Влияние цинка на прирост массы, биохимические показатели и содержаниеметаллов в органах при воздействии кадмия хлорида Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

удк 619:615.9:581.192.6 doi: 10.30914/2411-9687-2020-6-1-59-65

Влияние цинка на прирост массы, биохимические показатели и содержание

металлов в органах при воздействии кадмия хлорида

С. Н. Тимофеева, И. Р. Кадиков, Р. Р. Хайбуллин

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, г. Казань, Россия

Кадмий - это высокотоксичный элемент, который оказывает непоправимый ущерб сельскому хозяйству и человечеству в целом. Антагонистическими свойствами по отношению к кадмию обладает такой эссенциальный элемент, как цинк, поэтому целью исследования явилось изучение влияния цинка на прирост массы тела, биохимические показатели крови, а также содержание этих элементов во внутренних органах при одновременном поступлении кадмия. Для этого 45 лабораторных крыс линии Wistar были разделены на 5 групп - по 9 крыс в каждой. Первая группа получала хлорид кадмия с кормом в дозе 0,6 мг на голову, вторая, третья и четвертая группы получали кадмия хлорид в такой же дозировке, как в первой, но с добавлением в корм хлорида цинка в дозах 2 мг/гол, 5 мг/гол, 8 мг/гол соответственно в течение 30 дней. В ходе эксперимента было установлено, что добавление цинка в корм в дозе 2 мг на голову при воздействии кадмия ухудшает прирост массы тела, увеличивает отклонения по АЛТ, но уменьшает отклонения по АСТ и по содержанию цинка и кадмия во внутренних органах. Применение цинка в дозе 5 мг на голову оказывает наилучший положительный эффект на прирост массы тела, а также на биохимические показатели крови, способствует уменьшению отклонения по содержанию кадмия и цинка в печени и селезенке, но увеличивает отклонения по содержанию этих элементов в почках. Добавление цинка в дозе 8 мг на голову ухудшает прирост массы тела, увеличивает отклонение по АЛТ, но при этом улучшает показатели АСТ, ЩФ, уменьшает отклонения содержания цинка, а также показывает наилучший эффект по уменьшению кадмия во внутренних органах.

Ключевые слова: кадмий, цинк, антагонизм, крыса, прирост, биохимический показатель.

The effect of zinc on weight gain, biochemical parameters

and the content of metals in organs of rats exposed to cadmium chloride s. N. Timofeeva, I. R. Kadikov, R. R. Khaybullin

Federal Сenter for Toxicological, Radiation and Biological Safety, Kazan, Russia

Cadmium is a highly toxic element that causes irreparable damage to agriculture and humanity in general. Such an essential element as zinc possesses antagonistic properties with respect to cadmium, therefore the aim of the study was to study the effect of zinc on weight gain, biochemical blood parameters, as well as the content of these elements in internal organs with the simultaneous intake of cadmium. For this, 45 Wistar lab rats were divided into 5 groups of 9 rats each. The first group received cadmium chloride with a feed at a dose of 0.6 mg per head, the second, third and fourth groups received cadmium chloride in the same dosage as in the first, but with the addition of zinc chloride to the feed at doses of 2 mg / head, 5 mg / head, 8 mg / head, respectively, for 30 days. During the experiment, it was found that the addition of zinc to the feed at a dose of 2 mg per head when exposed to cadmium decreases body weight gain, increases deviations in ALT, but reduces deviations in AST and content of zinc and cadmium in the internal organs. The use of zinc at a dose of 5 mg per head has the best effect on body weight gain, as well as on blood biochemical values, helps to reduce deviations in the content of cadmium and zinc in liver and spleen, but increases the deviations in the content of these elements in kidneys. Zinc added at a dose of 8 mg per head worsens body weight gain, increases the deviation in ALT, but at the same time improves AST, alkaline phosphatase, reduces the deviation of the zinc content, and also shows the best effect on reducing cadmium in the internal organs.

Keywords: cadmium, zinc, antagonism, rat, gain, biochemical value.

Введение сельском хозяйстве, медицине и технике часто

В настоящее время в связи с широким приме- поднимается вопрос об их влиянии на здоровье нением тяжелых металлов в промышленности, человека, животных и окружающую среду. Одним

из наиболее распространенных представителей данной группы является кадмий.

