CC BY
55
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ♦ Физиология ♦
УДК 576.311.348.4; 546.817
Влияние органических поллютантов на развитие оксидативного стресса в мозге и печени половозрелых рыб разных видов
Е.В. Сухаренко1^, кандидат технических наук (helenasuhar@gmail.com)
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Керченский государственный морской технологический университет» (Керчь).
2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии — МВА имени К.И. Скрябина» (ФГБОУ ВО МГАВМиБ — МВА им. К.И. Скрябина) (Москва).
Исследовали влияние органических ксенобиотиков (ПАГ, ХБ, НП) на интенсивность оксидативного стресса половозрелых рыб разных видов в модельных и природных условиях. Установлено достоверное (р<0,05) повышение уровня конечных продуктов ПОЛ и рост активности ферментов антиоксидантной защиты в ответ на хроническое загрязнение среды обитания. Определены различия показателей оксидативного стресса в печени и головном мозге донных и пелагических видов рыб. Выявлены характерные признаки развития астроглиоза в мозге всех экспериментальных групп рыб. Несмотря на различия в интенсивности нарушений, которые отражают индивидуальные химические особенности рассматриваемых поллютантов, все они имеют общее свойство — генерировать оксидативный стресс. Полученные результаты свидетельствуют о более высокой, по сравнению с печенью, чувствительности нервной ткани гидробионтов к действию токсичных органических ксенобиотиков.
Ключевые слова: органические поллютанты, оксидативный стресс, головной мозг, нейротоксичность Сокращения: ГФКБ — глиальный фибриллярный кислый белок, МДА — малоновый диальдегид, МЗ — мазут, НП—нефтепродукты, ПАГ—полициклические ароматические гидрокарбоны, ПОЛ—перекисное окисление липидов, СОД — супероксиддисмутаза, ЭДТА — эти-лендиаминтетраацетат, РСК — реактивные соединения кислорода, ХБ — хлорбензол, ЦНС — центральная нервная система
Введение
Характерная черта развития современных технологий — неуклонное расширение спектра токсичных соединений, приводящее к значительной трансформации экосистем. Интенсивность воздействия на биоэнергетические показатели, антиоксидантную, пищеварительную и нервную систему водных организмов во многом зависит не только от количества, но и от различных сочетаний достаточно распространенных в мире загрязнителей — органических ксенобиотиков [1]. Среди таких поллютантов наиболее значимыми являются ХБ, широко применяемый как промышленный органический растворитель [2], ПАГ, углеводороды, асфальтены — основные компоненты загрязнения Мирового океана [3]. Продукты нефтепереработки используются во многих отраслях производства, поэтому дальнейшее развитие технологий сопровождается неуклонным ростом их содержания в морских и речных водах. Большинство органических ксенобиотиков способны интенсивно накапливаться в среде обитания гидробионтов, так как их утилизация ограничивается отсутствием специфических ферментов, способных катализировать реакции трансформации этих соединений в природных условиях [4]. Снижение относительного количества природных органических соединений на фоне достаточно высокого уровня содержания синтетической техногенной органики еще более усугубляет опасность загрязнения.
Наиболее вероятно, что механизмы токсических эффектов органических поллютантов связаны с нарушением окислительно-восстановительного баланса и увеличением уровня оксидативных повреждений клеток. В норме основная часть молекулярного кислорода под действием ферментов, катализирующих прямые реакции между окисляемыми субстратами и О2, восстанавливается до воды. Однако наряду с центральным процессом, реакции с участием кислорода могут приводить к образованию соединений, которые представляют собой как радикальные, так и нерадикальные частицы и объединяются в группу под общим названием РСК [5]. Как правило, продукция РСК компенсируется системой антиоксидантной защиты тканей, то есть существует динамический баланс между активностью про- и ан-тиоксидантных процессов. Именно нарушение проок-сидант-антиоксидантного баланса и, как следствие, развитие оксидативного стресса, служит одной из основных причин повышенной генерации РСК и появления различных патологий — от молекулярных оксидативных и генотипических повреждений до снижения жизнеспособности организма и апоптоза [6]. Феномен оксидативного стресса и непосредственно оксидативные повреждения основных биомолекул и антиоксидантной защиты во многих работах выделяются как один из наиболее важных аспектов исследований животных, обитающих в неблагоприятных условиях.
