CC BY
17
BicHUK ,fl,mnponeTpoBCBKoro ymBepcmeiy. Bionoria, eKonorifl. Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seria Biologia, ekologia Visnyk of Dnepropetrovsk University. Biology, ecology.
Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2015. 23(2), 154-160.
doi:10.15421/011522
ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online
www.ecology.dp.ua
УДК 594.381.5:574.64
Вплив концентрацп амонiй хлориду на вмкт каротиноХдних тгменлв в opraHi3Mi Lymnaea stagnalis
Г.С. Киричук, Л.В. Музика
Житомирський державний утверситет 1мет 1вана Франка, Житомир, Укра'ша
Вивчено вплив ргзних концентраций амонш хлориду (0,5, 2, 5 та 10 ГДК) на вмтст Р-каротину та ксантофтв у гемолiмфi, гепа-топанкреаа, манти та нозi Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) (Pulmonata, Lymnaeidae). Дослщжено вмiст у тканинах (органах) мо-люскiв обговорюваних каротинощв за ргзно! експозицii (2, 7, 14 та 21 доба) перебування тварин у токсичному середовищг Змши показникiв мають дозозалежний характер, значно ваpiюють залежно вiд тpивалостi штоксикаци та характеризуются тканинно-органною специфiчнiстю. Допоpоговi концентрацп NH4Cl (0,5 ГДК) за короткостроково! експозицii (2 доби) викликають збшь-шення вмiсту Р-каротину (в 1,63-1,81 раза) та ксантофшв (в 1,71-1,89 раза) у вск дослiджених органах молюсив. За до токсиканта, концентрацш якого вiдповiдала 2 ГДК, вщмчено пiдвищення вмiсту Р-каротину в уах тканинах i органах, а ксантофтв - лише у гемолiмфi L. stagnalis. За умов пролонгування штоксикаци до 7 даб посилюеться iнгiбувальний вплив амонш хлориду на метабо-лiзм дослiджуваних тварин, що проявляешься зменшенням вмiсту Р-каротину в усьому !х тш на 23,6-96,0% незалежно вiд концентрацп полютанта. Збiльшення концентpацii токсиканта до 5-10 ГДК незалежно вщ тривалосп експозици викликае зниження вмтс-ту Р-каротину у гсмол!мФ! (на 39,9-92,6%) та гепатопанкреаа (на 11,2-95,7%) тварин. За експозици 21 доба у розчинах з амонш хлоридом (0,5 ГДК) зростае вмст Р-каротину у тканинах та органах молюсюв, а в мру збшьшення токсичносп середовища (2-10 ГДК) зафжсовано зменшення вмсту каротино!дних шгменпв в уах дослiджених тканинах та органах L. stagnalis: Р-каротину на 52,1-93,5%, ксантофшв на 29,9-91,6%.
Ключовi слова: Р-каротин; ксантофши; антиоксидантна активнiсть; окиснювальний стрес; метаболiчна адаптация; пр!сноводн! молюски
The effect of ammonium chloride concentrations on the content of carotenoid pigments in the body of Lymnaea stagnalis
G.E. Kyrychuk, L.V. Muzyka
Zhytomyr Ivan Franko State University, Zhytomyr, Ukraine
The paper deals with the peculiarities of distribution of P-carotene and xanthophylls in the body of Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) (Pulmonata, Lymnaeidae) in the normal conditions and under the action of different concentrations of NH4CI, depending on duration of exposure (2, 7, 14 and 21 days). L. stagnalis (300 copies) were collected in September 2013-2014 (in Zhytomyr region). Toxicant NHCl was used in concentrations corresponding to 0.5, 2, 5 and 10 MAC. The content of P-carotene and xanthophylls was determined by the Taylor method. 2400 biochemical analyses were carried out. The article shows that under the action of 0.5 MPC NH4Q adaptive processes are stimulated in the body of L. stagnalis and total antioxidant activity is activated, as evidenced by changes in the content of P-carotene and xanthophylls in the organs (hepatopancreas, pallium and foot) and tissues (hemolymph) of the mollusks under study. The research proves that the action of concentration discussed above during 2, 14 and 21 days causes the increase in the content of P-carotene in hepatopancreas (1.63-5.73 times), pallium (1.68-5.37 times) and foot (1.81-3.89 times) of animals. Incubation of mollusks in solutions of NH4Cl (0.5 MAC) for 7 days resulted in the decrease of figures in these organs by 23,6-38,8% relatively to control. It should be noted that from the overall dynamics hemolymph is somewhat distracting; for it 1.35-1.46 times' decrease in the content of P-carotene after short-term action of the toxicant (2 and 7 days) and P-carotene increase by 2.79-7.38 times under conditions of prolonged exposure (14 and 21 days) is recorded. The content of xanthophylls correlates with the content of P-carotene on the 2nd, 7th and 14th day of toxic action, but by increasing the time of contact with toxic substances to 21 days the decrease in figures by 20,9-40,7% in foot and pallium is recorded. When the toxicant
Житомирський державний утверситет iMeHi 1вана Франка, вул. Велика Бердичiвська, 40, Житомир, 10008, Украта
Zhytomyr Ivan Franko State University, V. Berdychivska Str., 40, Zhytomyr, 10008, Ukraine
Tel.: +38-067-961-96-86, +38-097-648-90-81. E-mail: [email protected], [email protected]
