Данилів С.І.

Івано-Франківський національний медичний університет

Вплив підвищених концентрацій іонів свинцю на бактерицидну активність кровотворних органів та зябер Cyprinus carpio L.

Свинець є одним з 10 найбільш токсичних [3, 4] і небезпечних для живих організмів хімічним елементом, моніторинг яких є обов’язковим [2]. Токсичність свинцю дещо нижча у порівнянні з іншими важкими металами (ртуттю, міддю, кадмієм), однак є достатньо високою [1]. Свинець може спричинювати артеріальну гіпертензію, дефекти при розвитку організму, неврологічні порушення, анемію. На обмін свинцю впливають елементи, що мають схожі фізико-хімічні властивості, наприклад, кальцій та залізо. До основних кровотворних органів риб належать нирка та селезінка, які насичені клітинами лімфоїдного та мієлоїдного рядів, внаслідок чого вони володіють антимікробною активністю. Зябра найбільше контактують з водним середовищем, насиченим мікроорганізмами, а значить у них повинна активно працювати система контролю та знешкодження чужорідних організмів. Разом з тим, з літератури відомо, що органи риб, зокрема, зябра та нирки мають здатність накопичувати іони важких металів, що може спричинити порушення їх функцій [4, 8]. Тому було вивчено реакцію кровотворних органів та зябер Cyprinus carpio L. на підвищені концентрації іонів свинцю.

В ході експериментального дослідження було використано 30 риб Cyprinus carpio L. обох статей. Адаптацію проводилась у відстояній водопровідній воді з аерацією протягом 96 год. Контрольних особин витримували 96 год у звичайних умовах акваріуму. Дослідних риб витримували у воді з різною концентрацією ацетату свинцю ((СН₃СОО)₂Рb×3Н₂О): концентрація Pb²⁺ становила 0,2 та 0,5 мг/л; час експозиції – 96 годин. Визначення активності лізоциму проводили стандартним турбодиметричним методом адаптованим до риб з використанням Micrococcus flavus [5]. За одиницю активності приймали зміну оптичної густини на 0,001 [6]. Активність мієлопероксидази визначали спектрофотометрично на Specord M400 стндартним методом [7].

Відомо, що моноцити та нейтрофіли забезпечують фагоцитоз та знешкодження бактерій за рахунок синтезу і виділення в кров лізоциму та мієлопероксидази. Зміна активності цих ферментів дає уявлення про зміни кількості їх клітин-продуцентів.

В ході дослідження встановлено, що активність лізоциму в зябрах внаслідок дії обох доз свинцю зростала в 1,80 та 1,45 разів у порівнянні з контролем, де даний показник становив 166,70 Од/мл. Аналізуючи вплив іонів свинцю, виявлено, що активність лізоциму при дії концентрації в 0,5 мг/л зменшилась у 1,2 рази, ніж при 0,2 мг/л. Разом з тим, зміну активності мієлопероксидази спричинила лише вища доза зазначених іонів (0,5 мг/л), за якої даний показник зріс в 1,2 та в 1,1 рази порівняно з контролем та з попередньою експериментальною дозою, відповідно (рис. 1).

Рис. 1. Активність лізоциму (А) та мієлопероксидази (Б) в зябрах Cyprinus carpio L. у контролі та за умов дії ацетату свинцю. Концентрація Pb²⁺ – 0,2 та 0,5 мг/л. Дані представлені як величини М±m при n=6. “*” – вірогідно відмінне порівняно з контролем (без впливу металів) з Р < 0,05. “#” – вірогідно відмінне порівняно з попередньою експериментальною групою (концентрація Pb²⁺ 0,2 мг/л) з Р < 0,05.

Перебування риб у воді з іонами свинцю в концентрації 0,2 мг/л не спричинило вірогідних змін у активностях лізоциму та мієлопероксидази в селезінці риб. Вища доза металу (0,5 мг/л) приводила до зростання активності лізоциму на 51,2 Од/мл у порівнянні з контролем, де вона становила 222,80 Од/мл (рис. 2 А).

Рис. 2. Активність лізоциму (А) та мієлопероксидази (Б) в селезінці Cyprinus carpio L. у контролі та за умов дії ацетату свинцю. Концентрація Pb²⁺ – 0,2 та 0,5 мг/л. Дані представлені як величини М±m при n=6. “*” – вірогідно відмінне порівняно з контролем (без впливу металів) з Р < 0,05.