Необходимо отметить, что основным объектом в токсикологии ксенобиотиков на протяжении последних десятилетий служили наземные животные [7, 8]. Значительно меньше внимания уделялось гидробионтам как индикатору степени техногенной нагрузки на водные экосистемы [9]. Работы, посвященные изучению функций тканеспецифических биомаркеров гидробионтов, практически отсутствуют. При проведении таких исследований особого внимания заслуживают придонные животные, в частности донные рыбы, поскольку концентрация загрязнителей в придонных отложениях менее подвержена ко-
Рис. 1 Сравнительное содержание конечных продуктов ПОЛ в мозге и печени солнечного окуня в экспериментальной модели хронического загрязнения органическими ксенобиотиками; К — контрольные группы рыб; * р<0,05 — достоверность разницы в сравнении с контролем
лебаниям по сравнению с верхними слоями водоемов [10]. Изучение особенностей биотрансформации рыб различных видов, обитающих в водных системах, загрязненных продуктами нефтепереработки, позволит получить наиболее реальную оценку нарушений в биотопах.
Цель исследования
Провести сравнительный анализ и определить закономерности формирования клеточных эффектов органических ксенобиотиков в нервной ткани и печени половозрелых рыб и обосновать валидность оксидативного стресса для оценки степени биологической опасности промышленных загрязнителей.
Материалы и методы
В экспериментальных моделях использовали рыб трех видов, обитающих как в природной экосистеме с повышенной техногенной нагрузкой, так и в воссозданных водоемах, искусственно загрязненных ксенобиотиками. Для исследования отбирали половозрелые (3.. .4 года) экземпляры рыб: бычка-песочника (Neogobíus Дпу1аьШз)1 солнечного окуня (Lepomísgíbbosus) и карася (Сarasíus). Общее число привлеченных к комплексному анализу рыб составило 320 особей. В природных условиях загрязнения поверхностных и придонных вод НП исследовали 4 группы бычка-песочника, обитающих в Керченской бухте. Каждая группа рыб данного вида состояла из 35 экземпляров. Пробы отбирали ежегодно в мае-июле на протяжении 2008-2011 гг. В качестве контроля была выбрана условно чистая акватория реки Ворскла в районе существующего ихтиологического заповедника, контрольные группы состояли из 10 особей каждая.
Влияние загрязнения ПАГ исследовали на двух видах рыб — солнечном окуне и карасе, для этого использовали смесь поллютантов — фенантрена и антрацена в соотношении 1:1. При проведении эксперимента моделировали условия, при которых содержание ксенобиотиков в среде обитания рыб соответствовало их количествам, длительно пребывающим в зонах разлива нефти и НП в водах прибрежных акваторий. Концентрация поллютантов поддерживалась на уровне 0,2 мг/л (0,1+0,1 мг/л). При изучении влияния ХБ в качестве тест-объекта использовали солнечного окуня и карася. ХБ в среду обитания рыб вносили в составе мицелл хлоробензол-диметил-
сульфоксид-полиэтиленгликоль из расчета 0,1 мг хлорбензола/л. В ходе исследования влияния загрязнения МЗ в модельном эксперименте использовали солнечного окуня и бычка-песочника. Содержание МЗ в среде обитания рыб поддерживали на уровне 50 мг/л. Экспериментальные и контрольные группы особей (по 10 экземпляров в каждой группе), содержали в аквариумах объемом 180 л. Необходимую концентрацию поллютантов поддерживали путем подмены 1/4 части воды растворами соответствующих соединений 2 раза в неделю. Контрольные группы рыб содержали в подготовленной водопроводной воде с контролируемым минеральным составом.