Кадмий - это высокотоксичный поллютант, отравление которым происходит в результате потребления загрязненных пищевых продуктов и питьевой воды, вдыхания твердых частиц из окружающего воздуха, воздействия табачного дыма или попадания загрязненной почвы и пыли. Его обнаруживают на всех уровнях экосистемы [2; 8]. Он оказывает воздействие на самые разные системы и органы. Ярким примером этого служит повреждение репродуктивной системы, которое проявляется нарушением функции гематотестикулярного барьера, замедлением роста, бесплодием и различными эмбриотокси-ческими эффектами. В крови и тканях он стимулирует образование активных форм кислорода (АФК), вызывая оксидативные повреждения в эритроцитах и в различных тканях. Данный металл депонируется в органах и тканях и тем самым вызывает цитолиз клеточных структур, запускает некротические и дистрофические процессы. Установленные и подозреваемые эффекты кадмия наряду с его широким и всевозрастающим использованием, накоплением в окружающей среде заставляют предположить, что этот металл представляет наивысшую угрозу как эко-поллютант [5; 7; 8; 9]. Помимо этого, он наносит непоправимый экономический ущерб в сельском хозяйстве. Попадая в организм животных, он нарушает обмен веществ и тем самым снижает продуктивность и качество животноводческой продукции [1; 3; 10].

Известно, что метаболизм и токсичность кадмия могут быть изменены многими факторами, включая вещества, которые необходимы для жизнедеятельности организма. Имеющаяся литература по данной теме свидетельствует о том, что негативное воздействие кадмия можно предотвратить или, по крайней мере, уменьшить за счет увеличения поставок цинка, так как он проявляет себя как антагонист по отношению к данному элементу [9].

Цинк - это один из самых распространенных металлов и незаменимых микроэлементов в биологических системах; антиоксидант, который снижает уровень АФК. Ионы цинка являются каталитическими компонентами многих ферментов и играют структурную роль в большом количестве белков и факторов транскрипции, контролирующих клеточную пролифера-

цию, дифференцирование и апоптоз [9]. Цинк также играет важную роль в индукции биосинтеза металлотионеина в печени и почках [6].

Есть данные, что добавление цинка перед введением кадмия предотвращает некоторые из эффектов, которые наблюдаются при одиночном введении кадмия. Так, цинк ингибирует протеазы апоптоза каспазы-3, стабилизирует структуру белка р53 и белки репарации ДНК,а также предотвращает грубые тератогенные влияния кадмия, путем восстановления нормального развития [4].

Цель исследований

Изучение влияния цинка в разных дозах на прирост, биохимические показатели крови, а также содержание этих элементов во внутренних органах при воздействии кадмия.

Материалы и методы

Эксперимент был проведен на 45 лабораторных крысах линии Wistar в течение 30-ти дней. На протяжении всего опыта животные содержались в стандартных для них условиях с постоянным доступом к питьевой воде и сбалансированному гранулированному корму.

Животные были распределены методом случайной выборки на пять групп по 9 крыс в каждой. Первая группа получала хлорид кадмия с кормом в дозе 0,6 мг на голову, вторая, третья и четвертая группы получали кадмия хлорид в такой же дозировке, как и в первой, но с добавлением хлорида цинка в корм в дозах 2 мг/гол, 5 мг/гол, 8 мг/гол соответственно в течение 30 дней. Пятая группа была контрольной и получала корм без добавления кадмия и цинка.

В ходе эксперимента отслеживались масса тела лабораторных животных, биохимические показатели сыворотки крови, а также накопление кадмия и цинка во внутренних органах. Для этого до начала опыта, на 15 и 30 сутки исследования крыс взвешивали на электронных весах, проводили забор крови методом декапи-тации, гепатэктомию и нефроэктомию. Эвтаназия и оперативные вмешательства осуществлялись в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей».

Биохимический анализ крови, включавший такие показатели, как аланинаминотрансфераза

(АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), щелочнаяфосфотаза (ЩФ), креатинин, общий белок, альбумин, глобулин, был проведен на биохимическом анализаторе «Chem - 7». Содержание цинка и кадмия в органах определяли атомно-абсорбционным методом на «AAC Perken Elmer A Analyst 200».

