Біохімічні показники двостулкового молюска Colletopterumpiscinale у природних і лабораторних умовах існування

УДК 594:591.1:554.3.13

Г. І. Фальфушинська, О. Г. Базан, М. М. Гузик, В. В. Никифоров

Тернопільський національний педагогічний університет ім. В. Гнатюка, м. Тернопіль, Україна,
E-mail: stolyar@tnpu.edu.ua

Ключові слова: двостулковий молюск, біомаркери, металотіонеїни, оксидативний стрес, важкі метали

BIOCHEMICAL INDICES OF BIVALVE COLLETOPTERUM PISCINALE IN NATURAL AND LABORATORY ENVIRONMENT

G. I. Fal’fushyns’ka, O. G. Bazan, M. M. Guzik, V. V. Nikiforov

Gnatyuk Ternopil National Pedagogical University, Ternopil, Ukraine,
E-mail: stolyar@tnpu.edu.ua

Key words: bivalve, biomarkers, metallothioneins, oxidative stress, heavy metals

Двостулкові молюски – пасивні фільтратори прісних водойм, що відіграють значну роль у їх очищенні. У зв’язку з пошуком біомаркерів забруднення водойм викликає інтерес дослідження металотіонеїнів (МТ) – низькомолекулярних термостабільних білків, у яких до 30 % складу припадає на цистеїн. МТ беруть участь у гомеостазі цинку та міді, а також у детоксикації кадмію у широкого кола організмів, зв’язуючи їх у тіолатні кластери. МТ є стресорними білками, синтез яких індукується різноманітними чинниками, у тому числі оксидантами. Відомі рекомендації по застосуванню МТ гідробіонтів у моніторингу забруднення водойм важкими металами, у першу чергу кадмієм. Разом із тим, ці рекомендації ґрунтуються переважно на результатах вивчення впливу гостротоксичних концентрацій окремих металів, тоді як в умовах реального забруднення МТ прісноводних тварин мало досліджені, а зв’язок їх функції та системи антиоксидантного захисту не з’ясований. Крім того, рекомендовані у низці робіт методи дослідження не можуть бути використані в експрес-аналізі у зв’язку із складністю експерименту.

Характерною ознакою тваринних МТ є здатність утворювати на етапі іоннообмінної хроматографії дві ізоформи – МТ–1 і МТ–2. Продемонстровано зміни хроматографічної поведінки МТ за дії на організм токсикантів (особливо різноманітні у безхребетних) та вибіркову акумуляцію ізоформами металів. Тому, з метою виявлення експериментальних підходів для використання МТ у біомоніторингу водойм, було цікаво порівняти ізоформний склад МТ двостулкового молюска, акумуляцію металів і стан системи антиоксидантного захисту в лабораторних і польових умовах.

Дослідження проводились на особинах колетоптерума серповидного (Colletopterum piscinale) зі ставу на річці Смотрич у с. Жучківці (Хмельницька обл.). Екземпляри молюсків збирали у вересні і травні на глибині близько 50 см. Контрольну групу тварин утримували протягом 14 діб у басейні об’ємом 200 л у відстояній, добре аерованій воді, яку змінювали кожні дві доби. Тварин зі ставу (сільськогосподарська зона) досліджували після відбору. Групу тварин поміщали у спеціальних контейнерах на 14 діб у Тернопільський став (урбанізована зона). Для аналізу використовували травну залозу і зябра. МТ виділяли з термостабільного екстракту тканин шляхом послідовної хроматографії на сефадексі G–75 та на ДЕАЕ–целюлозі. Знімали УФ-спектри виділених білків. Визначали вміст Zn, Cu, Mn, Cd, Fe, Pb у воді, тканинах та їх МТ. Функцію системи антиоксидантного захисту оцінювали за активністю супероксиддисмутази, вмістом відновленого глутатіону, утворенням продуктів окисної деструкції білків і ліпідів. Обчислювали кондиційний індекс тварин. Визначали також деякі параметри води у водоймах.

Одержані результати показали, що МТ обох тканин молюска утворюють дві головні ізоформи (МТ–1 і МТ–2), які мають гетерогенний характер, особливо виражений в лабораторних умовах (МТ–1 і МТ–1а, МТ–2а і МТ–2). Характерні спектральні ознаки МТ найкраще виражені у тварин із сільськогосподарської зони як гіперхромний ефект в середньому ультрафіолеті, що є ознакою метал-тіолатних кластерів. Головним металом в обох ізоформах є цинк. У тварин із ставу вміст міді та/або її частка по відношенню до цинку в МТ–1 значно менші, а в МТ–2 більші, ніж в лабораторних умовах. Разом з тим, відзначено зменшення вмісту МТ–1 та Zn в МТ зябер тварин із природних умов існування, тоді як загальна Cu-зв’язуюча здатність МТ відносно стабільна. Марганець та кадмій виявлені в цих білках у незначних кількостях, а свинець у них не ідентифікований.

У тварин із ставу в сільськогосподарській зоні значно нижчий рівень активності антиоксидантних чинників. У тварин із урбанізованої зони ці показники наближаються до контролю. Відзначено сезонні відмінності у величинах досліджених показників, проте загальна тенденція у відмінностях між групами тварин зберігається. Показники якості води (вміст нітритів, фосфатів, цинку і марганцю у воді, окиснювальність) істотно відрізняються між водою із сільськогосподарської зони та водою із урбанізованої зони і водогону. Так, у ставі із с. Жучківці значно вищий вміст марганцю і менший цинку та заліза, ніж у інших досліджених зразках. Тут також найвищий вміст нітритів, фосфатів і окиснювальність води. Разом із тим, згідно з загальним вмістом металів у тканинах відповідна закономірність спостерігається в зябрах для марганцю, тоді як вміст цинку та заліза у тканинах, навпаки, вищий, а марганцю в печінці нижчий у тварин із цього ставу в обидва строки визначення.

Отже, властивості МТ і системи антиоксидантного захисту двостулкового молюска найбільш чутливо та послідовно відбивають зміни умов його існування, що може бути використано у біомоніторингу водойм.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 63-64.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники