CC BY
166
тального периода. Кроме того, любой фактор беспокойства в этот период приводит к абортирова-нию плода, тем самым увеличивая и без того высокую яловость популяции. Важным негативным фактором является и период начала промысла. По современным данным в случае возобновления промысла он должен начинаться не ранее 25-28 февраля, когда приплод полностью выкормлен, перелинял до стадии сиваря и начал самостоятельно охотиться. В ином случае брошенный самкой, не выкормленный детеныш превращается в «заморыша» и впоследствии обычно гибнет.
Выполненные исследования убедительно показали, что популяция каспийского тюленя в современном ее состоянии промысловым объектом считаться не может. Поэтому необходимо с одной стороны ввести мораторий на его промысел, а с другой - резко усилить научное сопровождение мониторинговых исследований.
В качестве перспективных вопросов для обсуждения можно предложить организацию:
- экологического туризма в районы летних концентраций тюленей на островах;
- в Астрахани и Атырау океанариумов, где помимо научной работы осуществлялась бы и просветительская деятельность.
Изучено влияние хронического загрязнения водной среды ионами кадмия и свинца (5, 15, 30 и 40 дней) на показатели липидного обмена и антиоксидантную защиту тканей печени, почек, мышц и мозга сеголеток карпа (Cyprinus С81рю L.)
The influence of chronic pollution of the water environment by ions of the cadmium and the lead (5, 15, 30 and 40-th days) on some parameters of the lipid exchanges and the systems of antioxidant protection of tissues of the liver, kidneys, muscles and the brain of the carp (Cyprinus Сarpio L.) are studied.
Ключевые слова: тяжелые металлы, окислительный стресс, антиоксидантная система, гидробионты.
Тяжелые металлы (Ве, А1, Сг, лб, 8е, А§, С^ 8п, 8Ь, И§, Т1, РЬ) являются достаточно опасными и постоянными загрязнителями водной среды. Источники загрязнения свинца известны и широко описаны в литературе [19].
Негативное влияние тяжелых металлов на гидробионты заключается в их способности к аккумуляции в живых системах, включаться в метаболические процессы, преобразуя высокотоксичные металлосодержащие соединения и нередко провоцируя токсический стресс [10].
В реакции живого организма на токсическое воздействие тяжелых металлов важное место занимают усиление процессов свободнорадикального перекисного окисления липидов и нарушение функций антиокислительных систем (АОС) [7, 22, 26].
Регуляция перекисного окисления липидов (ПОЛ) осуществляется согласованной работой систем антиоксидантной защиты, обеспечивающих удаление опасных соединений с высоким деструктивным потенциалом. Метаболизм липидов тесно связан с деятельностью различных систем органов и принимает участие в поддержании стационарного состояния клеток [11].
Клеточный метаболизм, как и реакции липидного обмена рыб на токсические воздействия разной этиологии, недостаточно изучен. Изучение обмена липидов и соотношения основных липидных компонентов мембран могут быть использованы для анализа механизмов интоксикации организма рыб, а также для ранней диагностики и проведения эффективных оздоровительных мероприятий в
УДК 504.4.054:591.05
ВЛИЯНИЕ ИОНОВ КАДМИЯ И СВИНЦА НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА И СИСТЕМУ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ СЕГОЛЕТОК КАРПА (СУРШМУБ САРРЮ Ь.)
© 2009. Мусаев, Б.С., Мурадова Г.Р., Рабаданова А.И.
Дагестанский государственный университет
рыбохозяйственных водоемах. На базе этих исследований могут быть разработаны высокочувствительные тестовые системы для эколого-биохимического мониторинга водных экосистем.
В связи с вышеизложенным изучение влияния хлорида кадмия и ацетата свинца на содержание липидных компонентов, интенсивность процессов ПОЛ и АОС в тканях сеголеток карпа в хроническом эксперименте представляется актуальным.
Целью настоящей работы явилось сравнительное изучение влияния загрязнения водной среды ионами кадмия и свинца на некоторые показатели липидного обмена в печени, почках, мышцах и головном мозге рыб.
Материал и методика. В качестве объекта исследования использованы сеголетки карпа (Cy-prinus Сагрю L.). Сеголетки карпа в возрасте 5-6 месяцев и массой 100-150 г отловлены в прудах Широкольского рыбокомбината Республики Дагестан.
Экспериментальные исследования проводились в осенне-зимнее время 2004-2007 гг. Моделирование хронического загрязнения водной среды тяжелыми металлами производили в аквариальных условиях. Контролем во всех опытах служили рыбы, выдерживаемые в чистой воде.