Іони свинцю в концентрації 0,5 мг/л призвели до зменшення активність мієлопероксидази на 0,049 ОD 450 nm порівняно з контролем. У контрольної групи риб даний показник становив 1,224 ОD 450 nm (рис. 2 Б).

Обидві концентрації іонів свинцю спричинили статистично вірогідне збільшення активності лізоциму в нирці коропа у порівнянні з контролем (рис. 3 А). Так, за умов впливу його концентрації 0,2 мг/л даний показник зріс на 61,53 Од/мл, а при дії концентрації 0,5 мг/л – 49,9 Од/мл порівняно з контролем, де він становив 185,6 Од/мл. Активність мієлопероксидази в даному органі зросла в 1,1 рази лише при дії іонів свинцю в концентрації 0,5 мг/л (рис. 3 Б).

Рис. 3. Активність лізоциму (А) та мієлопероксидази (Б) в нирках Cyprinus carpio L. у контролі та за умов дії ацетату свинцю. Концентрація Pb²⁺ – 0,2 та 0,5 мг/л. Дані представлені як величини М±m при n=6. “*” – вірогідно відмінне порівняно з контролем (без впливу металів) з Р < 0,05.

Активність лізоциму у зябрах зростає у відповідь на дію досліджуваних концентрацій іонів свинцю у порівнянні з контролем. Однак, при наявності в середовищі іонів досліджуваного металу в концентрації 0,5 мг/л відбувається більш значне зниження активності даного ферменту у порівнянні з концентрацією 0,2 мг/л. У селезінці та нирках даний показник був вищим, у порівнянні з контролем при наявності токсиканту в середовищі. Активність мієлопероксидази у всіх досліджуваних органах виявилась чутливою лише до вищої дози металу (0,5 мг/л).

Таким чином, активність лізоциму під впливом іонів свинцю (0,2 та 0,5 мг/л) впродовж 4-добової експозиції зросла в зябрах, нирці та селезінці Cyprinus carpio L. Разом з тим за цих умов, активність мієлопероксидази зростала в зябрах та нирках і знижувалась у селезінці. Підсумовуючи отримані результати, можна вважати, що зміна активності лізоциму та мієлопероксидази в селезінці та нирках коропів спричинена зміною відсоткового складу моноцитів та нейтрофілів, які є основними продуцентами даних ферментів.

Література:

1. Оксидативні реакції рослин прируслової ділянки ріки Тиса / О. Пацула, М. Кобилецька, О. Терек [та ін.] // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. – 2008. – Вип. 41. – С. 201-204.

2. Параняк Р.П. Шляхи надходження важких металів в довкілля та їх вплив на живі організми / Р.П. Параняк, Л.П. Васильцева, Х.І. Макух // Біологія тварин. – 2007. – Т. 9, № 1-2. – С. 83-89.

3. Скальный А.В. Химические елементы в физиологии и экологии человека / А.В. Скальный. – М.: Издательский дом ”ОНИКС 21 век”: Мир, 2004. – 216 с.

4. Содержание тяжелых метал лов в тканях некоторых черноморских рыб и их влияние на уровень окислительной модификации белков / С.О. Омельченко, Ю.А. Граб, И.Н. Залевская [и др.] // Ученые записки Таврического національного университета им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. – 2007. – Т. 20, № 3. – С. 59-64.

5. Ecotoxicology and innate immunity in fish / N.C. Bols, J.T. Brubachen, R.C. Ganssip [et al.] // Development and comparative immunology. – 2001. – V. 25. – P. 853-879.

6. Effect of two Chinese herbs (Astragalus radix and Scutellaria radix) on non-specific immune response of tilapia, Oreochromis niloticus / G. Yin, G. Jeney, T. Racz [et al.] // Aquaculture. – 2006. – Vol. 253. – P. 39-47.

7. Innate immune response in families of Indian major carp, Labeo rohita, differening in their resistance to Edwardsiella tarda infection / R.B. Mohanty, P.K. Sahoo, K.D. Mahapatra [et al.] // Current science. – 2007. – Vol. 92, № 9. – P. 1270-1274.

8. Vinodhini R. Bioaccumulation of heavy metals in organs of fresh water fish Cyprinus carpio (Common carp) / R. Vinodhini, M. Narayanan // International journal of environmental science and technology. – 2008. – Vol. 5, № 2. – P. 179-182.