CC BY
6УДК 577.1:597
Влияние ацетата свинца на динамику некоторых биохимических показателей сыворотки крови сеголеток карпа (Cyprinus carpió L.)
ММ. Габибов, Б. С. Мусаев, Г.Р. Мурадова, А. И, Рабаданова, С.О. Абдулаева
Тяжелые металлы среди загрязнителей биосферы относятся к числу особо опасных, что связано в значительной мере с их биологической активностью. Даже при невысоких концентрациях они способны накапливаться в различных звеньях пищевых цепей [1, 5, 9].
Тяжелые металлы и их производные оказывают разнообразное повреждающее действие на гидробионтов. Механизм разрушающего действия основан на их способности образовывать в живых тканях прочные связи с серосодержащими лигандами, источником которых могут быть белки и низкомолекулярные тиолы [3,6].
Возрастание масштабов загрязнения водоемов тяжелыми металлами делает проблему изучения их токсичности для рыб весьма актуальной.
Всякое патологическое состояние имеет отклонения от биохимического статуса организма и является проявлением функциональной или структурной дезорганизации биокаталитических систем. Нарушение нормального функционирования ферментных систем при действии внешних факторов рассматривается как первоначальный определяющий механизм экзогенных нарушений различных сторон обмена. Кровь и лимфа, образующие жидкую среду организма, являются связующим звеном всех систем организма, а количественное содержание белков и активность ферментов в крови могут быть физиологическим показателем состояния всего организма.
Нами изучены содержание альбумина, активность а-амилазы, аспар-тат- и аланинаминотрансфераз (Ast и Alt), щелочной фосфатазы в сыворотке крови сеголеток карпа при хроническом воздействии ацетата свинца.
Материалы и методы исследования. Материалом исследования послужили сеголетки карпа, достигшие 5-6 месяцев, массой 100 - 150 г, они были распределены на 2 группы, содержащиеся в разных аквариумах:
1) контроль (интактные рыбы, которые содержались в чистой воде);
2) опытная группа (в аквариумы добавляли раствор ацетата свинца из расчета 0,5 мг/дм3; ПДК = 0,1 мг/дм3) [2, 7].
По истечении соответственно 5, 15, 30 и 40 дней из опытной и контрольной групп брали по 6 - 8 сеголеток и проводили параллельные анализы по определению активности трансаминаз (Alt и Ast), а-амилазы, щелочной фосфатазы и концентрации альбумина.
Полученные результаты подвергнуты методу вариационной обработки [4].
Результаты исследования. Экспозиция сеголеток карпа в течение 5 дней в токсической среде с ацетатом свинца приводит к повышению активности Ast и Alt в сыворотке крови в 3 раза, а-амилазы - на 20 %, тогда как активность щелочной фосфатазы понижается на 57,5 % по сравнению с контролем. При этом содержание альбумина в сыворотке крови не меняется (табл. 1, рис. 1 - 3).
На 15-й день пребывания сеголеток карпа в водной среде с ионами свинца наблюдается понижение активности трансаминаз сыворотки крови по отношению к предыдущей серии анализов (5-е сутки): Ast на 38 % и Alt - на 66,6 % при одновременном снижении активности щелочной фосфатазы в 7 раз. Активность а-амилазы в сыворотке крови карпа при этом увеличивается почти в 2 раза, а концентрация альбуминов снижается на 40 % по сравнению с контролем (табл. 1, рис. 1 - 3).
Пролонгирование интоксикации сеголеток карпа ацетатом свинца до 30 дней приводит к повышению активности Ast и а-амилазы в сыворотке крови в 2 раза по сравнению с контролем при стабилизации активности Alt в пределах нормы. Активность щелочной фосфатазы снижается на 70 %, а содержание альбуминов - почти в 2 раза по сравнению с контролем (табл. 1, рис. 1-3).
%250 | ----------------------- ----------.......... " ---------------~ - ....... - "
200
150 100 50 0
-50
В 5-й день ■ 15-й день □ 30-й день □ 40-й день
Рис. 1. Динамика активности трансаминаз (Ast и Alt) (в % по отношению к контролю) в сыворотке крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ацетатом свинца
Наиболее богаты амилазой поджелудочная и слюнные железы, она секретируется в кровь главным образом из этих органов. На показателях активности этого фермента сказывается характер питания. Эмоциональные, стрессовые состояния приводят к гиперамилаземии. Значительное возрастание активности а-амилазы встречается главным образом при заболевани-Вестник Дагестанского государственного университета. 2008. Вып. 6. 89
ях поджелудочной железы. При остром панкреатите активность фермента крови и мочи увеличивается в 10-30 раз. В целом причинами гиперамила-земии являются нарушения оттока секретов из желез (продуцентов амилазы), некрозы ткани, повышение проницаемости гистогематического барьера в железах.
-100 Щелочная фосфатаза а-амилаза
Ш 5-й день ■ 15-й день П 30-й день □ 40-й день
Рис. 2. Динамика активности щелочной фосфатазы и а-амилазы (в % по отношению к контролю) в сыворотке крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ацетатом свинца
40-дневная интоксикация оказывает ингибирующее влияние на активность всех изученных нами ферментов сыворотки крови за исключением Ast, активность которой в 3 раза превышает контрольную величину: активность Alt, щелочной фосфатазы и а-амилазы и падает на 27, 84 и 19 % соответственно по сравнению с контролем. Содержание альбуминов при этом снижается в 2,2 раза по сравнению с контролем (табл. 1, рис. 1 - 3).
Аналогичные изменения наблюдаются и при других воздействиях. По данным [8], активность а-амилазы слизистой оболочки кишечника карпа на 40-е сутки действия ионов кадмия снижается на 43 % по сравнению с контролем. Активность Ast в плазме крови у Ciarias albopunctatus под воздействием сублетальных концентраций цинка и ртути (50; 100 или 150 мкг/л) возрастала в 1,36; 13,26; 9,94 или 3,16; 2,06 и 3,80 раз, соответственно [13]. Содержание альбумина в крови уменьшается через 2-4 часа после начала воздействия солей Hg, Pb, Cu, Ni, затем восстанавливается и начинает опять снижаться в период времени до 72 часов [12].
Таблица 1. Динамика активности трансаминаз (Ast и Alt), щелочной фосфатазы, а-амилазы и содержания альбуминов в сыворотке крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ацетатом свинца (0,5 мг/дм3) (M±m, п = 6 - 8)
Исследуемые показатели
Дни экспозиции Ast, ммкат/л Alt, ммкат/л Щелочная фос-фатаза, ммкат/л а-амилаза, мг/с. л. Альбумины, г/л
Контроль 0,21±3,33-10"3 0,15±3,33'10"J 165,33±0,33 5,73*6,67-10* 40,041,15
5-й день 0,65±3,33*10^ 0,42±8,82-10"3 70,67±0,67 6,73±3,33-10* 38,5±0,76
15-й день 0,40±3,33-10"3 0,14±3,33-10_i 22,73±6,67'10"J 9,87±3,34-10* 24,0±0,58
30-й день 0,64*3,3310"' 0,15±3,33T0"J 49,67±0,17 10,17±3,33-10"2 22,0±0,58
40-й день 0,60±3,3310"J 0,11±3,33-10"J 26,07±6,7М0-' 4,63±3,33-10"^ 18,0±0,52
Р - степень достоверности результата по отношению к контролю и во всех вариантах Р< 0, 001
На долю альбуминов приходится более половины белков плазмы крови (35 - 45 г/л). Сывороточные альбумины достаточно быстро обновляются (в течение суток синтезируется и распадается около 10 - 16 г). Благодаря значительной концентрации в сыворотке, высокой гидрофильности и небольшим размерам молекул альбумины выполняют важную функцию по поддержанию коллоидно-осмотического давления крови. Они участвуют в регуляции водного обмена между кровью и межтканевым пространством. Альбумины являются основными белками, связывающими и переносящими углеводы, липиды, гормоны, пигменты, минеральные вещества.