В аквариумы объемом 300 литров переносили по 15-20 штук сеголеток карпа, предварительно заполнив их водой из р. Сулак, из которой снабжаются водоемы рыбокомбината.
Рыб содержали в аквариумах при постоянном температурном (19-23°С) и газовом режимах, кормили живым трубочником Tubifex tubifex.
В хронических лабораторных опытах были испытаны следующие загрязнители: 1) хлорид кадмия (CdCl2) с содержанием в водной среде 1 мг/л (ПДК - 0,005 мг/л) (применение высокой концентрации хлорида кадмия связано с тем, что все воды в реках Северного Кавказа, в том числе и Сулака отличаются высокой жесткостью, а жесткость воды снижает токсический эффект ионов кадмия); 2) ацетат свинца (Pb(CH3COO)2) с содержанием в водной среде 0,5 мг/л (ПДК - 0,1 мг/л) [6, 17].
Воду в аквариумах меняли каждые трое суток. Смену воды в опытных и контрольных аквариумах осуществляли предельно аккуратно, не пересаживая рыб.
В каждый опыт брали по 6-8 рыб. Всего выполнено 20 серий опытов, по 6-8 повторностей. Пробы для биохимических анализов отбирали на 5, 15, 30 и 40 сутки экспозиции рыб. Соответствующие измерения проводились у контрольной группы рыб из аквариумов без добавления токсикантов.
Экстракцию липидов осуществляли методом Фольча (1957). О содержании фосфолипидов судили по количеству неорганического фосфора в пробе [13]. Содержание общего холестерина в тканях определяли на основе цветной реакции Либермана-Бурхарда [16]. Концентрацию МДА определяли тиобарбитуровым методом [2]. Суммарную антиоксидантную активность измеряли по степени торможения гомогенатами ткани перекисного окисления экзогенного субстрата (линоленовой кислоты) за 1 час инкубации [8]. Об активности каталазы тканей судили по скорости разложения H2O2 [12]. Активность СОД тканей рыб определяли по способности фермента ингибировать процесс восстановления тетразолиевого нитросинего в условиях генерации супероксидного анион-радикала [9].
Статистическую обработку результатов проводили по t-критерию Стьюдента [14] с использованием программ «Excell» и «Stadia».
Результаты и обсуждение.
1. Влияние интоксикации водной среды ионами кадмия и свинца на динамику содержания фосфолипидов и холестерина в органах. Как показывают наши результаты, динамика содержания фосфолипидов и холестерина в различных тканях рыб подвержена значительным отклонениям от нормы (рис. 1-3): под влиянием ионов кадмия в течение 5 суток наблюдается незначительный рост фосфолипидов в ткани печени, что сопровождается одновременным повышением содержания холестерина. При этом эффект повышения содержания суммарных фосфолипидов и общего холестерина сильнее выражен под воздействием ионов свинца: в печени на 49 и 115% (P < 0,001) и почках на 12 и 74%, соответственно, по сравнению с контролем (рис. 1-3).
Некоторый рост фосфолипидов в таких органах, как печень и почки, после 5-дневной интоксикации тяжелыми металлами, вероятно, имеет компенсаторный характер, известно, что основной реакцией гидробионтов на хроническое загрязнение водоемов является увеличение индексов внутренних органов (печени и почек) [18].
Под влиянием ионов кадмия и свинца (на 5 сутки воздействия) содержание фосфолипидов в мозговой ткани сеголеток карпа падает на 40% (Р < 0,001) и 9% (Р < 0,05) с одновременным ростом количества холестерина до 10% (Р < 0,05) и 37% (Р < 0,01) соответственно по сравнению с контролем (рис. 1-3).
120 100 80 60 40 20
-20 -40
-60 -80
4J IHJ ^
II III IV Хлорид кадмия
5-й день I I 15-й день
I II »III Ацетат свинца
^^ 30-й день
IV V
40-й день
I - печень II - почки III - мозг IV - белая мышца V - красная мышца
*
I
Рис. 1. Динамика изменения содержания суммарных фосфолипидов (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия и ацетатом свинца. Здесь и далее:* - достоверность различий относительно контроля.
150 100 50 0 -50 -100 -150
%
[Г
I
III
IV
V
□ 5-й день
□ 15-й день
□ 30-й день
□ 40-й день
Рис. 2. Динамика изменения содержания общего холестерина (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия: I - печень, III - мозг, IV - белая мышца, V - красная мышца.