Биологический материал получали декапитацией по методике, применяемой для работы с мелкими животными. После декапитации головной мозг рыб гомогенизировали (при температуре 4 оС) в 10-ти кратном объеме 50 мМ трис-буфера рН 7,8, содержащем 2 мМ ЭДТА. ПОЛ в гомогенатах мозга рыб измеряли с использованием тест-наборов («LPO-586», «Oxis, Int. Inc.», USA) по методу, который основан на выявлении МДА, образующегося при деградации липидов активными формами кислорода. Содержание МДА и 4-гидроксиалкенов в мозге рыб определяли по количеству образующихся с тиобарбитуровой кислотой или №метил-2-фенилиндолом тиобарбитуро-реактивных веществ (ТБК-активных продуктов) [11]. Уровень антиоксидантной защиты оценивали по активности СОД по методу, предложенному С. Чевари [12].
Полученные данные обрабатывали с использованием методов математической статистики для малых выборок [13]. Относительное содержание ТБК-активных продуктов и активность СОД выражали в виде средней величины M±m, достоверность различий между группами оценивали с помощью t-критерия Стьюдента (р<0,05) после проверки гипотез о нормальности распределения и различии между генеральными дисперсиями. Метаболические нарушения в клетках нервной ткани определяли путем выявления реактивного глиоза в астроцитах. Им-муногистохимический анализ проводили на фиксированных срезах мозга рыб с использованием антител (anti-GFAP sc-9065, Santa Cruz) против ГФКБ в соответствии с протоколом производителя. Для иммуноферментого анализа использовали моноклональные антитела Ан-ти-ГФКБ (anti-GFAP ab4648, ABCAM), анализатор (ELISA, Elx-800, «BioTek Instruments», Winooski, VT).
Рис. 2. Сравнительное содержание конечных продуктов ПОЛ в мозге и печени карася в экспериментальной модели хронического загрязнения органическими ксенобиотиками; К — контрольные группы рыб; * р<0,05 — достоверность разницы в сравнении с контролем
Результаты и обсуждение
В модели хронического загрязнения среды обитания органическими ксенобиотиками выявлено характерное возрастание содержания продуктов ПОЛ как в головном мозге, так и в печени солнечного окуня, что свидетельствует об однотипной реакции тканей на повышенные концентрации органических поллютантов. Сравнительный анализ эффектов ксенобиотиков показал, что наибольший рост ТБК-активных продуктов вызывают ПАГ, а интенсивность оксидативного стресса в тканях солнечного окуня при загрязнении среды обитания органическими ксенобиотиками уменьшается в ряду: ПАГ > ХБ > МЗ (рис. 1).
Анализ активности одного из ключевых ферментов антиоксидантной защиты — СОД показал, что, по сравнению с контрольными группами рыб, достоверный рост активности СОД в клетках головного мозга солнечного окуня в условиях загрязнения ПАГ, ХБ и МЗ составляет в среднем 72 % (р<0,05), 58 % (р<0,05) и 60 % (р<0,01), соответственно. Сходную динамику показателей анти-оксидантной защиты (достоверность разницы р<0,05) наблюдали и в клетках печени — в среднем 51 %, 36 и 33 % в присутствии повышенных концентраций ПАГ, ХБ и МЗ, соответственно (табл. 1).
Следует заметить, что, несмотря на существенное увеличение активности СОД в клетках печени, возрастание значений этого показателя в головном мозге рыб экспериментальной группы по сравнению с контролем наиболее ярко отражает происходящие нарушения метаболизма.
При сравнении интенсивности оксидативного стресса в тканях карася в присутствии повышенных концентраций ХБ и ПАГ выявлены сходные закономерности, что и в тканях солнечного окуня. Однако образование конечных продуктов ПОЛ в головном мозге экспе-
1. Показатели активности СОД, у.е./мг общего белка, в головном мозге и печени солнечного окуня в модельных условиях техногенного загрязнения среды обитания
Активность СОД в мозге Активность СОД в печени
Поллютанты контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб
ПАГ 2,18±0,117 3,77±0,535* 3,08±0,220 4,65±0,492*
ХБ 2,21±0,125 3,51±0,463* 3,02±0,222 4,12±0,434*
МЗ 2,20±0,123 3,54±0,214** 3,10±0,225 4,15±0,402*
Примечание. Достоверность разницы в сравнении с контролем: * р<0,05.
риментальной группы карася в присутствие ХБ было более интенсивным, чем в присутствии ПАГ (рис. 2).