Результаты исследования, обсуждения

Видимых изменений в поведении животных первой, третьей и пятой групп не наблюдалось, однако во второй и четвертой группах, которые получали хлорид кадмия (0,6 мг) и хлорид цинка с кормом в дозах 2 и 8 мг соответственно, снизилась поедаемость корма уже после первой недели опыта. Из таблицы 1 видно, что у третьей группы, получавшей 0,6 мг кадмия хлорида и 5 мг хлорида цинка, был самый высокий прирост массы тела, тогда как у четвертой - самый низкий.

Таблица 1 / Table 1

Изменения массы тела крыс, подвергшихся воздействию кадмия, кадмия и цинка / Changes in body weight of rats exposed to cadmium, cadmium and zinc

Группы / Groups Вес тела, г / Body weight, g Прирост массы / Weight gain

начальная масса тела / initial body weight масса тела на конец опыта / final body weight

1 (CdCl2 0,6 мг/гол) 126,65±0,10 211,33±0,12 84,77

2 (CdCl2 0,6 мг/гол + ZnCl2 2 мг/гол) 143,34±0,29 211,30±0,30 67,96

3 (CdCl2 0,6 мг/гол + ZnCl2 5 мг/гол) 116,32±0,49 225,78±0,24 109,46

4 (CdCl2 0,6 мг/гол + ZnCl2 8 мг/гол) 137,69±0,19 177,66±0,13 39,97

5 (Контроль) 96,71±0,50 187,20±0,34 90,49

140

тАЛТ ПАСТ йЩФ □ Общий белок Альбумин "Глобулин ■ Креатинин

я Я О

H о

s я

я

о

120 100 80 60 40 20 0 -20 -40

-60 -

Рис. 1. Изменения биохимических показателей в процентах относительно фоновых показателей / Fig. 1. Changes in biochemical values as a percentage relative to background indicators

Фон

1

tf

На рисунке 1 продемонстрирована динамика биохимических показателей в процентах относительно фоновых, если фоновые показатели условно взяты за 0 %. Из данного графика можно заметить, что на конец опыта процент отклонения по ферменту АЛТ относительно фонового показателя наиболее низкий в первой группе, во второй груп-

пе он наиболее высокий, а в третьей, четвертой и пятой (контрольной) группах он практически одинаковый. Процент отклонения по ферменту АСТ во второй и третьей группах, получавших кадмий (0,6 мг) и цинк в дозах 2 мг и 5 мг соответственно, ближе всего к фоновым показателям, тогда как в первой группе, получавшей

кадмий одиночно, отклонение значительно больше, что может свидетельствовать о тяжелых процессах в печени. Процент отклонения по ЩФ более низкий в третьей, четвертой, пятой группах и высокий в первой и второй группах. Повышенный уровень ЩФ может быть признаком заболевания гепатобилиарной системы и другие. Показатели общего белка, альбумина, глобулина имеют незначительные изменения и находятся в пределах нормы. В третьей, четвертой и пятой группах процентное отклонение уровня креати-нина не имеет больших колебаний от значений фоновых показателей, тогда как в первой и вто-

По таблице 3 видно, что содержание цинка относительно показателей контрольной группы в печени выше на 4,79 мг (1 группа), 1,16 мг (2 группа), 3,13 мг (3 группа), ниже на 3,31 мг (4 группа);

рой группах колебания более значимые, что может говорить о почечной недостаточности.

В таблице 2 представлены результаты содержания кадмия в печени, почках и селезенке лабораторных крыс до и после завершения опыта. Применение хлорида цинка в дозах 2, 5 и 8 мг уменьшает содержание кадмия на 30 сутки в печени на 0,56 мг, 0,21 мг и 1,05 мг по сравнениюс группой, получавшей только хлорид кадмия. В почках также уменьшает на 0,25 мг (2 группа) и на 0,95 мг (4 группа), но увеличивает на 0,12 мг (3 группа), в селезенке увеличивает на 0,06 (4 группа), уменьшает на 0,08 (3 группа) и 0,01 мг (2 группа).

Таблица 2 / Table 2

в почках выше на 3,16 мг (1 группа), 2,20 мг (2 группа), 5,58 мг (3 группа), 3,76 мг (4 группа); в селезенке выше на 7,61 мг (1 группа), 6,73 мг (2 группа), 6,36 мг (3 группа), 0,11 мг (4 группа).