*
*
*
*
*
В белых и красных мышцах содержание фосфолипидов на 5 день интоксикации от нормы не отличается, а уровень холестерина при этом имеет стойкую тенденцию к понижению на 51 и 56% (ионы кадмия) и на 62 и 26% (ионы свинца), соответственно (рис. 1-3).
Наблюдаемая стабильность в содержании фосфолипидов в скелетной мускулатуре соответствует данным о развитии токсического стресса, вызванного ионами кадмия и свинца, сопровождающегося на начальных этапах интоксикации усилением процессов ПОЛ с последующей мобилизацией системы антиоксидантной защиты.
По нашим данным, на 15 день экспозиции рыб в водной среде с хлоридом кадмия наблюдаются разнонаправленные изменения в содержании суммарных фосфолипидов в мозге, печени, белой и красной мышцах, а концентрация холестерина при этом понижалась, соответственно, в печени, мозге, белых и красных мышцах на 46; 76; 66 и 82% по отношению к контролю (рис. 1, 2).
200 %
150 100 50 0 -50
Е
-100 J I II III IV V
тя
□ 5-й день
□ 15-й день
□ 30-й день
□ 40-й день
*
Рис. 3. Динамика изменения содержания общего холестерина (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии ацетатом свинца: I - печень, II - почки, III - мозг, IV - белая мышца, V - красная мышца.
При изучении динамики содержания фосфолипидов и холестерина под влиянием ионов свинца наблюдается несколько иная тенденция: концентрация фосфолипидов не отличается от контроля в почках, мозге и скелетных мышцах с одновременным снижением количества холестерина в мозге и белых мышцах (на 19 и 74% соответственно) (Р < 0,001) и повышением в почках на 25% по сравнению с контролем (рис. 1, 3).
Наблюдаемое нами повышение содержания фосфолипидов на фоне некоторой стабильности холестерина в печени на 15 день интоксикации рыб в водной среде с ионами свинца связано, вероятно, с процессами компенсаторного характера. Увеличение содержания фосфолипидов в теле рыб в ответ на свинцовое загрязнение среды может быть результатом формирования мембран за счет усиления включения фосфолипидов [27].
Показано, что повышение концентрации фосфолипидов на фоне общего подъема синтеза ли-пидов, а также количественные изменения в составе жирных кислот в икре сига (под влиянием снижения рН воды до 5,5 и введения соли никеля в концентрациях 0,005 и 0,01мг/л) имеют адаптивное значение и направлены на стабилизацию клеточных мембран [20]. При обработке рыб свинцом наблюдается аккумуляция триглицеридов в области портальной вены печени, проксимальных и дис-тальных извитых канальцев почек [26]. Авторы считают, что возможный механизм воздействия токсикантов на липидный обмен состоит в повреждении мембранных структур, а повышение их уровня связывают с нарушением процесса окисления жирных кислот, что отвлекает доступный пул от их катаболизма по пути Р-окисления.
Продление сроков пребывания сеголеток карпа в среде с тяжелыми металлами до 30 и 40 дней не нарушает общей тенденции, т.е. содержание суммарных фосфолипидов в почках и мозге падает ниже контрольных величин, концентрация холестерина также продолжает прогрессивно снижаться в тканях до низких величин. Исключение составляет печень, в которой количество холестерина под влиянием хлорида кацмия пацает на 36 и 32%, а под влиянием ацетат свинца повышается на 142 и 34%, соответственно на 30 и 40 сутки на фоне некоторой стабилизации содержания суммарных фосфолипидов под влиянием обоих металлов (рис. 1-3).
Аналогичная динамика содержания холестерина отмечена в исследованиях на сеголетках русского осетра при нефтяном загрязнении [15].
В ряду органов, активно аккумулирующих тяжелые металлы, в том числе свинец и кадмий, печень и почки находятся на одном из первых мест [10].
Изменение соотношения фосфолипиды/холестерин может существенно отразиться на физико-химических и функциональных свойствах клеточных мембран, так как известно, что увеличение содержания в мембране холестерина влияет на физические свойства фосфолипидного слоя, обеспечивая динамическое состояние и фазовые переходы из гелеобразного в жидкокристаллическое состояние [24].
Такие нарушения в динамике холестерина в тканях могут серьезно повлиять на энергетический статус, синтез стероидных гормонов надпочечников и половых гормонов, приводящих, в конечном счете, к нарушению созревания половых продуктов, нереста и выживания рыб [25].