В ходе сравнительного анализа видовых отличий эффектов органических ксенобиотиков установлено, что рост ТБК-активных продуктов под влиянием органических поллютантов в тканях карася, по сравнению с аналогичными показателями солнечного окуня, ниже на 9...22 % — в головном мозге и на 3...19 % — в печени (р<0,05). При этом следует обратить особое внимание, на то, что интенсивность реакции клеток печени у различных видов рыб варьируется в более широком диапазоне, по сравнению с интенсивностью генерации ок-сидативного стресса в клетках головного мозга.
Следует также обратить внимание на наличие видовых особенностей модуляции активности ферментов антиоксидантной защиты в условиях действия органических ксенбиотоков. Так, рост активности СОД в клетках головного мозга солнечного окуня в условиях хронического загрязнения поллютантами варьировался в более широких пределах, в сравнении с возрастанием активности этого фермента в клетках головного мозга экспериментальной группы карася (табл. 2).
По сравнению с клетками головного мозга достоверный рост активности СОД в клетках печени рыб экспериментальных групп при воздействии ПАГ составил в среднем 23 % (солнечный окунь, р<0,01) и 33 % (карась, р<0,05). В условиях воздействия повышенных концентраций ХБ активность СОД в печени экспериментальных групп солнечного окуня и карася была значительно выше, по сравнению с аналогичными показателями головного мозга, в среднем на 17 % (р<0,05) для солнечного окуня и на 38 % (р<0,05) для карася. Результаты сравнительного анализа активности ферментов антиоксидантной защиты в головном мозге и печени рыб разных видов, обитавших в модельных условиях при повышенных концентрациях органических загрязнителей, свидетельствуют о более высоком уровне антиоксидантной защиты клеток печени по сравнению с клетками головного мозга. Представленные результаты исследований позволяют утверждать, что у разных биологических видов при моделировании хронического загрязнения органическими ксенобиотиками присутствуют характерные признаки оксидативного стресса, а выявленная динамика роста активности ферментов антиоксидантной защиты головного мозга и печени
2. Показатели активности СОД, у.е./мг общего белка, в головном мозге и печени карася в модельных условиях техногенного загрязнения среды обитания
Активность СОД в мозге Активность СОД в печени
Поллютанты контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб
ПАГ 1,87±0,12 2,87±0,269** 2,75±0,12 3,96±0,295**
ХБ 1,88±0,12 2,65±0,256* 2,71±0,150 3,52±0,248*
Примечание. Достоверность разницы в сравнении с контролем: * р<0,05; ** р<0,05.
5
К МЗ НП к МЗ нп
Мозг Печень
Рис. 3. Сравнительное содержание конечных продуктов ПОЛ в головном мозге и печени бычка-песочника в условиях загрязнения среды НП в природных условиях; К - контрольные группы рыб; достоверность разницы в сравнении с контролем: * р<0,05; ** р<0,01
рыб свидетельствует о значительных нарушениях центральных метаболических путей в клетках мозга и печени гидробионтов под воздействием пороговых и предпорого-вых концентраций поллютантов.
При выборе акватории для изучения действия НП на популяции рыб в природных условиях принималось во внимание, что Керченский пролив является не только оживленной транспортной артерией, но и важным рыбопромысловым районом. Уровень загрязнения вод этой акватории значительно увеличился после кораблекрушения 6 судов, в том числе и нефтеналивного танкера, в ноябре 2007 г. После катастрофы среднее содержание нефтеуглеводородов увеличилось в 2,6 раза, а смол и асфальтенов — почти в 20 раз [14]. Анализ фракционного состава НП донных отложений бухты Керченская в период 2008-2010 гг. свидетельствуют о постоянном обновлении загрязнений данной акватории горюче-смазочными материалами [15]. Для исследования был выбран наиболее массовый и распространенный в данной акватории донный вид рыб — бычок-песочник.
Результаты изучения интенсивности оксидативного стресса показали, что содержание ТБК-активных продуктов было достоверно повышенным в печени и головном мозге бычка-песочника, обитающего в природных условиях под действием техногенного загрязнения. Количество конечных продуктов ПОЛ в печени и головном мозге рыб, по сравнению с контрольной группой, было выше в среднем на 71 % (р<0,05) и 60 % (р<0,01), соответственно. В головном мозге и печени бычка-песочника, обитающего в модельных условиях загрязнения мазутом, выявлено менее значительное увеличение содержания ТБК-активных продуктов, превышающие аналогичные показатели оксидативного стресса контрольной группы в среднем на 45 % (р<0,05) и 40 % (р<0,05), соответственно. Следует отметить, что количество конечных продуктов ПОЛ в мозге рыб, обитающих как в природных условиях техногенного загрязнения, так и в условиях моделирования загрязнения среды МЗ, было выше по сравнению с печенью этих же групп рыб, в среднем на 40 % (р<0,05) и 44 % (р<0,05), соответственно (рис. 3).
Следует обратить внимание, что в клетках печени рыб, обитающих в условиях суммарного действия повышенных концентраций НП, выявлена достаточно высокая активность СОД. Однако максимальный рост активности СОД, по сравнению с контролем, зафиксирован в головном мозге рыб, попавших под антропогенный прессинг повышенных концентраций НП в природных условиях. Этот показатель в среднем на 90 % (р<0,05) превышал аналогичные значения контрольной группы бычка-песочника. Достоверный рост (р<0,05) активности СОД в головном мозге бычка-песочника, обитающего в модельных условиях хронического загрязнения МЗ, был на 21 % ниже (табл. 3).
Сравнительный анализ показателей оксидативного стресса и активности ферментов антиоксидантной за-
щиты указывает на значительные нарушения метаболизма под воздействием органических поллютантов. Представленные данные дают основания заключить, что наиболее существенные изменения у рыб различных биологических видов при действии органических загрязнителей, как в модельных, так и в природных условиях, наблюдаются в клетках нервной ткани, где показатели оксидативного стресса и активности анти-оксидантной ферментной системы организма обладают наиболее высокой чувствительностью.
В норме клетки нервной ткани рыб имеют надежную, развитую в ходе длительной эволюции антиоксидант-ную систему, важнейшим элементом которой является фермент СОД, катализирующий распад О2- [16]. Такой защиты достаточно как для детоксикации РСК в месте генерации, так и для предотвращения диффузии этих соединений в среде макромолекул клеточных структур. Под действием чужеродных химических соединений скорость образования РСК может значительно повышаться, изменяя направление метаболических потоков. Нарушения антиоксидантных механизмов сопровождаются характерными нарушениями, провоцируя оксидативный стресс. Схематически взаимосвязь между генерацией реактивных соединений кислорода, оксидативными повреждениями биомолекул и развитием оксидативного стресса можно представить следующими образом (рис. 4).
Химические токсичные загрязнители выступают одним из главных источников генерации РСК в биосистемах. На ранних этапах восстановления кислорода наиболее вероятно образование таких РСК, как супероксид-анион (О2^-), гидроксид-анион (ОН-), гидроксипероксид радикал (НО2-), пероксирадикалы (КО2-), алкоксилра-дикалы (КО-). В дальнейшем вероятно появление дру-
3. Показатели активности СОД, у.е./мг общего белка, в головном мозге и печени бычка-песочника в условиях загрязнения среды обитания НП
Активность СОД в мозге Активность СОД в печени
обитания контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб контрольная группа рыб экспериментальная группа рыб
Моделирование загрязнения МЗ 1,48±0,131 2,31±0,223* 2,03±0,147 2,83±0,243*
Загрязнение акватории НП 1,54±0,144 2,92±0,286* 2,15±0,150 3,51±0,397*
Примечание. Достоверность разницы в сравнении с контролем: * р<0,05.
на РУШЕНИЕ БАЛАНСА МЕЖДУ генерацией
оксидлтивиыи
СТРЕСС
Рис. 4. Механизм действия органических поллютантов в условиях загрязнения среды обитания гидробионтов
гих высокоактивных соединений — пероксида водорода (Н2О2), гипохлорной кислоты (НОС1), синглетной формы кислорода (Юг), пероксинитрила (МОО-). Однако среди всех РСК ведущая роль принадлежит супероксид-аниону, гидроксид-аниону и пероксиду водорода [17]. Тонко регулируемая продукция свободных радикалов и поддержание «редокс гомеостаза» являются важными для физиологического равновесия любой живой системы. Несмотря на то, что в условиях техногенной нагрузки у рыб, принадлежащих к разным видам, показана значительная базисная емкость для детоксификации продукции эндогенных РСК, дисбаланс между содержанием РСК и уровнем антиоксидантной защиты в условиях воздействия органических загрязнителей может с высокой долей вероятности указывать на стойкий оксидативный стресс.
Не зависимо от источника происхождения, количество генерируемой РСК продукции во многом определяется уровнем аэробной и метаболической активности клеток. Так, нейроны характеризуются повышенной интенсивностью окислительного метаболизма, высоким индексом потребления кислорода и относительно слабой системой антиоксидантной защиты [18]. Они особенно чувствительны к действию повреждений вследствие значительного содержания полиненасыщенных жирных кислот, наличия переходных металлов, высокого уровня энергетического обмена и утилизации кислорода. Специфика взаимодействия нейрональных и глиальных клеточных элементов обусловливает особенности метаболизма нервной ткани. Глиоциты, экспрессирующие широкий спектр нейротропных факторов и цитокинов, защищают нейроны от токсического воздействия свободных радикалов, так как обладают более активными анти-оксидантными системами, поэтому именно они рассматриваются в качестве главных протекторов нейронов от окислительных повреждений [19, 20].
Наличие метаболических нарушений в клетках нервной ткани при действии органических ксенобиотиков подтверждает характерный реактивный ответ глиаль-
ных клеток ЦНС — глиоз [18]. Уровень экспрессии ГФКБ в астроцитах — одной из форм глиоцитов — служит признанным критерием развития астроглиоза на действие широкого круга повреждающих факторов. Результаты иммунохимического анализа содержания ГФКБ в мозге экспериментальных и контрольных групп солнечного окуня и карася представлены на рисунке 5.
Исследование тканей мозга рыб in situ с применением иммуногистохимического анализа, основанного на специфическом связывании глиальных клеток и антител, конъюгированных с пероксидазой хрена, позволило установить точную локализацию клеток ней-роглии, в которых метаболическая активность была повышенной в ходе реактивного ответа на действие по-лютанта. Выявленные обширные по площади и интенсивности зоны пролиферации астроцитов в образцах ткани мозга солнечного окуня, обитающего в условиях повышенных концентраций ПАГ, указывают на взаимосвязь между индукцией окислительного стресса и нарушениями клеточных функций у рыб. Наиболее характерные результаты иммуногистохимичес-кого окрашивания фиксированных срезов мозга особей солнечного окуня представлены на рисунке 6.
Таким образом, на основании результатов исследований можно утверждать, что изучение антиоксидантных биомаркеров следует рассматривать как одну из составляющих комплексной характеристики состояния организмов и популяций гидробионтов, а определение содержания конечных продуктов ПОЛ может быть использовано в качестве чувствительного и достоверного биомаркера состояния рыб в условиях загрязнения водной среды органическими ксенобиотиками на различных стадиях интоксикации.
Понимание механизмов действия токсикантов приобретает особую актуальность в контексте современного глобального загрязнения водных ресурсов планеты, а изучение прооксидантных процессов, протекающих в организме гидробионтов, является одним из компонентов этого процесса. Именно характеристики про- и ан-тиоксидантных процессов водных организмов могут служить одними из перспективных показателей состояния
К ПАГ К ХБ Солнечный окунь
ПАГ К Карась
Рис. 5. Содержание ГФКБ в головном мозге экспериментальных групп рыб при воздействии ПАГ и ХБ по сравнению с контрольными группами рыб (К); Достоверность разницы в сравнении с контролем: * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001
ПАГ
Рис. б. Результаты иммуногистохимического исследования клеточных структур мозга солнечного окуня при хроническом воздействии ПАГ (видна обширная по площади и интенсивности зона окрашивания ГФКБ) по сравнению с препаратами мозга контрольных особей (К). Микроскоп Leika DM-2000, об. 20, ок. 10
гидробионтов и водных биоценозов. При проведении таких исследований принципиально важны перечисленные далее составляющие комплексного анализа:
V идентификация загрязнителей с прооксидантной активностью;
V разработка способов детекции прооксидантной активности ксенобиотиков и использование их в эко-токсикологических тестах при мониторинге состояния популяций водных организмов;
V оценка влияния загрязнения на состояние и жизнеспособность водных организмов в индустриальных районах, а также зонах экологических катастроф;
V оценка степени вреда, который может быть причинен здоровью человека, при употреблении в пищу продуктов из гидробионтов, выловленных в загрязненных акваториях.