Содержание кадмия в печени, почках и селезенке / Cadmium content in the liver, kidneys and spleen

Группы / Groups Органы / Organs Название металла / Metal name

Cd, мг/кг

фон / background 30 сутки / 30 days

1 CdCl2 (0,6 мг/гол) Печень 0,07±0,01 1,76±0,11

Почки 0,09±0,02 2,31±0,23

Селезенка 0,04±0,00 0,18±0,04

2 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (2 мг/гол) Печень 0,07±0,01 1,20±0,25

Почки 0,09±0,02 2,06±0,34

Селезенка 0,04±0,00 0,19±0,05

3 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (5 мг/гол) Печень 0,07±0,01 1,55±0,20

Почки 0,09±0,02 2,43±0,43

Селезенка 0,04±0,00 0,26±0,06

4 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (8 мг/гол) Печень 0,07±0,01 0,71±0,03

Почки 0,09±0,02 1,36±0,12

Селезенка 0,04±0,00 0,12±0,01

5 (Контроль) Печень 0,07±0,01 0,04±0,00

Почки 0,09±0,02 0,10±0,02

Селезенка 0,04±0,00 0,21±0,03

Таблица 3 / Table 3

Содержание цинка в печени, почках и селезенке / Zinc content in the liver, kidneys and spleen

Группы / Groups Органы / Organs Название металла / Metal name

Zn, мг/кг

фон / background 30 сутки / 30 days

1 CdCl2 (0,6 мг/гол) Печень 17,03±0,13 22,72±0,49

Почки 18,56±0,45 16,75±0,25

Селезенка 15,61±0,32 16,42±0,51

2 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (2 мг/гол) Печень 17,03±0,13 19,09±0,67

Почки 18,56±0,45 15,79±0,34

Селезенка 15,61±0,32 15,54±0,38

3 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (5 мг/гол) Печень 17,03±0,13 21,08±0,70

Почки 18,56±0,45 19,17±0,21

Селезенка 15,61±0,32 15,17±0,54

4 CdCl2 (0,6 мг/гол) + ZnCl2 (8 мг/гол) Печень 17,03±0,13 14,62±0,42

Почки 18,56±0,45 17,35±0,35

Селезенка 15,61±0,32 8,920±0,51

5 (Контроль) Печень 17,03±0,13 17,93±0,44

Почки 18,56±0,45 13,59±0,20

Селезенка 15,61±0,32 8,81±0,39

Заключение

Установлено, что добавление цинка в корм в дозе 2 мг на голову при воздействии кадмия ухудшает прирост массы тела, увеличивает отклонения по АЛТ, но уменьшает отклонения по АСТ и по содержанию цинка и кадмия во внутренних органах. Применение цинка в дозе 5 мг на голову оказывает наилучший положительный эффект на прирост массы тела, а также на биохимические показатели крови, способствует уменьшению отклонения по содержанию кадмия и цинка в печени и селезенке, но увеличивает отклонения по содержанию этих элементов в почках. Добавление цинка в дозе 8 мг на голову ухудшает прирост массы тела, увеличивает отклонение по АЛТ, но при этом улучшает показатели АСТ, ЩФ, уменьшает отклонения содержания цинка, а также показывает наилучший эффект по уменьшению кадмия во внутренних органах.

Таким образом, цинк способен корректировать прирост массы тела, уровни биохимических показателей, а также содержание металла во внутренних органах, вызванные воздействием кадмия, но требуются дополнительные исследования для подбора оптимальной дозы цинка для дальнейшего его применения с возможной терапевтической целью.

Литература

1. Ежкова А.М., Яппаров А.Х., Ежков В.О., Файзрахманов Р.Н., Сафиуллина Г.Я., Ежков Д.В., Газизов М.Г. Содержание тяжелых металлов в говядине при различной степени техногенной нагрузки // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 20. С. 179-182. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27348709 (дата обращения: 06.05.2019).

2. Кадиков И.Р. Морфо-функциональная характеристика крови животных при сочетанном отравлении диоксином и кадмием в малых дозах // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2015. Т. 222. № 2. С. 115-118. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23766647 (дата обращения: 06.05.2019).

3. Стекольников А.А., Карпенко Л.Ю., Бахта А.А., Енукашвили А.И. Опыт применения хелатных соединений при профилактике отравлений тяжелыми металлами у крупного рогатого скота // Российский журнал Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2015. № 1(13). С. 88-91. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=24252102 (дата обращения: 06.05.2019).

4. Ashraf El-Sayed, Salem M. Salem, Amany A. El-Garhy, Zeinab A. Rahman, Asmaa M. Kandi, Protective effect of zinc against cadmium toxicity on pregnant rats and their fetuses at morphological, physiological and molecular level // Academic Journals. 2013. V. 12 (16). P. 2110-2119.URL: https://academicjournals.org/journal/AJB/article-full-text-pdf/298706024063 (дата обращения: 06.05.2019).

5. HedyaJemaia, ImedMessaoudib, AbdelhamidChaouchc, AbdelhamidKerkeni, Protective effect of zinc supplementation on blood antioxidant defensesystem in rats exposed to cadmium // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2007. V. 21. Pp. 269-273. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0946672X07000946?via%3Dihub (дата обращения: 06.05.2019).

6. InesAzzouz, HamdiTrabelsi, AmelHanini, SoumayaFerchichi, OlfaTebourbi, Mohsen Sakly, HafedhAbdelmelek, Interaction between nanoparticles generated by zinc chloride treatment and oxidative responses in rat liver // International Journal of Nanomedi-cine. 2014. V. 9. Pp. 223-229.

7. Mai O Kadry, Rehab Abdel Megeed, Probiotics as a Complementary Therapy in the Model of Cadmium Chloride Toxicity: Crosstalk of P-Catenin, BDNF, and StAR Signaling Pathways // Biological Trace Element Research. 2018. V. 185. Pp. 404-413. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29427035 (дата обращения: 06.05.2019).

8. Mehravar Rafati Rahimzadeh, Sohrab Kazemi, AH-akbarMoghadamnia, Cadmium toxicity and treatment: An update // Caspian J Intern Med. 2017. V. 8 (3). Pp. 135-145.URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (дата обращения: 06.05.2019).

9. Paula Kostecka-Sochon, Barbara M. Onopiuk , Ewa Dqbrowska, Protective Effect of Increased Zinc Supply against Oxidative Damage of Sublingual Gland in Chronic Exposure to Cadmium: Experimental Study on Rats// Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2018. V. 10. Pp. 1-8.URL: https://www.hindawi.com/journals/omcl/2018/3732842/ (дата обращения: 06.05.2019).

10. Ravichandran S. Possible Natural ways to eliminate Toxic Heavy Metals // International Journal of ChemTech Research. 2011. V. 3. No. 4. Pp. 1886-1890. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/912a/263f4ddfa975f6bfce7bc5c93153f37546c3.pdf (дата обращения: 06.05.2019).

References

1. Yezhkova A. M., Yaparov A. H., Eskow O. V., Faizrakhmanov R.N., Safiullina G. I., Eskov D. V., Gazizov M.G. Soderzhanie tyazhelyh metallov v govyadine pri razlichnoj stepeni tekhnogennoj nagruzki [The Content of heavy metals in beef at various degrees of technogenic load]. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta = Bulletin of the technological University, 2016, vol. 19, no. 20, pp. 179-182. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=27348709 (accessed 06.05.2019). (In Russ.)

2. Kadikov I. R. Morfo-funkcional'naya harakteristika krovi zhivotnyh pri sochetannom otravlenii dioksinom i kadmiem v malyh dozah [Morpho-functional characteristics of animal blood in combined poisoning with dioxin and cadmium in small doses]. Uchenye zapiski Kazanskoj gosudarstvennoj akademii veterinarnoj medicinyim. N.E. Baumana = Scientific notes of the Kazan state Academy of veterinary medicine. N. E. Bauman, 2015, vol. 222, no. 2, pp. 115-118. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=23766647 (accessed 06.05.2019). (In Russ.)

3. Stekolnikov A. A., Karpenko L. Yu., Bakhta A. A., Enukashvili A. I. Opyt primeneniya helatnyh soedinenij pri profilaktike otravlenij tyazhelymi metallami u krupnogo rogatogo skota [Experience in the use of chelated compounds in the prevention of heavy metal poisoning in cattle]. Rossijskij zhurnal Problemy veterinarnoj sanitarii, gigienyiekologii = Russian journal of veterinary sanitation, hygiene and ecology, 2015, vol. 1 (13), pp. 88-91. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=24252102 (accessed 06.05.2019). (In Russ.)

4. Ashraf El-Sayed, Salem M. Salem, Amany A. El-Garhy, Zeinab A. Rahman, Asmaa M. Kandi, Protective effect of zinc against cadmium toxicity on pregnant rats and their fetuses at morphological, physiological and molecular level. Academic Journals, 2013, vol. 12 (16), pp. 2110-2119. Available at: https://academicjournals.org/journal/AJB/article-full-text-pdf/298706024063 (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

5. Hedya Jemaia, Imed Messaoudib, Abdelhamid Chaouchc, Abdelhamid Kerkeni, Protective effect of zinc supplementation on blood antioxidant defensesystem in rats exposed to cadmium. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2007, vol. 21, pp. 269-273. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0946672X07000946?via%3Dihub (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

6. Inès Azzouz, Hamdi Trabelsi, Amel Hanini, SoumayaFerchichi, OlfaTebourbi, Mohsen Sakly, Hafedh Abdelmelek, Interaction between nanoparticles generated by zinc chloride treatment and oxidative responses in rat liver. International Journal of Nano-medicine, 2014, vol. 9, pp. 223-229. (In Eng.).

7. Mai O Kadry, Rehab Abdel Megeed, Probiotics as a Complementary Therapy in the Model of Cadmium Chloride Toxicity: Crosstalk of P-Catenin, BDNF, and StAR Signaling Pathways. Biological Trace Element Research, 2018, vol. 185, pp.404-413. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29427035 (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

8. Mehravar Rafati Rahimzadeh, Sohrab Kazemi, Ali-akbar Moghadamnia, Cadmium toxicity and treatment: An update. Caspian J Intern Med, 2017, vol. 8 (3), pp. 135-145. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

9. Paula Kostecka-Sochon, Barbara M. Onopiuk, Ewa Dqbrowska, Protective Effect of Increased Zinc Supply against Oxidative Damage of Sublingual Gland in Chronic Exposure to Cadmium: Experimental Study on Rats. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2018, vol. 10, pp. 1-8. Available at: https://www.hindawi.com/journals/omcl/2018/3732842/ (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

10. Ravichandran S. Possible Natural ways to eliminate Toxic Heavy Metals. International Journal of ChemTech Research, 2011, vol. 3, no. 4, pp. 1886-1890. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/912a/263f4ddfa975f6bfce7bc5c93153f37546c3.pdf (accessed 06.05.2019). (In Eng.).

Статья поступила в редакцию 15.02.2020 г.; принята к публикации 17.03.2020 г.

Submitted 15.02.2020; revised 17.03.2020.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

All authors have read and approved the final manuscript.

Для цитирования:

Тимофеева С.Н., Кадиков И.Р., Хайбуллин Р.Р. Влияние цинка на прирост массы, биохимические показатели и содержание металлов в органах при воздействии кадмия хлорида // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2020. Т. 6. № 1. С. 59-65. DOI: 10.30914/2411-9687-2020-6-1-59-65

Об авторах

Тимофеева Светлана Николаевна

аспирант, Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, г. Казань, Россия, ORCID ГО: 0000-00016204-3434, [email protected]

Кадиков Ильнур Равилевич

доктор биологических наук, заведующий лабораторией техногенных экотоксикантов, Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, г. Казань, Россия, ORCID ГО: 0000-0002-3184-7779, [email protected]

Хайбуллин Рустем Раисович

младший научный сотрудник, Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности, г. Казань, Россия, ORCID ГО: 0000-0002-3996-7193,

Rustem21@yandex. ги

For citation:

Timofeeva S.N., Kadikov I.R., Khaybullin R.R. The effect of zinc on weight gain, biochemical parameters and the content of metals in organs of rats exposed to cadmium chloride. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2020, vol. 6, no. 1, pp. 59-65. DOI: 10.30914/2411-96872020-6-1-59-65 (In Russ.).