2. Состояние интенсивности ПОЛ и АОС тканей сеголеток карпа при хроническом воздействии ионами кадмия и свинца. Хроническое загрязнение среды обитания сеголеток карпа ионами тяжелых металлов в течение 5 суток провоцирует активацию процессов ПОЛ: наибольший рост МДА наблюдается в белой мышце на 56% под влиянием ионов обоих металлов, а в красных мышцах его содержание на 25% ниже контроля (рис. 4, 5).
При продлении интоксикации рыб в водной среде с тяжелыми металлами в течение 15 суток интенсивность процессов ПОЛ в тканях изменяется по-разному в зависимости от токсиканта: под влиянием повышается концентрация МДА в мозге (в 3,5 раза), красных мышцах (в 2,4 раза), снижается соответственно в почках и печени на 38 и 24%; под влиянием РЬ2+ содержание МДА возрастает в мозге (в 2,2 раза), почках и красных мышцах на 25 и 68% соответственно, а в печени понижается на 53%.
300 250 200 150 100 50 -0
-50-100
%
* *
№
т»
I
сг
□ 5-й день
□ 15-й день
□ 30-й день
□ 40-й день
* *
Т TT ТТТ TV V
Рис. 4. Динамика изменения содержания малонового диальдегида (в % по отношению к контролю)
в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия: I - печень, I II - мозг, IV - белая мышца, V - красная мышца.
*
*
*
%
150 -100 -50 - * 0 -50
*
-100
H
II
ti
III
т>
IV V
пTT
п 5-й день D15-день п30-й день п40-й день
ь.
*
I
Рис. 5. Динамика изменения содержания малонового диальдегида (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии ацетатом свинца: I - печень, II - почки, III - мозг, IV - белая мышца, V - красная мышца.
Дальнейшее пролонгирование экспозиции рыб в среде с обоими металлами до 30 и 40 дней сопровождается прогрессивным усилением процессов ПОЛ во всех тканях за исключением мышц.
Большинство исследователей, занимающихся изучением процессов ПОЛ под влиянием ксенобиотиков (нефти, пестицидов, тяжелых металлов), а также теплового загрязнения водоемов сточными водами заводов, сходятся на том, что основной реакцией гидробионтов на них является усиление процессов свободнорадикального окисления липидов [1, 5, 15, 22, 23, 26]. Наши данные подтверждают в целом эти наблюдения, однако, следует отметить, что не все ткани в соответствии с их морфо-функциональными особенностями одинаково реагируют на интоксикацию тяжелыми металлами.
В нормальных условиях существования организмов сохраняется стационарное состояние между интенсивностью процессов ПОЛ и антиоксидантной защитой клеток, которая представлена такими ферментами, как СОД, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза, глутатионтрансфераза и каталаза, а также широким набором низкомолекулярных антиоксидантов (глутатион, аскорбиновая кислота, токоферолы, тиоловые аминокислоты, каратиноиды, мочевина и др.). В связи с этим нами изучены суммарная ОАА, активность каталазы и СОД в различных органах при хроническом загрязнении водной среды сеголеток карпа хлоридом кадмия и ацетатом свинца.
На рис. 6-8 представлены материалы об активности системы антиоксидантной защиты и ферментов АОС - каталазы и супероксиддисмутазы рыб в условиях хронического загрязнения водной среды ионами кадмия и свинца.
Результаты проведенных исследований показали, что пребывание карпов в воде, загрязненной токсикантами, отражалось не только на интенсивности перекисных процессов, но и на состоянии антиоксидантных систем защиты. Характер изменений изученных показателей зависел от вида загрязнителя и времени экспозиции рыб с токсикантом.
На начальных этапах интоксикации (5 и 15 сутки) сеголеток карпа тяжелыми металлами интенсификация процессов ПОЛ в тканях сопровождается не только увеличением содержания фосфолипидов и холестерина, но и усилением каталазной активности в тканях: ее активность под влиянием Cd2+ повышается во всех тканях, причем наибольшая активность каталазы зафиксирована нами в белых мышцах на 5 сутки экспозиции. Под влиянием Pb2+ рост ее активности отмечен в почках в 2,5 раза и печени на 30% (P<0,001), тогда как в мозге и красных мышцах она находилась в пределах нормы (рис. 6).
ОАА тканей на 5 сутки воздействия ионами металлов имеет разную динамику. Под влиянием Cd2+ общая антиоксидантная активность возрастает в печени в 2,5 раза и снижается в мозге. Под влиянием же Pb2+ наблюдается значительный рост ее активации в почках (на 40%) и снижение в мозге и красных мышцах (рис. 8).