concentration is increased to 2 MAC (with 2 days' exposition) P-carotene content grows 2,08-5.98 times throughout the body of L. stagnalis and xanthophyll content decreases in hepatopancreas, pallium and foot (by 51,8-67,3%). When increasing duration of exposure in solutions of this concentration to 7, 14 and 21 days the decrease is recorded in both parameters studied: P-carotene (by 52.1-73,8% in hepatopancreas, by 31,7-69,0% in pallium, by 56,1-80,6% in foot) and xanthophylls (by 44,6-82,6% in hepatopancreas, by 51,6-68,2% in pallium, 75,683,8% in foot). Increase in the toxicant concentration to 5 and 10 MAC regardless of the length of the exposure leads to reduction of the content of animals' P-carotene in hemolymph (by 39,9 - of 92.6%) and hepatopancreas (11,2- 95,7%). In the mollusk foot the decrease of figures under action of 5 and 10 MAC of the toxicant during 7, 14 and 21 days (by 33,2-94,8% relative to control) irrespective of the exposure duration is recorded. Long stay (14 and 21 days) in solutions of the toxicant at the concentration of 5 and 10 MAC causes the reduction of xanthophyll content throughout the body of L. stagnalis. Tissue-specific distribution of P-carotene and xanthophylls in the tissues (organs) of L. stagnalis is shown. Hemolymph is characterized by minimum content of investigated pigments, and maximum values vary between organs (tissues) depending on the concentration and duration of exposure of animals to the toxic solution.
Keywords: P-carotene; xanthophylls; antioxidant activity; oxidative stress; metabolic adaptation; freshwater mollusks
Вступ
Окиснювальний стрес, що стимулюеться надлишко-вими концентрациями ксенобютиюв у водному середо-вищГ, зокрема, хлоридом амонш, який володГе сильно вираженими окиснювальними властивостями (Metelev et al., 1971), зумовлюе шдукцш вшьнорадикальних проце-ав у клгганах пдробюнпв i посилення процеав переки-сного окиснення лшвдв (ПОЛ). Утворення надлишкових кшькостей перекисних продукта спричинюе порушення структурно! та функционально! оргашзацп клиинних мембран, змши !х проникносп та юнного балансу у кль тиш, роз'еднання окиснювального фосфорилювання, окиснення тюльних груп бiлкiв, дезактиваци ферментiв, порушення структури ДНК, енергетичного метаболiзму та iнгiбування синтезу АТФ (Parke, 1987; Gautam and Parihar, 1996; Leus, 1998). У клгганах живих органiзмiв iснують ангиоксидантнi системи захисту вгд вшьних радикалiв (Ercal et al., 2001), ефектившсть до яких ви-значаеться не лише активтстю спещалГзованих фермен-пв, а i неспецифГчною ланкою, в якш одна Гз ключових ролей належить каротино!дам (Johnson, 2002; Gostjuhina et al., 2012). Каротинощш п1гменти здатт взаемодгяти з активними формами кисню або вшьними радикалами, тим самим тдтримуючи необхГдний рГвень окиснюва-льних процеав у тканинах, перешкоджаючи розвитку оксидантного стресу, викликаного токсикантом (Simahina, 2010; Gostjuhina et al., 2012). Кр1м цього, ка-ротино!ди нейтралзують перекист радикали та запобь гають перекисному окисненню лшдних компонента клгганних мембран (Halliwell and Gutteridge, 1985). Вмют каротино!дних тгменпв пркноводних молюскГв вивчено не повною мрою, а питання змши концентрацш ß-каротину та ксантофшв в оргашзт Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) (Pulmonata, Lymnaeidae) за умов шток-сикацй' амонш хлоридом за рГзно! експозицй' зовам не вивчене, що i зумовило нашГ дослгдження.
Матерiал i методи дослщжень
Об'ект дослгдження - 300 екз. L. stagnalis, зГбраш на о. Мельком (с. Сонячне Житомирського р-ну Житомир-сько! обл.). Експериментальш дослгдження проводили у вересш 2013-2014 рр. Контролем у вйх дослгдах слугу-вали молюски, яких утримували у дехлорованш (шляхом вгдстоювання протягом доби) водопровгднш вода. Тварини, використаш в токсиколопчних дослгдах, попе-редньо пгдлягали 14-добовш аклГмаци до умов лабораторного утримування (Hlebovich, 1981). Як токсикант
використано NH4Cl у конценграц1ях, що вгдповвдали 0,5, 2, 5 га 10 ГДКрибогосп. (ГДКрибогосп. NH4+ дор1внюе 0,5 мг/дм3). Триватсть токсиколопчних експерименпв -2, 7, 14 га 21 доба. 1з метою запобшання впливу на щддослвдних L. stagnalis власних екзометаболтв, в аквар1умах щодня змшювали воду на св1жу rieï ж якосп. Вимрювання морфомегричних парамегрiв проводили штангенциркулем. Тотальну масу тша га масу оргатв (гканин) гварин усгановлювали на елекгронних вагах (WPS 1200) з точнютю до 0,01 г. Для уникнення впливу на показники бютичного чинника для дослвдження об-рано лише неiнвазованих особин. В експерименп використано гепатопанкреас, мантш та ногу, яю отримували, анатомуючи тварин, а також гемолiмфу, отриману методом прямого знекровлення (Stadnichenko, 1970). Для визначення вм1сту p-каротину та ксантофшв зразки тканин i оргатв гомогетзували та проводили екстракцш гексаном (1:4). Сумарний вмiст визначали за методикою (Tailor, 1976). Усього виконано 2 400 бiохiмiчних аналiзiв. Огриманi експериментальнi данi оброблено методами варiацiйноï статистики з використанням пакета прикладних програм Statistica 6.0. На дааграмах показано середш значення та стандартну похибку (std. error).
Результата та ïx обговорення
Компенсаторно-адаптивна вгдповгдь органiзму цдро-бюнга на д1ю токсиканпв визначаегься швидюстю та механiзмом надходження полютанта до клтгин, тканин i оргатв, ступенем його накопичення в метабодачно-активних структурах, а також ïх фiзико-хiмiчними властивостями та фiзiолоriчною роллю в органiзмi (Grubinko, 2011). За своею фiзiологiчною дieю амiак та юни амонiю виступають токсикантами комбiнованоï aïï, здiйснюють локальний, гемолiтичний i нервово-параттичний вплив на органiзм пдробюнпв, послаблюють к адаптивнi можливостi, знижують жиIтестiйкiсть та викликають порушення низки метабодачних процесiв, якi часто можуть мати летальний наслгдок (Metelev et al., 1971).
Найхарактерн™ симптоми стресу гiдробiонтiв за дгг амоншних сполук - почастiшання серцебитгя, посилення штенсивносп дихання, зростання гепатосоматичного ш-дексу. Крiм цього, iони амонш можуть зумовлювати по-ступове змщення абсорбцiйноï конфiгурацiï насиченого киснем гемоглобшу у бiк деоксигенацiï, що викликае ацидемiю та порушення здатностi дихальних пiгментiв переносити кисень (Lappivaara, 2001; Tilak et al., 2002; Potrohov, 2008). Вгдомо (Britton, 1986), що в разi пдви-щено1' метаботчно!' активностi клiтини, яка зумовлюегься
забрудненням навколишнього середовища, швидость надходження кисню через клттинну мембрану не задо-вольняе зростаючих потреб дихального ланцюга, саме тому в оpганiзмi пдробюнтш зростае активнiсть кароти-нощи, роль яких в окиснювальному метаболiзмi клттини зумовлена великою к1льк1стю спряжених подийних зв'язмБ у молекулах i використанням частини цих зв'язмБ для утворення внутршньоклгтинного депо кисню (або запаав оpганiчного акцептора електроши) у клттинах тварини, як1 перебувають в умовах ппокси.
Вмкт p-каротину в оргашз]ш L. stagnalis за токсичноТ до амoнiй хлориду. Низька концентращя амонiй хлориду (0,5 ГДК) уже на юнець друго! доби викликала стимулящю обмшних процес1и в оpганiзмi L. stagnalis та активащю його загально! антиоксидантно!
актиБностi (яка мае компенсаторний характер i виникае у в1дпов1дь на токсичну дш), що проявилася збшьшен-ням вмкту p-каротину майже в усьому тш досл!джу-ваних тварин: на 62,7% у гепатопанкреас!, на 71,6% у манти та на 81,3% у ноз! (P < 0,01). Для гемолiмфи вщшчене зниження обговорюваного показника на 35,2%. Збшьшення вмюту p-каротину в усьому оргатзм L. stagnalis (у 2,09-5,97 раза) корелюе з! збшьшенням у вод! дози токсиканта до концентраци, яка вщповщала 2 ГДК, що е результатом щдвищення неспециф!чно! резистентносп оргашзму молюсши за штоксикаци, та, !мов!рно, вказуе на адаптацшну фазу стресу, пов'язану з мобшзащею енергетичних ресурав, необх!дних для життезабезпечення та виживання тварин у токсичному середовищ! (рис. 1).
0,080 0,075 0,070 0,065 0,060 0,055 0,050 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000
гемотмфа гепатопанкреас
гeмoлiмфа
гепатопанкреас
Рис. 1. Вплив амонш хлориду (0,5-10 ГДК) на вмют p-каротину в оргаигзмп L. stagnalis:
а - експозищя 2 доби, б - 7 даб, в - 14 д!б, г - 21 доба; по ос! абсцис - тканини (органи) молюсюв, по ос! ординат - вмют p-каротину (мг/г сиро! тканини); n = 10 для кожного вар!анта досл!ду
а
в
г
Аналз тканинно-органного розподшу P-каротину в оргатзм L. stagnalis за обговорюваних умов дозволяе вибу-дувати такий метаболчний ряд тканин та оргашв у порядку зменшення в них вмсту дослщжуваних сполук: мантш > гепатопанкреас > нога > гемолтфа. Отримат результати корелюють !з даними шших дослщними (Gordzjalkovskij and Makurina, 2006, 2007), як1 вказували на пдвищення вмсту каротинощних пименпи у зябрах, манти, ноз! та гепатопанкреас! Unio pictorum у вщповщь на дю ZnSO4, CuSO4, KMnO4, (CH3COO)2Cd та фенолу уже в концентраций що вщповщала ГДК (експозищя - 18 годин).
За умов збшьшення концентраци токсиканта у водному середовищ! (5-10 ГДК) зафшсоване зниження вмсту P-каротину у гемолшф! (на 52,8-43,3%) та гепатопанкре-
аа (на 11,9-44,7%) молюски. Одночасно з цим у манти зареестровано суттеве зростання значень досл!джуваного каротинощу (у 30,7 та 1,8 раза ввдповщно), однак у ноз! не встановлено статистично достов!рно1 р!знищ м1ж показ-никами контрольно! та дослщно! груп за да 5 ГДК токсиканта та зафшсоване зниження вмсту p-каротину на 16,7% за концентраци амонш хлориду 10 ГДК. При пролонгувант !нтоксикацшнох да NH4Cl (7 дб) поси-люеться його шпбувальний вплии на актиитсть компонента антиоксидантного захисту в оргатзм L. stagnalis, оскшьки в!домо, що зниження вмсту каротинощи у тканинах за впливу забруднення супроводжуеться депреаею ключових ферменпи антирадикального захисту СОД i КАТ i пад1нням ресурсу вщновленого глутатюну (fSH)
(БоЫайу й а1., 2007). Незалежно ввд концентраци токсичного агента вмст Р-каротину зменшуеться в усх тканинах 1 органах Ь. stagnalis: на 45,7-92,6% у гемолшф1, на 34,396,0% у гепатопанкреаа, на 31,7-84,7% у манги та на 23,6-94,8% у ноз1 дослвджених тварин поршняно з показ-никами конгрольноi групи (Р < 0.01). При цьому найсуттевше зниження вмсту для всх тканин (органв) зареестроване за да токсиканта, концентращею, що ввдповвдала 5 ГДК. Така закожмршсть мае тимчасовий характер адаптаци до да амонй хлориду, що змшюеться фазою виснаження внаслвдок порушення адапгацiйних механ1зм1в цих тварин. Таке зниження зумовлене пере-творенням деяких каротиноiдiв в органзм молюск1в на вггамш А, який е обов'язковим компонентом елементар-них клiтинних мембран (МсСо11ит, 1967). Виняток iз загальноi' тенденцц становить манпя дослвджених молюскiв, у яюй вмют Р-каротину за максимального до-зового навантаження (10 ГДК токсиканта) перебував у межах значень конIрольноi' групи.
Подальше пролонгування експозицii' молюсюв у се-редовищ з МН4С1 до 14 дiб (0,5 ГДК токсиканта) супро-воджуеться збiльшенням вмiсту Р-каротину в усьому органiзмi Ь. stagnalis:: у 1,79 раза у гемотмф^ у 2,04 раза у гепатопанкреаа, у 1,68 раза у мант та у 2,24 раза у нозг Такий ефект зумовлений змшою каротиновдами просто-ровоi' конфiгурацii' та переходом 'х зi зв'язаноi' з лшвдами та бiлками (шляхом денатураци) у ввдьну форму. 1они амоню пошкоджують мггохондрп кл1тини та негативно впливають на процеси дихання в них (Тоуотиш й а1., 1999), а тому функцш енергозабезпечення кл1тин пере-бирають каротиноксисоми, як1 мiстять каротиновди та систему термшального окиснення. Зi зростанням токсичностi середовища ввд 2 до 10 ГДК зафксовано зменшення обговорюваних показникiв на 33,2-69,2% у гепатопанкреаа, мант та нозi тварин (виняток становить манпя молюсюв за до 5 ГДК токсиканта). Що стосуеться гемолiмфи тварин, то вiдмiчено збшьшення вмiсту р-каротину (на 85,0%) за да 2 ГДК токсиканта та його зменшення (на 39,9-81,1%) за токсичного впливу амон1й хлориду, концентращями 5-10 ГДК.
Така нелшшна динам1ка вмiсту Р-каротину в орга-нiзмi Ь. stagnalis пов'язана з метаболчними перетворен-нями Р-каротину на iншi каротиновди, як1 не фшсуються при обранiй нами довжинi хвил^ однак така тенденцiя була ввдшчена i для морських гiдробiонгiв (8оИайу й а1., 2007). Збiльшення часу контакту Ь. stagnalis iз МН4С1 (0,5 ГДК) до 21 доби спричинило рiзке зростання дослвджуваних показниюв (у 3,89-7,38 раза) в усьому органiзмi Ь. stagnalis (Р < 0.01).
