Дагестанский государственный университет (г. Махачкала)

Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.

  

Введение.

В связи с ростом масштабов добычи и переработки сырья, содержащего тяжелые металлы, и их применением в различных сферах человеческой деятельности загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами прогрессирует.
Среди различных солей тяжелых металлов имеются высокотоксичные (кадмий и свинец), условнотоксичные и эссенциальные (например, марганец). Однако при избыточном поступлении в организм солей даже эссенциальных микроэлементов они оказывают токсическое действие.
В связи с этим является актуальным изучение про- и антиоксидантной активности крови как маркеров развития оксидативного стресса в организме сеголеток карпа при интоксикации водной среды ионами Cd2+, Pb2+ и Mn2+. Известно, что одним из механизмов интоксикации тяжелыми металлами является развитие окислительного стресса.
Материал и методы исследования. Работа выполнена на базе лаборатории анатомии, физиологии, гистологии Дагестанского государственного университета. Сеголетки карпа Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758) были распределены на 4 группы, которые содержались в разных аквариумах: 1 – контроль (интактные рыбы, содержались в чистой воде); 2 – опытная группа (в аквариумы добавляли растворы ацетата свинца (0,5 мг/дм3) (ПДК – 0,1 мг/дм3); 3 – опытная группа (в аквариумы добавляли хлорид кадмия (0,25 мг/дм3) (ПДК – 0,005 мг/дм3); 4 – опытная группа (в аквариумы добавляли сульфат марганца (0,1 мг/дм3) (ПДК – 0,01 мг/дм3) (Г.Э. Волошина, 2006).
В сыворотке крови исследовали общую антиоксидантную активность (ОАА) (М.Л. Демчук и др., 1990), активность каталазы (М.А. Королюк и др., 1988) и динамику содержания малонового диальдегида (МДА) (Л.И. Андреева и др., 1988) в разные сроки экспозиции рыб в водной среде с ионами кадмия, свинца и марганца (5, 15, 30 и 40 дни эксперимента). Полученные результаты подвергнуты вариационно - статистической обработке методом малой выборки (В. Лакин, 1990).
Результаты и обсуждение. Установлено, что интенсивность процессов перекисного окисления липидов в сыворотке крови сеголеток карпа в норме, определяемая по содержанию МДА, составляет 15,03±0,29 нМоль/л, каталазная и общая антиоксидантная активность составляют при этом 0,164±0,003 мкМоль/л и 32,13±0,19 мг%, соответственно. Эти данные соответствуют литературным [Ю.В. Леус, В.В. Грубинко, 1998; Н.И. Силкина, В.Р. Микряков, 2005].
При экспозиции рыб в водной среде с ионами Cd2+ содержание МДА в сыворотке крови снижается на 24,09% (на 5 сутки) и повышается ~ в 2,3-3,7 раза по сравнению с контролем в остальные сроки. Активность каталазы на 5, 15, 30 и 40 сутки ингибируется на 75,61; 34,15; 8,54 и 26,83% соответственно. Общая антиоксидантная активность в сыворотке крови сеголеток карпа на 15 сутки экспозиции в водной среде с ионами Cd2+ повышается в 1,96 раза, а на 30 и 40 дни – снижается на 6,16 и 36,19% соответственно по сравнению с контролем (рис.1).

Рис. 1. Динамика изменений окислительно-антиоксидантной системы крови сеголеток карпа (в % по отношению к контролю) под влиянием тяжелых металлов в зависимости от длительности интоксикации: МДА (1 - кадмий, 2 – свинец, 3 - марганец);  активность каталазы (4 - кадмий, 5 - свинец, 6 - марганец); ОАА (7 - кадмий, 8 - сви-нец, 9 - марганец).

При экспозиции рыб в водной среде с ионами Pb2+ повышение содержания МДА (на 5, 15, 30 и 40 сутки на 73,3; 19,3; 46,7 и 40,0%) сопровождается повышением каталазной активности на 5 и 15 сутки (на 24,4 и 6,1%) и незначительным ингибированием активности данного фермента в остальные сроки интоксикации. При этом ОАА сыворотки крови рыб остается повышенной в течение всего периода эксперимента (рис.1).

На 5, 15, 30 и 40 сутки экспозиции рыб в водной среде с ионами Mn2+ содержание МДА повышается на 9,2; 40,0; 46,7 и 46,7 % соответственно (рис. 1).

Повышение содержания МДА в сыворотке крови сеголеток карпа сопровождается незначительным снижением каталазной активности на всех сроках экспозиции с ионами Mn2+. ОАА повышается на 5 и 15 дни на 37,5 и 40,6% соответственно, что коррелирует с ингибированием каталазной активности. Дальнейшее пребывание сеголеток карпа в водной среде с ионами Mn2+ до 30 и 40 дней приводит к понижению ОАА соответственно на 8,1 и 25,0% (рис.1).
Накопление избытка одного из конечных молекулярных продуктов перекисеобразования – МДА показывает, что длительное воздействие ионов тяжелых металлов приводит к сдвигу окислительно-восстановительного баланса и окислительному стрессу, свидетельствуя об ответной защитной реакции организма на физиолого-биохимическом уровне на действие стрессорного неспецифичного для организма фактора.