%
200 -
150 -
100 -50 0
-50 -
]iVyi iVk ^
t
III
Лп
-100
IV
IV
V
T TT TTT - " V T TT
Хлорид кадмия Ацетат свинца
^ 5-й день О 15-й день ^ 30-й день ^ 40-й день T— печень TT - почки TTT - мозг TV - белая мышца V - красная мышца
г
■ш
Рис. 6. Динамика изменения каталазной активности (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия и ацетатом свинца.
%
700 600 500 400 300 200 100 0
-100 -200
» % * 1 * г1 Г * * Г
г \т •» „Sil u £ ¿Г1"1-
II
III IV Хлорид кадмия
I—I 5-й день С
i V I II
Ацетат свинца
15-й день I—I 30-й день
III
IV V
|—140-й день
I - печень II - почки III - мозг IV - белая мышца V - красная мышца
Рис. 7. Динамика изменения супероксиддисмутазной активности (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия и ацетатом свинца.
*
По данным [23] активация ОАА в селезенке карпов наблюдалась на 4 и 7 сутки на 10 и 8%, однако на 21 и 30 сутки зафиксировано ее снижение на 8 и 12%, соответственно, по отношению к контролю.
Нами получены результаты, свидетельствующие об активации СОД во всех органах после 5-дневной экспозиции рыб в водной среде с С^+, причем наибольший рост ее активности отмечается в почках (на ~ 80%) и белых мышцах - в 2,5 раза. Под влиянием РЬ2+ активность СОД увеличивается в печени и мозге (в 3 и 4 раза соответственно), а в других органах изменения незначительны (рис. 7).
Возможно, накопление ионов и РЬ2+ на начальных этапах в печени, почках и мозге сопровождается интенсификацией общего метаболизма, включая ПОЛ, что стимулирует образование супероксид-анион-радикала (О2-) с выходом пероксида водорода в среду, которое может стать причиной повышения каталазной активности.
Экология животных wy^ Юг России: экология, развитие. № 1, 2009
Ecology of animals__The South of Russia: ecology, development. № 1, 2009
По нашим данным, активность СОД в мозге и скелетных мышцах карпа при длительной экспозиции в водной среде с в течение 15 дней подвергается значительному росту в мозге (до 6 раз) и в скелетных мышцах в 2-3 раза (30 и 40 дней) (рис. 7).
Можно предположить, что обнаруженная нами динамика активности СОД в скелетных мышцах исследуемых рыб в условиях загрязнения водной среды ионами имеет адаптивное значение, так как известно, что ухудшение условий обитания сначала вызывает некоторое снижение защитных систем, а затем, при усугублении ситуации, их активизацию [21].
15 день пребывания сеголеток карпа в токсической среде с ионами тяжелых металлов характеризуется индуцированием окислительного стресса в тканях через дезорганизацию антиокси-дантной системы. В печени под влиянием каталазная и супероксиддисмутазная активности падают (на 51 и 65% соответственно) с одновременным ростом ОАА в 3,8 раза выше нормы (Р<0,001) (рис. 6-8). Рост ОАА происходит, вероятно, за счет активации других ферментов антиок-сидантной защиты и низкомолекулярных антиоксидантов.
Можно предположить, что понижение активности каталазы приводит к увеличению в клетке ОН*- радикала, и как следствие, падению активности СОД, одного из ферментов АОС, являющегося начальным звеном нейтрализации свободных радикалов.
Под влиянием РЬ2+ на 15 сутки наблюдается активация антиокислительной системы печени рыб: общая антиоксидантная, супероксиддисмутазная и каталазная активности соответственно на 23; 79 и 26% выше нормы (Р<0,001), что можно объяснить наличием резервных возможностей АОС печени, как органа, обладающего повышенным гомеостатическими механизмами детоксика-ции, а также мощно развитым гладким эндоплазматическим ретикулумом и высокой активностью цитохрома Р 450. Имеются сведения о более высоком уровне антиоксидантной активности липи-дов печени карпа, как эврибионтной рыбы [22].
При пребывании сеголеток карпа в течение 15 суток в токсической среде с ионами кадмия и свинца наблюдается повышение в почках каталазной (на 9 и 63%) и суммарной антиоксидантной активности (в 2,3 и 1,4 раза) на фоне снижения активности супероксиддисмутазы на 84 и 61%, соответственно, по отношению к контролю (рис. 6-8).