Як уже зазначалось, одшею з фiзiолого-бiохiмiчних зм1н органiзму гвдробюнпв за штоксикацп е комплекснi перебудови структури та функцiй кл1тинних мембран, змша 'х проникностi, функцiонування транспортних систем та юнного гомеостазу (Ко^ик, 2011), а тому таке зростання показниюв можна пояснити участю обговорюваних тгменпв у стабiлiзацii' мембран за токсично' до, оск1лькн збшьшення вмюту каротиновдв ствввд-носиться з ущшьненням i зменшенням плинносп мембран (УаъЫтш, 1996), що сввдчить про 'х участь у формуванн бар'ерiв, як1 перешкоджають проникненню токсиканта у клтину. Однак у мiру збiльшення концентраци полютанта (2, 5, 10 ГДК) зафшсоване по-
силення токсичного ефекту амонiй хлориду, що проявляемся у зменшеннi BMiCTy Р-каротину у тканинах (органах) тварин: на 52,1-80,6% за да 2 ГДК, на 72,978,4% за да 5 ГДК та на 82,3-93,5% за до 10 ГДК токсиканта порiвняно з контрольною групою тварин.
Отже, одночасне зростання концентраци токсиканта та часу перебування у забрудненому середовищi спри-чинюе пригтчення процесiв метаболiзму молюск1в та пошкодження структури молекул i мультимолекулярних комплекс1в. Останне зумовлюе незворотн1 функцюналь-ш змiни, як супроводжуються прогресуючим знижен-ням бiохiмiчних та фiзiологiчних показниюв оргатзму цих тварин.
Вмкт ксамтофшш в opraMi3Mi L. stagnalis за токсичноТ д11 амонш хлориду. Змша вмкту ксантофшв за до амонш хлориду е ткaнинно-специфiчною, мае до-зозалежний характер та значно варше залежно ввд тривалостi експозицii молюсюв у розчинах iз дослвд-жуваним токсикантом (рис. 2).
За короткострокового перебування молюск1в (2 доби) у розчинах амонш хлориду концентращею, що ввдповвдала 0,5 ГДК, вмкт обговорюваних п1гменпв збшь-шуеться у гепатопанкреасi (на 72,0%), манти (на 71,3%) та нозi (на 88,6%). Таке збшьшення показниюв зумовле-не антиоксидантними властивостями цих сполук, прису-ттх у бiологiчних мембранах у вигляд пиментно-бшкових комплекс1в i здатних ефективно захищати мембрани та лiпiди кл1тин ввд руйнування вiльними радикалами (Krinsky, 1994). 1з загально' динамжи вибива-еться гемолiмфа, для яко' за даних умов зафiксоване зменшення вмiсту ксантофшв на 36,5% пор1вняно з по-казниками контрольно' групи. Зазначимо, що гемолiмфа не е iндикатором забруднення середовища, а слугуе лише джерелом перенесения каротиноiдiв (Prosser, 1977), у той час як депонування цих сполук вiдбуваегься у гепатопанкреаа. Нaшi результати узгоджуються з ратше отриманими експериментальними даними (Stadnichenko et al., 2002, 2007), як1 вказували на зниження вмiсту каротинощв у гемолiмфi L. stagnalis за да сульфату мiдi та фенолу. Таку саму динамжу вмiсгу дослвджуваних пiгментiв у гемолiмфi за да фенолу (501000 мг/дм3) вiдмiчено i для L. fragilis, i, що щкаво, для Planorbarius corneus та P. purpura (Stadnichenko et al., 1985), яю належать до фггофапв, на ввдмшу ввд молюсюв родини Lymnaeidae, як1 у переважнш бiльшостi е детритофагами (Kirichuk, 2002).
У рaзi зростання токсичного навантаження до 2 ГДК зафшсовано статистично достовiрне збшьшення вмiсту ксaнгофiлiв у гемолiмфi тварин (у 6,49 раза), осюльки гемолiмфa е головним детермшантом розповсюдження речовин до тканин i орган1в тварин. У випадку пвдви-щення концентрaцii' токсиканта до 5 та 10 ГДК ввдмчено зменшення вмсту ксaнтофiлiв на 11,7% та 52,3% ввдпо-ввдно. Таке ж зниження (на 32,5-67,3%) дослвджуваних показниюв за да вищих концентрацш (2, 5, 10 ГДК) зафшсоване i у гепaтопaнкреaсi молюскiв. Разом iз цим, у манти та нозi тварин концентрация амонш хлориду, що ввдповвдае 2 ГДК, викликае зменшення вмсту ксантофшв, а за умов зростання концентраци (5 та 10 ГДК) - до його збшьшення на 10,7-49,8% ввдносно контролю.
Збшьшення часу перебування молюскв у токсичних розчинах до 7 даб спричинило пригтчення 'х метаболзму
та викликало, ^за^жно вiд концeнтpaцiï токcикaнтa, пpямо пpопоpцiйнe знижeння вищeзaзнaчeниx показниюв (на 49.0-79.4%) у ïx гемолтф! У reпaтопaнкpeaci та мaнгiï твapин також зapeecтpовaно змeншeння вмicтy обговоpю-ваних кapотиноïдiБ за дй' амонш xлоpцдy концeнтpaцieю 0.5 та 2 ГДК (на 40.4-82.6% та 47.8-54.5%) та його збiльшeння в 1.13-3.29 paßa зi зpоcтaнням токcичноcтi cepeдовищa до тако1. що вiдповiдaлa 5 та 10 ГДК. Що cтоcyeгьcя ноги L. stagnalis. то в даному оpгaнi 0.5. 2 та 5 ГДК токcикaнтa cпpичинювaли змeншeння вмicтy кcaнтофiлiБ (на 32.2-78.1%). а найвища його концeнтpaцiя (10 ГДК) зумовлювала ^значте зpоcтaння показник1в (на 13.7% вiдноcно контpолю). OIpимaнi peзyльтaти cвiдчaть.
що на 14-ту добу eкcпозицiï молктсюв у водному cepeдо-вищi з амонш xлоpидом cпоcтepiгaютьcя piзнонaпpямлeнi змши вмicтy cyмapниx кcaнтофiлiБ в ïx оpгaнiзмi. Ми встановили пiдвищeння вмету обrовоpювaниx кapо-тиноïдiБ у reмолiмфi твapин за aïï низьких концeнтpaцiй (на 45.2 та 15.4%) та ïx знижeння за Aiï вишких концeнтpaцiй (на 53.6% та 46.2% вiдноcно контpолю). У гeпaтопaнкpeaci. мант та нозi L. stagnalis зpоcтaння показник1в викликала лишe допоpоговa концeнтpaцiя (0.5 ГДК) вщповщно на 107.0%. 57.8%. 87.8%. у той Hac як yci iншi викоpиcтaнi в e^ropa^em! концeнтpaцiï щю-явили шпбувальну дiю та зумовлювали cтaтиcтично доcтовipнe знижeння вмicтy кcaнтофiлiв у цих оpгaнax.
ГШ контpоль i Ö.5 гдк ЕЦ 2 гдк 5 гдк m 10 гдк
гeмoлiмфa
1
гeпaтoпaнкpeac
Ö.75 Ö.7Ö Ö.65 Ö.6Ö Ö.55 Ö.5Ö Ö.45 Ö.4Ö Ö.35 Ö.3Ö Ö.25 Ö.2Ö Ö.15 Ö.1Ö 0,05 0,00
11П11 котроль Ш Ö.5 ГДК ГЛ 2 ГДК m 5 ГДК ITH 1Ö ГДК
à
гeмoлiмфa
гeпaтoпaнкpeac
ш11 контpоль m Ö.5 гдк ИТ! 2 гдк 5 гдк
IUI 1Ö гдк
О
гeмoлiмфa
гeпaтoпaнкpeac
гeмoлiмфa
гeпaтoпaнкpeac
Pиc. 2. Вплив aмoнiй хлopиду (0,5-10 ГДК) на вмкт кcaнтoфiлiв в opгaнiзмi L. stagnalis:
а - eкcпозицiя 2 доби, б - 7 даб, в - 14 даб, г - 21 доба; по ом aбcциc - тканини (оpгaни) молкююв, по оci оpдинaт - вмют кcaнтофiлiв (мг/г cиpоï тканини); n = 10 для кожного вapiaнтa доcлiдy
б
а
в
г
У мipy збiльшeння чacy (21 доба) пepeбyвaння у водному cepeдовищi aмонiй xлоpидy (0.5 ГДК) вiдмiчeно пiдвищeння вмicтy кcaнтофшв у гeмолiмфi доcлiджeниx гiдpобiонтiБ (на 21.0%). однак у мaнтiï та нозi зaфiкcовaно його змeншeння (P < 0.01) на 20.9% та 40.7% вщповщно. Що cтоcyeтьcя гeпaтопaнкpeacy, то в даному оpгaнi ж вдaлоcя встановнти статистично доcтовipниx вщмш-ноcтeй мiж до^дною та контрольною гpyпaми твapин за знaчeнням вмсту в ньому обговоpювaниx кapотиноïдiв. 1нкубування L. stagnalis (21 доба) у pозчинax NH4Cl, концeнтpaцiями 2-10 ГДК викликало знижeння показ-никiБ у в^ому ïx оpгaнiзмi: на 35,2-91,6% у гeмолiмфi, на 29,9-71,1% у гeпaтопaнкpeaci, на 49,1-52,9% у манти та на 52,3-75,6% у нозi твapин, що зyмовлeно пошкоджeн-ням мeмбpaн (чepeз поcилeння окиcнювaльниx пpоцeciв), як1 е пepшим бap'epом на шляху зовшшшх cтpecоpiБ, i, як
нacлiдок, поpyшeнням мexaнiзмiБ тpaнcпоpтy кcaнтофiлiв у клiтини гiдpобiонтiв.
Bиcнoвки
Змши вмкту ß-кapотинy та кcaнтофiлiБ в оpгaнiзмi L. stagnalis мають адаптивний xapaктep, що пpоявляeгьcя у швних мeжax токcичного нaБaнIaжeння, та нaпpaвлeнi на пiдIpимaння гомeоcтaзy гiдpобiонтiБ за до aмонiй xлоpидy.