Выводы
Полученные результаты свидетельствуют о более высокой чувствительности нервной ткани к действию токсичных органических ксенобиотиков по сравнению с печенью гидробионтов. Активность антиоксидантных ферментов и уровень конечных продуктов ПОЛ — одного из показателей интенсивности оксидативного стресса — в тканях половозрелых рыб различных видов указывают на то, что в условиях загрязнения среды обитания органическими поллютантами, прооксидантные процессы, характерные для состояния окислительного стресса, резко стимулированы. ^смотря на относительную видовую специфичность, эти показатели демонстрируют высокую эффективность для биоиндикации и биомониторинга функционального состояния организмов при загрязнении органическими ксенобиотиками водных биоресурсов.
Библиография
1. Bourgeault, A. Monitoring PAH contamination in water: comparison of biological and physico-chemical tools / A. Bourgeault, C. Gourlay-France // Sci Total Environ. — 2013. — Vol. 1. — P. 328-336.
2. Wang, C. Chemical identification and acute biotoxicity assessment of gaseous chlorobenzene photodegradation products / C. Wang, J.Y. Xi, H.Y. Hu // Chemosphere. — 2008. Vol. 73. — No. 8. — P. 1167-1171.
3. Valavanidis, A. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants / A. Valavanidis, T. Vlahogianni, M. Dassenakis, M. Scoullos // Eco-toxicology and Environmental Safety. — 2006. — Vol. 6. — P. 178-189.
4. Ануфриева, B.B. Опасность нефтяного загрязнения среды для растений и животных / В.В. Ануфриева, Т.Н. Афанасьева, С.Ю. Волкова // Экология и проблемы защиты окружающей среды. — Красноярск, 2002. — С. 3-5.
5. Dringen, R. Peroxide Detoxication by Brain Cells / R. Dringen, P.G. Pawlowski, J. Hirrlinger // Journal of Neurosci. Res. — 2005. — Vol. 79. — No. 3. — P. 157-165.
6. Galar-Martinez, M. Oxidative stress and genotoxicity induced by ketorolac on the common carp Cyprinus carpio / M. Galar-Martinez, S. Garcia-Medina, L.M. Gomez-Olivan // Environ. Toxicol. — 2015. — Vol. 2. — Р. 23-28.
7. Koz, S.T. Gingko biloba extract inhibits oxidative stress and ameliorates impaired glial fibrillary acidic protein expression, but can not improve spatial learning in offspring from hyperhomo-cysteinemic rat dams / S.T. Koz, G. Baydas, S.vKoz, N. Demir, V.S. Nedzvetsky // Phytother Res. — 2012. — Vol. 26. — No. 7. — P. 949-955.
8. Gilani, S.R. Central nervous system (CNS) toxicity caused by metal poisoning: Brain as a target organ / S.R. Gilani, S.R. Zaidi, M. Batool, A.A. Bhatti, A.I. Durrani, Z. Mahmood // Pharm. Sci. — 2015. — Vol. 28. — No. 4. — P. 1417-1423.
9. Hagstrom, D. Freshwater Planarians as an Alternative Animal Model for Neurotoxicology / D. Hagstrom, O. Cochet-Escartin, S. Zhang, C. Khuu, E.S. Collins // Toxicol. Sci. — 2015. — Vol. 3. — P. 129-133.
10. Valavanidis, A. Scoullos. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants / A. Valavanidis, T. Vlahogianni, M. Dassenakis, M. Scoul-los // Ecotoxicology and Environmental Safety. — 2006. — Vol. 64. — No. 2. — Р. 178-189.
11. Ohkawa, H. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction / H. Ohkawa, N. Ohishi, K. Yagi // Anal. Biochem. — 1979. — Vol. 95. — No. 2. — Р. 351-358.
12. Чевари, С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах / С. Чевари, И. Чаба, Й. Секей. // Лаб. дело. — 1985. — № 11. — C. 678-681.
13. Кокунин, В.А. Статистическая обработка данных при малом числе опытов / В.А. Коку-нин // Укр. биохим. журн. — 1975. — Т. 47. — № 6. — С. 776-791.
14. Жугайло, С.С. Наслщки надзвичайно! еколопчно! ситуацм 11 листопада 2007 для Керченсь-ко! протоки / С.С. Жугайло, А.И.Степанова, О.А. Петренко, Л.К. Себах // Еколопчы проб-леми Чорного моря. Матерiали 1Мжнародно! науково-практично! конференций — Одеса: 1НОВАЦ, 2008. — С. 113-116.
15. Петренко, О.А. Нефтяное загрязнение Керченской бухты в современных условиях. В кн. «Основные результаты комплексных исследований в Азово-Черноморском бассейне и Мировом океане» / О.А. Петренко, Т.М. Авдеева, О.Б. Загайная // Труды Юг-НИРО. — 2011. — Т. 49. — С.130-136.
16. Victor, V.M. Oxidative stress, endothelial dysfunction and atherosclerosis / V.M. Victor, M. Rocha, E. Sola, C Banuls, K. Garcia-Malpartida, A. Hernandez-Mijares // Curr Pharm Des. — 2009. — Vol. 26. — No. 15. — Р. 2988-3002.
17. Halliwell, B. Cell culture, oxidative stress and antioxidants: avoiding pitfalls / B. Halliwell, J. Biomed // Toxicology. — 2015. — Vol. 37. — No. 3. — P. 99-105.
18. Nedzvetskii, V.S. Effects of Melatonin on Memory and Learning Deficits Induced by Exposure to Thinner / V.S. Nedzvetskii, S.V. Kirichenko, G. Baydas, O.P. Nerush // Neurophysiology. Neirofiziologiya. — 2012. — Vol. 44. — No. 1. — P. 42-48.
19. Fiskum, G. Postischemic oxidative stress promotes mitochondrial metabolic failure in neurons and astrocytes / G. Fiskum, C.A. Danilov, Z. Mehrabian, L.L. Bambrick, T. Kristian, M.C. McKenna, I. Hopkins, E.M. Richards, R.E. Rosenthal // Ann N.Y. Acad. Sci. — 2008. — Vol. 1147. — P. 129-138.
20. Hemalatha, D. Sublethal toxicity of quinalphos on oxidative stress and antioxidant responses in a freshwater fish Cyprinus carpio / D. Hemalatha, A. Amala, B. Rangasamy, B Nataraj, M. Ramesh // Environ. Toxicol. — 2015. — Vol. 2. — Р. 85-93.
SUMMARY H.V. Sukharenko1, 2
1 Kerch State Maritime Technological University (Kerch).
2 Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology — MVA named after K.I. Scryabin (FGBOU VO MGAVMIB — MVA named after K.I. Scryabin) (Moscow).
Organic Pollutants Effect on Oxidative Stress Development in the Brain and the Liver of Pubescent Fish Different Species. Organic xenobiotics (polycyclic aromatic hydrocarbons, chlorobenzol, mazut) effect was study on the intensity of oxidative stress in pubescent fish different species into models and natural area. The reliable (p<0,05) rising of the level of final POL products and the increasing of antioxidant defense enzymes as the reaction to chronic pollution of the environment are observed. There were shown the differences between oxidative stress data into the brain and the liver of both ground and pelagian fishes. There was determinated specific characteristics of astrogliosis in the brain of fishe's groups treated with all used organic xenobiotics. Despite of differences in activity disorders that reflect individual chemistry characteristics of considered pollutants there was shown that all these pollutants have common characteristic the ability to generate oxidative stress. Obtained results are evidence of more high sensitivity for neural tissue compared with the liver of hydro-bionts to the effect toxic organic xenobotics. Key words: brain, liver, orgavis pollutants, oxidative stress, neurotixicity.