Продление сроков пребывания карпов в водной среде с ионами тяжелых металлов до 30 и 40 дней приводит к тому, что под влиянием обоих токсикантов наблюдается усиление процессов ПОЛ с одновременным понижением каталазной активности во всех тканях (до 2,1 раза в мышцах), за исключением почек. Под влиянием РЬ2+ каталазная активность в них на 30-й день повышается на 45% (Р<0,001). Ионы увеличивают ОАА в мозге на 68% (30 дней), понижают - на 36% (40 дней), а ее активность в белых и красных мышцах при этом снижается (на 50 и 54%) на 30 день и (на 60 и 94%) на 40 день, соответственно; при воздействии свинцом ОАА в мозге и почках увеличивается на 59 и 29% (30 дней), а в белых и красных мышцах она снижается на 46 и 64 % (40 дней) соответственно (рис. 4-6, 8).
При обработке свинцом мешкожаберного сома (Не1егорпеш1е8 6э88Ш8) в течение 30 дней (2,5; 5,0 и 10,0 ррт нитрата свинца) также наблюдалось усиление процессов тканевой пероксидации ли-пидов и снижение активности СОД и каталазы [26].
%
300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150
*
I
tpm
ii III IV
Хлорид кадмия
□
«U
V
t-
1
I
» II
л
Ы
ПТИЦ
III
»
IV V
Ацетат свинца
I I 5-й день I I 15-й день I 130-й день I I 40-й день
I - печень II - почки III - мозг IV - белая мышца V - красная мышца
Рис. 8. Динамика изменения общей антиоксидантной активности (в % по отношению к контролю) в тканях сеголеток карпа при хроническом воздействии хлоридом кадмия и ацетатом свинца.
Таким образом, в мозгу сильнее выражено соответствие между изменением содержания МДА и активности каталазы и СОД, что связано, вероятно, с высокой ненасыщенностью жирных кислот липидов мозга рыб [5].
При интоксикации сеголеток карпа обоими металлами в течение 40 дней наблюдается падение супероксиддисмутазной активности в печени и почках и рост ее активности в белых мышцах. В красных мышцах наблюдается активация СОД (в 3,5 раза выше нормы) под влиянием ионов и незначительное ингибирование ее активности при воздействии ионами РЬ2+ (рис. 7).
Изучение молекулярных механизмов активности СОД показывает, что в присутствии избыточных количеств перекиси водорода образуется радикал ОН*, который ингибирует фермент путем фрагментации его молекулы [3]. Таким образом, для поддержания достаточно высокого уровня активности СОД необходимо наличие низкомолекулярных антиоксидантов, способных гасить радикал ОН*. Видимо, в созданных нами экспериментальных условиях жизни сеголеток карпа возникает дефицит низкомолекулярных антиоксидантов, что вызывает понижение активности СОД в печени, почках и красных мышцах при свинцовом, а также в печени и почках при кадмиевом воздействии. Обнаруженные нами различия в динамике СОД в скелетных мышцах в условиях свинцового загрязнения, вероятно, связаны с разной интенсивностью процессов пероксидации в них липидов, с одной стороны, и с неодинаковой метаболической активностью белых и красных мышц - с другой. Фазные изменения активности СОД как металлофермента в скелетной мускулатуре могут иметь разные причины, которые в первую очередь, связаны с оксидативным стрессом, вызванным ионами и РЬ2+ и интенсификацией процессов ПОЛ.
Сходная динамика обнаружена в исследовании активности СОД в сердечной мышце морских свинок при хроническом воздействии высокодисперсного порошка меди [4].
Возможно, что рост активности СОД в белых мышцах при интоксикации рыб ионами тяжелых металлов происходит за счет факторов, понижающих количество перекисных радикалов, способных атаковать молекулу фермента и ингибировать ее активность.
Выводы:
1. На начальных этапах (5, 15 сутки) хронического воздействия на сеголеток карпа солями тяжелых металлов наблюдаются разнонаправленные изменения в содержании фосфолипидов и холестерина в тканях. Обнаруженные изменения сопровождаются также активацией процессов перекис-ного окисления липидов и адекватным усилением каталазной активности тканей, что можно рас-
*
к-
V-
*
*
*
сматривать как компенсаторную или адаптивную реакцию организма, характеризующую развитие адаптационной фазы стресса.
2. Пролонгирование интоксикации рыб в среде с хлоридом кадмия и ацетатом свинца в течение 30 и 40 суток приводит к дальнейшей активации процессов ПОЛ и угнетению активности ката-лазы в тканях, связанных с истощением тканевых резервов антиоксидантов.
3. Динамика изменений показателей липидного обмена и прооксидантно-антиоксидантной системы в условиях хронического свинцового и кадмиевого воздействия имеет в целом схожую картину, однако при действии ионов Pb2+ выявлены фазные и разнонаправленные сдвиги в динамике супероксиддисмутазы скелетных мышц, а под влиянием Cd2+ активность данного фермента снижается на начальных этапах (5, 15 сутки), при более длительной интоксикации до 30 и 40 дней она возрастает в мозге и скелетных мышцах.