Д1я обговоpювaного токcикaнтa yжe в низьких кон-цeнтpaцiяx (0,5 та 2 ГДК) за коpоткоcтpоковоï eкcпозицiï (2 доби) викликае cтимyляцiю адаптивних пpоцeciв, що, як ^шило, мае пpояв у збiльшeннi вмicтy як ß-кapотинy, так i кcaнтофiлiв у вcьомy оpгaнiзмi L. stagnalis (виняток становить гeмолiмфa за 0,5 ГДК токcикaнтa).
Збiльшeння тepмiнy eкcпозицiï до 7 дб нeзaлeжно в1д концeнтpaцiï токcикaнтa викликае cтaтиcтично доcтовipнe
зменшення вмсту Р-каротину та ксaнтофiлiв у тканинах (гемолiмфa) та органах (гепатопанкреас, манпя, нога) L. stagnalis.
У рaзi подовження часу iнтоксикaцii амон1й хлоридом до 14 дб зафшсовано збiльшения вмсту як р-каротину, так i ксантофшв у гемолiмфi, гепaтопaнкреaсi, мант та нозi тварин за д]1 найнижчо! дози токсиканта (0,5 ГДК), який у мiру збiльшения токсичносп середовища до 2, 5 та 10 ГДК знижуегься вщносно контролю в уах дослвджених органах молюскiв.
Збшьшення часу контакту L. stagnalis iз NH4Cl до 21 доби зумовило сгатистично достовiрне збшьшення вмiсгу Р-каротину (у 3,89-7,38 раза) в усьому оргaнiзмi L. stagnalis за да допорогово! концентраци (0,5 ГДК) токсиканта та його зменшення (P < 0,01) за умов збшьшення токсичносп водного середовища до 2, 5 та 10 ГДК.
Мшмальними значеннями вмсту Р-каротину та ксантофшв характеризуется гемолiмфa тварин незалеж-но ввд концентраци токсиканту та тривалосп його до на орган1зм. Максимальш показники мали дозозалежний характер та варшвали мтж органами (тканинами) залежно вщ тривалосп експозици тварин у токсичному розчит.
Бiблiогрaфiчмi посиламмя
Britton, G., 1986. Biohimija prirodnyh pigmentov [Biochemistry of natural pigments]. Mir, Moscow (in Russian). Ercal, N., Gurer-Orhan, H., Aykin-Burns, N., 2001. Toxic metals and oxidative stress. Part I: Mechanisms involved in metalinduced oxidative damage. Curr. Top. Med. Chem. 1(6), 529-539.
Gautam, R.K., Parihar, R., 1996. Lead and mercury alters lipid contents in liver and kidney of Heteropneustes fossilis. Uttar. Pradesh. J. Zool. 16(1), 28-30. Gordzjalkovskij, A.V., Makurina, O.N., 2006. Vodnye molljuski -perspektivnye obekty dlja biologicheskogo monitoringa [Water molluscs as perspective objects for biological monitoring]. Vestnik SamGU. Estestvennonauchnaja serija 7(47), 37-44 (in Russian). Gordzjalkovskij, A.V., Makurina, O.N., 2007. Vlijanie fenola na soderzhanie karotinoidov v tkanjah molljuskov [Effect of phenol on the content of carotinoides in the mollusc tissues]. Vestnik SamGU. Estestvennonauchnaja serija 8(58), 60-68 (in Russian).
Gostjuhina, O.L., Soldatov, A.A., Golovina, I.V., Borodina, A.V., 2012. Soderzhanie karotinoidov i sostojanie antioksidantnogo fermentativnogo kompleksa tkanej u dvustvorchatogo moll-juska Anadara inaequivalvis [Content of carotenoids and the state of tissue antioxidant enzymatic complex in Bivalve mollusc Anadara inaequivalvis Br.]. Zhurnal Jevoljucionnoj Bio-himii i Fiziologii 48(6), 542-547 (in Russian). Grubinko, V.V., 2011. Rol' metaliv v adaptacii gidrobiontiv: Evoljucijno-ekologichni aspekty [A role of metals is in adaptation of aquatic organisms: Evolutional and ecological aspects]. Naukovi Zapysky Ternopilskogo Nacionalnogo Pedagogichnogo Universytetu Imeni Volodymyra Gnatjuka. Serija: Biologija 2(47), 237-262 (in Ukrainian). Halliwell, B., Gutteridge, J.M.C., 1985. Free radicals in biology
and medicine. Oxford Clarendon Press, Oxford, UK. Hlebovich, V.V., 1981. Akklimacija zhivotnyh organizmov [Acclimation of animal organisms]. Nauka, Leningrad (in Russian).
Johnson, E.J., 2002. The role of carotenoids in human health. Nutr. Clin. Care. 5(2), 56-65.
Kirichuk, G.Y., 2002. Osobennosti nakoplenija ionov tjazhelyh metallov presnovodnymi molljuskami [Peculiarities of cumulation of heavy-metal ions by freshwater mollusks]. Visn. Zhytomyr. Derzh. Ped. Univ. im. I. Franka 10, 170-175 (in Russian).
Kostjuk, K.V., 2011. Strukturno-funkcionalni reakcii klityn vodnyh roslyn na diju toksykantiv [Structural and functional response of water plant cells to theaction of toxicants]. Kyiv (in Ukrainian).