About the authors Svetlana N. Timofeeva

Postgraduate student, Federal Center for Toxico-logical, Radiation and Biological Safety, Kazan, Russia, ORCID ID: 0000-0001-6204-3434,

svetlana150895@yandex. ru

Ilnur R. Kadikov

Dr. Sci. (Biology), Head of the Laboratory of Techno-genic Ecotoxicants, Federal Center for Toxicologi-cal, Radiation and Biological Safety, Kazan, Russia, ORCID ID: 0000-0002-3184-7779, [email protected]

Rustem R. Khaybullin

Junior Researcher, Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety, Kazan, Russia, ORCID ID: 0000-0002-3996-7193,

Rustem21@yandex. ru

удк 632.488:582 doi: 10.30914/2411 -9687-2020-6-1 -66-73

Скорость роста мицелия грибов рода Fusarium

как показатель агрессивности фитопатогенов Ю. К. Шашко

РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию», г. Жодино, Республика Беларусь

Грибы рода Fusarium являются опасными патогенами для зерновых культур, снижают урожайность и ухудшают качество продукции за счет ее загрязнения микотоксинами. Поскольку микотоксины являются фактором патогенеза, была выдвинута гипотеза, что при большей скорости роста мицелия гриба будет больше выделяться микотоксинов и, следовательно, будет выше агрессивность патогена. Линейная скорость роста мицелия определялась как изменение диаметра колоний гриба на чашках Петри со средой КГА в лабораторных условиях при 25 °С. Измерения проводились до полного зарастания площади чашек мицелием. В статье приведены результаты учетов скорости роста мицелия 10 видов грибов рода Fusarium, а также 9 штаммов одного из наиболее вредоносных видов - Fusarium culmorum. У трех видов F.graminearum, F.cerealis, F.tricinctum и трех штаммов F.culmorum наблюдалось незначительное нарастание скорости роста на начальном этапе развития мицелия (лаг-фаза). Выявлена дифференциация видов фузариев по линейной скорости роста мицелия. Видовая изменчивость скорости роста диаметра мицелия на КГА очень высокая: от 23,6 мм/сут. (F.graminearum) до 9,9 мм/сут. (F.solani). Показано, что внутривидовая дифференциация по скорости роста F.culmorum значительно ниже, чем в пределах рода Fusarium, так как скорость линейного роста колебалась в пределах 26,7-36,0 мм/сут. Сделан вывод, что скорость линейного роста диаметра мицелия может быть косвенной оценкой агрессивности штаммов только двух видов (F.culmorum и F.graminearum), продуцирующих одинаковый набор токсинов трихоте-ценовой группы. В отношении других видов патогенных грибов рода Fusarium окончательное заключение делать преждевременно, поскольку разные виды фузариев выделяют разные микотоксины, которые в разной степени токсичны для растения, а также в результате длительной сопряженной эволюции фито-патогенных грибов и растений-хозяев у последних могли выработаться механизмы, ограничивающие эффект токсических метаболитов.

Ключевые слова: патогены, Fusarium, микотоксины, мицелий, скорость роста, агрессивность.

Mycelium growth rate of Fusarium fungi

as an indicator of phytopathogen aggressiveness Yu. K. Shashko

Research and Practical Center of National Academy of Sciences of the Republic of Belarus for Arable Farming,

Zhodino, Republic of Belarus

Fusarium fungi are dangerous pathogens for crops, which reduce productivity and worsen the quality of products due to its contamination with mycotoxins. Since mycotoxins are a factor of pathogenesis, it was hypothesized that with a higher growth rate of fungus mycelium, more mycotoxins will be secreted and, therefore, pathogen aggressiveness will be higher. The mycelium linear growth rate was determined as the change of the diameter of the fungal colonies on Petri dishes with KGA medium under laboratory conditions at 25 °C. The measurements were carried out until the cup area was completely overgrown with mycelium. The article presents the counts of the mycelium growth rate of 10 species of Fusarium fungi as well as 9 strains of one of the most harmful species -Fusarium culmorum. Three species of F.graminearum, F.cerealis, F.tricinctum and three strains of F.culmorum showed a slight increase in the growth rate at the initial stage of mycelial development (lag phase).The differentiation of Fusarium species by the mycelium linear growth rate was revealed. The species variability of the mycelium diameter growth rate on the KGA is very high: from 23.6 mm/day (F.graminearum) up to 9.9 mm/day (F.solani). It was shown that intraspecific differentiation in growth rate is significantly lower than within the Fusarium genus, since the rate of linear growth ranged within 26.7-36.0 mm/day. It was concluded that the linear growth rate of mycelium diameter can be an indirect estimate of the aggressiveness of the strains of two species (F.culmorum and F.graminearum), that produce the same toxins of the trichothecene group. In relation to other types of pathogenic Fusarium fungi, the final conclusion is premature, since different types of Fusarium fungi