Библиографический список
1. Ангелов А., Ангелов Г., Атанасова Р. Изменение активности супероксиддисмутазы и каталазы у карпа при экспериментальной обработке дихлоридом марганца // Селскостоп. наука, 1996. - Т.34. - №6. - С. 47-50. 2. Андреева Л.И., Кожемякин А.А., Кишкун А.А. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой // Лаб. дело, 1988. - №11. - С. 41-43. 3. Болдырев А.А. Роль активных форм кислорода в жизнедеятельности нейрона // Усп. физиол. наук, 2003. - Т. 34. - № 33. - С. 21-34. 4. Богословская О.А., Ольховская И.П., Глущенко Н.Н. Изменение активности супероксиддисмутазы, микросомального пере-кисного окисления липидов и микроэлементарного состава органов и тканей при введении меди // Биохимия. Известия РАН. Серия Биол., 2000. - №2. - С.164-169. 5. Богдан В.В., Кирилюк С.Д., Нефедова З.А. Влияние тяжелых металлов на липидный состав мышц сига и осетра // Тез. докл. VIII научн. конфер. по экологической биохимии рыб. - Петрозаводск, 1992. - С. 33-35. 6. Волошина Г.В. Экологическая оценка состояния поверхностных вод реки Понура // Эколог. вестн. Сев. Кавк., 2006. - Т.2. - №1. - С.118-122. 7. Грубинко В.В., Леус Ю.В. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита у рыб (Обзор) // Гидробиология, 2001. - Т.37.
- №1. - С. 64-78. 8. ДемчукМ.Л., Левченко Л.И., Промыслов М.Ш. Процессы перекисного окисления липидов при черепно-мозговой травме // Нейрохимия, 1990. - Т.9. - №1. - С. 108-110. 9. Дубинина Е.Е. Активность и свойства супероксиддисмутазы эритроцитов и плазмы крови человека в онтогенезе // Укр. биох. журн., 1988. -Т.66. - С. 20-24. 10. Евтушенко Н.Ю., Данилко О.В. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища // Гидробиол. журн. Водная токсикология, 1996. - Т.32. - №4. - С. 58-66. 11. Исуев А.Р., Чернышов В.И. О роли свободнорадикальных реакций в процессах эмбрионального развития вьюна // Вопр. ихтиологии, 1978. - Т.18. - Вып.1. - С. 540-552. 12. Королюк М.А., Иванова Л.К., Майорова И.Г., Токарева В.А. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело, 1988. - №.4. - С.44-47. 13. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. - М.: Медицина, 1983. -272 с. 14. Лакин В. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 300 с. 15. Магомедгаджиева Д.Н. Токсическое воздействие среды на некоторые показатели липидного обмена и системы антиоксидантной защиты рыб // Ав-тореф. дис. ... канд. биол. наук. - Махачкала, 2002. - 116 с. 16. Методы биохимических исследований / Учебное пособие под ред. проф. М. И. Прохоровой. - Л., 1982. - 272 с. 17. Минина Л.И. Определение массовой концентрации меди, свинца, кадмия в поверхностных водах суши инверсионным вольтамперметрическим методом / Методические указания к практикуму «Анализ объектов окружающей среды» / Под ред. Е. М. Цыганкова. - Ростов на/Д., 2003. - 26 с. 18. Моисеенко Т.И. Изменение стратегии жизненного цикла рыб под воздействием хронического загрязнения вод // Экология, 2002. - №1. - C. 50-60. 19. Пурмаль А.П. Антропогенная токсикация планеты // Сорос. образ. журн. Химия, 1998. - №9. - С.39-51. 20. Регеранд Т.И., Федорова Н.В., Лизенко Е.И., Михайлова Н.В. Влияние ионов никеля на липиды и жирные кислоты икры сига в нейтральной среде и при ее закислении // Онтогенез, 1996. - Вып.27. - №3. - С. 208-213. 21. Руднева И.И., Жерко Н.В. Действие полихлорированных бифенилов на антиоксидантную систему и перекисное окисление липидов в гонадах черноморской султанки Mullus barbatus ponticus // Биология моря, 1999. - Т.25. - №3. - С. 239-242. 22. Силкина Н.И., Микряков В.Р. Влияние токсических факторов на перекисные процессы липидов рыб // Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов: Мат-лы Междунар. конфер. Петрозаводск, 6-9 сент. 2004. -Петрозаводск, 2004. - С.128-230. 23. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию / Учебник. - 4-е изд. М.: Изд-во ИКЦ «АКАДЕМКНИГА», 2004. - 493 с. 24.Юровицкий Ю.Г., Сидоров В.С. Эколого-биохимический мониторинг и эколого-биохимическое тестирование в районах экологического неблагополучия // Изв. РАН, 1993.
- №1. - С. 74-82. 25. Chaurasia Shyam Sunder, Kar Anand. An oxidative mechanism for the inhibition of iodothyron-ine 5- monodeiodinase activity by lead nitrate in the fish Heteropneustes fossilis // Water Air. and Soil Pollut., 1999. -111. - № 1-4. - Р. 417-423. 26. Gautam R.K., Parihar Ritesh. Lead and mercury alters lipid contents in liver and kidney
of Heteropneustes fossilis // Uttar. Pradesh. J. Zool., 1996. - 16. - №1. - P. 28-30. 27. Pande R.K., Narain F.S., Pande S.K. Studies on the lipid contents in gonads durings the annuel reproduction cycle of Mustus vittatus under the stress of agrochenucal NPK-fertilizer // Acta hidrochim. and hidrobiol., 1989. - 17. - № 13. - P. 345-348.
УДК 576.895.77
Изучены видовой состав, особенности биологии и популяционной экологии H. bovis и H. lineatum в степной зоне Ставропольского края. Установлен характер пространственного распределения личинок. Выявлены факторы, определяющие процессы регуляции численности в популяциях возбудителей гиподерматоза.
Are studied specific structure, features of biology and population ecology H. bovis and H. lineatum in a steppe zone of Stavropol Territory. Character of spatial distribution of larvae is established. The factors defining processes of regulation of number in populations of activators hipodermatoz are defined.
Ключевые слова: видовой состав, гиподерматоз, подкожные оводы, онтогенез.
Подкожные оводы (сем. Hypodermatidae) - широко распространенные двукрылые насекомые, онтогенез преимагинальных фаз которых проходит в организме крупного рогатого скота и некоторых видов диких животных (косуль, маралов, оленей, лосей, ланей и др.). Подкожные оводы вызывают заболевание, которое называется гиподерматозом.
Поскольку гиподерматоз имеет широкое распространение и им поражаются миллионы животных, существует необходимость регулярной оценки эпизоотической ситуации по гиподерматозу с учетом дифференциации видовой принадлежности возбудителей и определения экстенсивности и интенсивности гиподерматозной инвазии.
Проведенными нами исследованиями в Ставропольском крае выявлено два вида оводов: Hy-poderma bovis De Geer - обыкновенный подкожный овод (строка) и Hypoderma lineatum DeVillers -южный подкожный овод (пищеводник). Оба имеют повсеместное распространение. Их присутствие в окружающей среде демонстрируется соотношением: Hypoderma bovis (De Gee - 63,7%, Hypoderma lineatum (DeVillers) - 36,3%.
Экологические факторы оказывают регулирующее воздействие на активность насекомых, характер поведенческих реакций, интенсивность обменных процессов, морфогенез и развитие, отражаются на важнейших характеристиках популяции: плодовитости, возрастном цензе, миграционных процессах и др. Совокупность биотических, абиотических и антропогенных факторов в значительной степени определяет возможность существования вида в биогеоценозе в широких пределах: от процветания до вымирания.
Воздействие каждого из факторов может быть прямым, опосредованным или сигнальным и определяется его уровнем. Например, при воздействии температурного фактора определяются параметры, в пределах которых возможно существование вида. Большое значение имеют нижний и верхний порог развития насекомых, за пределами которого наступает их гибель. Определяется оптимальный уровень, при котором создаются условия сохранения жизнеспособности популяции.
Из факторов окружающей среды в качестве определяющего мы рассматривали температуру. Весьма важно отметить, что суточная активность возбудителей гиподерматоза зависит не только от температуры, но и от влажности воздуха, освещенности, скорости ветра. Установлено, что в солнечные дни лет оводов регистрируется при температуре 7-9°С, в пасмурные - 13-15°С. Весной лет оводов начинается с 9-11, летом - с 6-8 часов утра. В летний период максимальную активность насеко-
ВИДОВОЙ СОСТАВ, БИОЛОГИЯ, ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ H. BOVIS И H. LINEATUM В СТЕПНОЙ ЗОНЕ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
© 2009. Лысенко И.О.
Ставропольский государственный аграрный университет