-50
Альбумины
-60
Ш 5-й день ■ 15-день □ 30-й день П 40-й день
Рис. 3. Содержание альбуминов (в % по отношению к контролю) в сыворотке крови сеголеток карпа ири хронической интоксикации ацетатом свинца
Вестник Дагестанского государственного университета. 2008. Вып. 6. 91
Наиболее выраженные гипопротеинемия и гипоальбуминемия выявляются при заболеваниях печени, портальном циррозе, жировой дистрофии. Снижение концентрации альбуминов может наблюдаться при длительных механических желтухах, опухолях печени, токсических гепатитах, вследствие диффузной дистрофии клеток печени. Особенно выраженные гипоаль-буминемии наблюдаются при хронических заболеваниях почек с нефроти-ческим компонентом.
Т. о., исходя из наших и литературных [10, 11] данных можно заключить, что параметры содержания белков и активности ферментов сыворотки крови карпа могут служить удобными биомаркерами для оценки степени антропогенного прессинга на организм рыб и среду обитания.
Литература
1. Будникое Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Сорос, образ, журн. Биология. 1998. Т. 7, № 5. - С. 23 - 29.
2. Волошина Г.В. Экологическая оценка состояния поверхностных вод реки Понура // Эколог, вест. Север. Кавказа. 2006. Т. 2, № 1. - С. 118 - 122.
3. Евтушенко Н.Ю., Даншко О. В. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища // Гидробиол. журн. Водная токсикология. 1996. Т. 32, № 4. - С. 58 - 66.
4. Лакин В. Биометрия, - М: Высшая школа, 1990. - 300 с.
5. Леменовский ДА. Соединения металлов в живой природе // Сорос, образ, журн. Химия. 1997. № 9. - С. 48-53.
6. Леонова Г.A.t Ломоносов КС., Сутурин А.Н., Шепотъко АО. Токсическое действие соединений свинца на гидробионты и водоплавающих птиц (Обзор) // Гидробиол. журн. 1992. Т. 28. № 4. - С. 68 - 75.
7. Минина Л.И. Методические указания к практикуму «Анализ объектов окружающей среды». Определение массовой концентрации меди, свинца, кадмия в поверхностных водах суши инверсионным вольтамперметрическим методом / Под ред. Е.М. Цыганкова - Ростов н/Д, 2003. - 26 с.
8. Неволенный А.К, Бедняков Д.А. Влияние ионов кадмия в среде на уровень активности ферментов, обеспечивающих процессы мембранного пищеварения у карпа // Экология. 2004. № 2. - С. 152 - 155.
9. Пурмаль А.П. Антропогенная токсикация планеты (! Сорос, образ, журн. Химия. 1998. № 9. - С. 39 - 51.
10. Руднева И.И. Эколого-физиологические особенности антиоксидантной системы рыб и процессов перекисного окисления липидов // Успехи совр. биол. 2003. Т. 123. № 4. - С. 391 -400.
11. Руднева К И. Оценка последствий хронического антропогенного загрязнения Черного моря с помощью биомаркеров рыб // Тез. докл. IX съезда гидробиол. об-ва РАН. Т. 2. - Тольятти, 18-22 сенг. 2006. - С. 124.
12. Gopal V., Parvathys S., Balasubramanian P.R. Effect heavy metals on the blood protein biochemistry of the fish Cyprinus carpió and its use as a bioindicaten of pollution stress // Environ. Monit. and Assess. 1997. 48. № 12. - P. 117 - 124.
13. Oluah N.S. Plasma aspartate aminotransferase activity in catfish Ciarías al-bopunctatus exposed to sublethal zinc and mercury // Bull. Environ. Contam. and Toxicol. 1999. 63. № 3. - P. 343 - 349.
