universy'tetu vetery'narnoyi medy'cy'ny' ta biotexnologij im. S. Z. G'zhy'cz'kogo. 16, 2(59), 345-372 (in Ukrainian).
Gry'cy'nyak, I.I., Yanovy'ch, D.O., Shvecz', T.M. (2015). Ekotoksy'kologiya lososevy'x ry'b. K. : DIA (in Ukrainian). (in Ukrainian).
Wahle, K.W.J., Davies, N.T. (1975). Effect of dietary copper deficiency in the rat on fatty acid composition of adipose tissue and desaturase activity of liver microsomes. British Journal of Nutrition. 34, 105-112.
Prajs, V. (1976). Analy'ty'cheskaya atomno-absorbcy'onnaya spektroskopy'ya. M. : My'r. (in Russian).
Rivis, J.F., Fedoruk, R.S. (2010). Kil'kisni xromatografichni metody' vy'znachennya okremy'x lipidiv i zhy'rny'x ky'slot u biologichnomu materiali.
Metody'chny'j posibnyk. L'viv.: SPOLOM (in Ukrainian).
Ackman, R.G. (1969). Gas-liquid chromatography of fatty acids and esters. In: Lowenstein J.M. (ed.) Methods in Enzymology. Academic, New York, 329-381.
Rivis, J.F., Danylyk, B.B. (1997). Gazoxromatografich-ne vyznachennya vysokomolekulyarnyx neetery'fikovany'x zhyrnyx ky'slot v biologichno-mu materiali. Ukrayinskyj bioximichnyj zhurnal. 69(1), 79-83 (in Russian).
Rivis, I.F., Skorohod, I.V. (1981). Kolichestvennyj metod opredelenija nekotoryh vysokomolekuljarnyh zhirnyh
kislot v rastenijah, tkanjah i biologicheskih zhidkost-jah organizma sel'skohozjajstvennyh zhivotnyh. Doklady VASHNIL. 8, 32-35 (in Russian).
Yanovych, N.Ye. (2013). Vplyv riznoji koncentraciji midi ta cynku u vodi na zyrnokyslotnyj sklad pecinky koropiv. Rybohospodars'ka nauka Ukrajiny. 1, 50-57 (in Ukrainian).
Yanovych, N.Ye. (2013). Zyrnokyslotnyj sklad skeletnyx mjaziv i rist koropa za riznoji koncentraciji midi ta cynku u vodi. Rybohospodars'ka nauka Ukrajiny. 2, 70-75 (in Ukrainian).
Cmammn nadiümna do peda^iï 19.09.2016