Krinsky, N.I., 1994. The biological properties of carotenoids. Pure Appl. Chem. 66(5), 1003-1010.
Lappivaara, J., 2001. Effects of acute handling stress on white-fish Coregonus lavaretus after prolonged exposure to biologically treated and untreated bleached kraft mill effluent. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 41(1), 55-64.
Leus, J.V., 1998. Perekysne okysnennja lipidiv ta antyoksydant-nyj zahyst u ryb pid vplyvom faktoriv vodnogo seredovy-shha [Lipid peroxidation and antioxidant protection in fish exposed aquatic environment factors]. Kyiv (in Ukrainian).
McCollum, E.V., 1967. The paths to the discovery of vitamins A and D. J. Nutr. 91(2), 32-38.
Metelev, V.V., Kanaev, A.I., Dzasohova, N.G., 1971. Vodnaja tok-sikologija [Aquatic toxicology]. Kolos, Moscow (in Russian).
Parke, D.V., 1987. Activation mechanisms to chemical toxicity. Arch. Toxicol. 60(1-3), 5-15.
Potrohov, A.S., 2008. Snizhenie antistressovymi preparatami nervnoparaliticheskogo dejstvija vysokoj koncentracii am-monija na ryb [Reduction of neuroparalytic action of ammonium in high concentrations on fish by antistressing preparations]. Dopovidi NANU 9, 156-162 (in Russian).
Simahina, G.O., 2010. Funkcionalna rol karotynoidiv ta osobly-vosti ih vykorystannja u harchovyh tehnologijah [The functional role of carotenoids and peculiarities of their use in food technology]. Proceedings NUFT 33, 45-48 (in Ukrainian).
Soldatov, A.A., Gostjuhina, O.L., Golovina, I.V., 2007. Antiok-sidantnyj fermentnyj kompleks tkanej dvustvorchatogo molljuska Mytilus galloprovincialis Lam. v norme i us-lovijah okislitelnogo stressa (obzor) [Antioxidant enzyme complex of tissues of the bivalve Mytilus galloprovincialis Lam. under normal and oxidative-stress conditions: A review]. Prikladnaja Biohimija i Mikrobiologija 43(5), 621628 (in Russian).
Stadnichenko, A.P., 1970. Izmenenija belkovogo spektra krovi Viviparus contectus (Millet, 1813) (Gastropoda, Prosobran-chia) pri invazii lichinochnymi formami trematod [On variations in the blood albuminous spectrum of Viviparus contectus (Millet, 1813) (Gastropoda, Prosobranchia) caused by invasion with larval forms of trematodes]. Parazitologija (Parasitology) 5, 484-488 (in Russian).
Stadnichenko, A.P., Ivanenko, L.D., Mostipaka, O.A., Stepchuk, L.O., Gomenjuk, R.A., 2002. Vlijanie sulfata medi na soderz-hanie karotinoidov v gemolimfe prudovika ozernogo (Mol-lusca: Pulmonata: Lymnaeidae) v norme i pri invazii ego part-enitami trematod [Trematoda invasion and sulphate copper impact upon carotenoids of haemolymph of Lymnaea stag-nalis (Mollusca: Pulmonata: Lymnaeidae)]. Visn. Zhytomyr. Derzh. Ped. Univ. im. I. Franka 10, 197-201 (in Russian).
Stadnichenko, A.P., Misechko, L.E., Shepel, A.N., 1985. Vlijanie fenolnoj intoksikacii na soderzhanie karotinoidnyh pigmentov v gemolimfe presnovodnyh molljuskov (Pulmonata, Lymnaeidae i Bulinidae) v norme i pri zarazhenii partenitami trematod [The effect of phenol intoxication on the carotinoid pigments contents in haemolymph of freshwater molluscs (Pulmonata, Lymnaeidae, Bulinidae) in normal conditions and during their infection with parthenites of trematodes]. Parazitologija 19(2), 101-104 (in Russian).
Stadnychenko, A.P., Astahova, L.J., Gyryn, V.K., 2007. Vplyv fenolnoi intoksykacii na vmist karotynoidiv u gemolimfi prisnovodnyh moljuskiv u normi i za invazii ih trematodamy
[The effect of phenol intoxication on the carotenoid content in haemolymph of freshwater molluscs in normal conditions and during their of trematode infection]. Materials of the third international scientific conference «Development of scientific research», 65-67 (in Ukrainian).
Tilak, K.S., Lakshmi, S.J., Susan, T.A., 2002. The toxicity of ammonia, nitrite and nitrate to the fish, Catla catla (Hamilton). J. Environ. Biol. 23(2), 147-149.
Toyomizu, M., Yamahira, S., Tanaka, M., Akiba, Y., 1999. Effects of ammonium chloride-induced acidosis on oxida-tive metabolism in liver mitochondria of chicks. Brit. Poultry Sci. 40, 541-544.
Vershinin, A., 1996. Carotenoids in mollusca: Approaching the functions. Comp. Biochem. Physiol. 113(1), 63-71.
Hadiumna do редкonегii 17.09.2015
