ЭКОЛОГИЯ, 2012, № 5, с. 361-365
УДК 597:504.4.054+577.125
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЕЧЕНИ РЫБ РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2012 г. Н. И. Силкина, Д. В. Микряков, В. Р. Микряков
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН 152742, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок E-mail: sni@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 12.04.2011 г.
Проведено исследование уровня общих липидов, содержания продуктов перекисного окисления и общей антиоксидантной активности печени у различных по экологии и систематическому положению видов рыб Рыбинского водохранилища: леща Abramis brama L., плотвы Rutilus rutilus L., налима Lota lota L. и обыкновенного судака Stizostedion lucioperca L., обитающих в районах с разным уровнем антропогенного загрязнения. Установлено, что рыбы, выловленные из загрязненной акватории, отличались повышенными показателями общих липидов, малонового диальдегида и дефицитом ан-тиоксидантов. Показана связь исследуемых показателей с типом питания и образом жизни.
Ключевые слова: рыбы, липиды, перекисное окисление липидов, антиокислительная активность.
Одним из крупнейших водоемов озерного типа, постоянно подвергающимся загрязнениям сточными водами промышленных предприятий г. Череповца (АО "Северсталь", "Азот" и др.), является Рыбинское водохранилище с площадью водного зеркала 4580 км2 и объемом воды 24.5 км3 (Рыбинское водохранилище..., 1972). В состав сточных вод входят разные токсичные для гидро-бионтов соединения: полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, сложные эфиры, кислоты, соли тяжелых металлов, соединения азота, фенолы и др. (Флеров, 1990; Проект "Волга" в Череповце, 1996; Экологические проблемы., 2001). Рыбы, обитающие в загрязненной зоне, отличаются от таковых из чистых акваторий низкими темпами роста и выживания, высокими величинами зараженности паразитами и естественной смертности (Флеров и др., 1982; Моисеенко, 2009). Все это свидетельствует о глубоких нарушениях, происходящих в функционировании иммунологических и биохимических механизмов гомеостаза, обеспечивающих оптимальный рост, развитие и индивидуальную целостность организма в онтогенезе, а также адаптацию рыб к неблагоприятным факторам среды (Володин, 1990; В. Микряков и др., 1990, 2001; Экологические проблемы., 2001).
Известно, что одной из причин, вызывающих нарушение гомеостатических механизмов у рыб под влиянием токсических факторов, считается активация процессов окислительного стресса, сопровождающаяся перекисным окислением липи-дов (ПОЛ) и снижением запасов эндогенных анти-
оксидантов (Грубинко, Леус, 2001; В. Микряков и др., 2001; Руднева, 2007). Образующиеся при окислительном стрессе продукты ПОЛ (гидроперекиси и другие токсические соединения) являются одной из причин дестабилизации биохимического гомеостаза и повреждения структуры и функции клеточных и гуморальных факторов иммунитета, обеспечивающих распознавание, разрушение и элиминацию чужеродных тел, синтез антител, защиту рыб от патогенных организмов (В. Микряков и др., 2001). Согласно существующим представлениям, окислительный стресс, индуцируемый ксенобиотиками, — одна из основных причин преждевременного старения, истощения организма и гибели рыб (Грубинко, Леус, 2001; В. Микряков и др., 2001; Скулачев, 2009).
Сведений о характере влияния многокомпонентного антропогенного загрязнения на состояние прооксидантно-антиоксидантной системы у различных по экологии пресноводных рыб, обитающих в экосистемах, испытывающих интенсивный антропогенный пресс, в доступной литературе немного. Между тем такие данные необходимы при мониторинговых исследованиях, а также для анализа последствий повреждающего действия антропогенного загрязнению на механизмы биохимической адаптации рыб.
Цель настоящей работы — исследование показателей окислительного стресса у различных по экологии и систематическому положению видов рыб Рыбинского водохранилища: леща Abramis brama, плотвы Rutilus rutilus, налима Lota lota и су-
362
СИЛКИНА и др.
р. Суда
г. Череповец
р. Кошта р. Ягорба р. Шексна ■
р. Молога
Моложский плес \\
пр. Первомайка
пос. Брейтово
р. Волга г. Рыбинск
Рис. 1. Карта-схема Рыбинского водохранилища.
дака Stizostedion ¡ысюрегса,обитающих в районах с разным уровнем антропогенного загрязнения.
Лещ — типичный бентофаг семейства карповых Сурйшёае, его основную пищу составляют олигохеты, хирономиды, мелкие ракообразные, моллюски и т.д. Плотва — эврифаг семейства карповых СурппМае, относится к туводным видам. Налим — факультативный хищник из отряда трескообразных Gadiformes и семейства ЬоНёае (налимовые). Налим — холоднолюбивая рыба, нагуливается и нерестится в холодное время года, летом при температуре свыше 12—15°С переходит на экзогенное питание и впадает в состояние оцепенения. Обыкновенный судак — из отряда Регсь formes, семейство Рег^ае (окуневые) — хищник, образующий полупроходные формы. Судак обитает в толще воды и питается мелкими видами рыб (Атлас пресноводных рыб России, 2002).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом для исследования послужили половозрелые рыбы промысловых размеров, в том числе 116 особей леща, 98 плотвы, 34 налима и 28 судака. Рыб отлавливали тралом в сентябре 2002 и 2003 гг. в противоположных районах Рыбинского водохранилища: на загрязненных участках Шекс-нинского плеса вблизи г. Череповца и на станциях условно незагрязненного Волжского плеса (рис. 1).
В тканях печени рыб анализировали содержание общих липидов (ОЛ), продуктов ПОЛ, общей антиокислительной активности (ОАА). Липиды из тканей экстрагировали и определяли стандартным методом по Фолчу ^о1сИ е! а1., 1957).
Об интенсивности ПОЛ в тканях судили по накоплению малонового диальдегида (МДА) — одного из конечных продуктов перекисного окисления. Концентрацию МДА определяли на основе учета количества продуктов перекисного окисления ли-пидов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой и дающих с ней окрашенный комплекс. Интенсивность окрашивания оценивали спектрофото-метрически по изменению максимума поглощения при 532 нм (Андреева и др., 1988). Содержание МДА вычисляли с учетом коэффициента молярной экстинкции МДА (1.56 х 105 М-1 с-1) и выражали в наномолях на 1 г ткани. Исходно в животных тканях содержание малонового диальдегида крайне незначительно, и 98% его образуется в процессе взаимодействия тиобарбитуровой кислоты при разрушении гидроперекисей липидов. Содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, вычисляли по формуле Х = Е х 85.47, где Х — содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, выраженное в количестве малонового диальдегида (Нмоль/л); Е — оптическая плотность при 535 нм.
Об общей антиокислительной активности тканей судили по кинетике окисления субстрата восстановленной формы 2,6-дихлорфенолиндофено-ла кислородом воздуха по общепринятой методике (Семенов, Ярош, 1985), адаптированной нами для рыб. Сущность метода заключается в том, что, чем выше скорость окисления субстрата в присутствии биологического материала, тем ниже содержание в тканях антиоксидантов. Гомогенат получали путем растирания тканей с физиологическим раствором в соотношении 1:1. Константу ингибирования окисления субстрата (КОС), являющуюся показателем антиокислительной активности ткани, определяли относительно контроля по формуле К] = Ккон — Коп/С, где Ккон и Коп — константы скоростей окисления субстрата соответственно в контроле и опыте; С — концентрация биологического материала в кювете.
Результаты исследований статистически обработаны при помощи стандартного пакета программ (приложение Statistica) с использованием ^теста,р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование содержания ОЛ, МДА и КОС в печени леща, плотвы, налима и судака выявило межвидовые различия изменчивости показателей и их связь с уровнем антропогенного загрязнения (рис. 2). Рыбы из акватории Шекснинского плеса
ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
363
в районе г. Череповца достоверно отличались от таковых Волжского плеса размахом изменчивости величин ОЛ, МДА и КОС.
У всех видов рыб, выловленных из района, загрязненного сточными водами г. Череповца, количественные характеристики содержания ОЛ были выше по сравнению с рыбами из условно чистого Волжского плеса. Известно, что липиды в организме рыб участвуют не только в энергетическом, пластическом и генеративном обмене, реализации процессов роста, развития и адаптации, но и осуществляют целый ряд важнейших жизненных функций — гидростатической, теплоизолирующей, механической, иммунологической и др. (Шульман, 1972; Лапин, Шатуновский, 1981; Силкина, 1987). Показано, что параметры липид-ного обмена являются надежным диагностическим тестом, отражающим последствия воздействия разнообразных неблагоприятных факторов на состояние здоровья рыб (Гершанович и др., 1991; Смирнов, Богдан, 2007). Под влиянием различных стресс-факторов, в том числе токсикологических, у рыб нарушаются темпы и направление липидного обмена, изменяется соотношение между процессами липолиза и липогенеза, что отражается на уровне содержания липидов и их качественном составе (Силкина, В. Микряков, 2006а; Смирнов, Богдан, 2007), а также на функциональном состоянии гуморальных факторов иммунитета (Силкина, 1987).
По содержанию ОЛ в печени исследуемые виды рыб различались. Наибольшее количество ОЛ выявлено у налима. Вместе с тем все виды рыб на антропогенное загрязнение реагировали сходным образом — повышением содержания ОЛ, что, вероятно, обусловлено активизацией процессов липогенеза. Аналогичные отклонения установлены нами у обыкновенного карпа Сурп-пия еагрю, серебряного карася Сагаяятя сагаяяы при содержании в воде сублетальных концентраций карбофоса, фенола, солей тяжелых металлов (кадмий и медь), у ставриды Тгаекигия шв^1агга-пеия ропИеия и бычка-кругляка Neogobius те1апоя-1отия — обитающих в загрязненных акваториях Черноморского побережья (В. Микряков и др., 2001; Силкина, В. Микряков 2006а, б; В. Микряков и др., 2011).
Материалы исследований показали, что загрязняющие вещества оказывают модифицирующее влияние на про
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.