Липидный состав органов и тканей рыб, обитающих в условиях техногенного загрязнения

О.Б. Васильева, М.А. Назарова и Н.Н. Немова

Труды Зоологического института РАН, 2016, 320(3): 280–293 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2016.320.3.280

Резюме

В ИБ КарНЦ РАН в течение ряда лет проводятся мониторинговые исследования состояния ихтиофауны оз. Костомукшского (Карелия, Россия), являющегося захоронением хвостов –техногенных отходов переработки сырья Костомукшского ГОКа. Деятельность данного предприятия привела к изменению основных физико-химических характеристик водоема: высокой минерализации и повышенной взмученности озера. С целью определения влияния техногенных стоков на биохимический статус рыб проведен сравнительный анализ липидного и жирнокислотного состава тканей щуки Esox lucius Linnaeus, 1758, плотвы Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) сига Coregonus lavaretus (Linnaeus, 1758) из двух водоемов: оз. Костомукшское (54°61' 30°47', хвостохранилище Костомукшского ГОКа, опытный водоем) и оз. Каменное (64°28' 30°13', контрольный водоем). Согласно проанализированным липидным параметрам, среди изученных видов рыб наиболее устойчивой к техногенному влиянию является щука. Вероятнее всего, это объясняется особенностями ее экологии: щука, в отличие от плотвы и сига, относится к консументам более высокого порядка, и, возможно, в процессе эволюции у данного вида сформировались особые приспособительные механизмы, в том числе и на биохимическом уровне, позволяющее пластичнее адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды. Наиболее выраженные различия в содержании липидов и жирных кислот обнаружены в печени рыб, что, возможно, определяется высокой метаболической активностью этого органа. Установленные изменения в содержании изученных компонентов в жабрах и почках рыб из техногенного водоема, вероятно, связаны с регуляцией осмотического давления и поддержанием ионообмена в условиях высокой минерализации хвостохранилища. Мышцы рыб наименее подвержены токсической нагрузке. Таким образом, степень модификации изученных показателей определяется влиянием высокоминерализованных техногенных стоков предприятия и носит как видовой, так и тканеспецифичный характер.

Ключевые слова

щука, сиг, плотва, липиды, жирные кислоты, техногенное загрязнение

Поступила в редакцию 15 января 2016 г. · Принята в печать 18 июля 2016 г. · Опубликована 23 сентября 2016 г.

Литература

Anisimova I.M. and Lavrovskyi V.V. 1983. Ichthyology. Higher School, Moskow, 255 p. [In Russian].

Arduini A., Peschechera A. and Dottori S. 1996. High performance liquid chromatography of long-chain acylcarnitine and phospholipids in fatty acid turnover studies. J. Lipid Res., 37: 684–689. https://doi.org/10.1016/S0022-2275(20)37609-4

Boldyrev A.A. and Mel’gunov V.I. 1985. Transportation ATPase. The results of science and technology. Biophysics. VINITI, Moscow, 241 p. [In Russian].

Churova M.V., Meshcheryakova O.V., Ilmast N.V. and Nemova N.N. 2011. Health assessment of whitefish coregonus lavaretus l. From the tailing dump of the kostomuksha iron mining and ore dressing mill by several biochemical markers and level of enzyme gene expression1. Transactions of Karelian Research Centre of Russian Academy of Sciences. Biological Series, 3: 137–146. [In Russian].

Churova M.V., Murzina S.A., Meshcheryakova O.V. and Nemova N.N. 2014. Metabolic enzymes activity and histomorphology in the liver of whitefish (Coregonus lavaretus L.) and pike (Esox lucius L.) inhabiting a mineral contaminated lake. Environmental Science and Pollution Research, 21(23): 13342–13352. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3014-5

Crockett E.L. 1999. Lipid restructuring does not contribute to elevated activities of Na+/K+–ATPase in basolateral membranes from the gill of seawater-acclimated eel (Anguilla rostrata). Journal of Experimental Biology, 202: 2385–2392. https://doi.org/10.1242/jeb.202.17.2385

Else P.L., Wu B.J., Storlien L.H. and Hulbert A.J. 2003. Molecular activity of Na+,K+–ATPase relates to the packing of membrane lipids. Annals of the New York Academy of Sciences, 986: 525–526. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2003.tb07240.x

Engelbrecht F.M., Mari F. and Anderson J.T. 1974. Cholesterol determination in serum. A rapid direction method. South African Medical Journal, 48(7): 250–356.

Folch J., Lees M. and Stanley G.H.S. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. Journal of Biological Chemistry, 226: 497–509. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)64849-5

Gubler E.V. and Genkin A.A. 1989. Application of the criteria nonparametric statistics to assess the differences between two groups of observations in biomedical research. Medicine, Moscow, 29 p. [In Russian].

Hochachka P.W. and Somero G.N. 2002. Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution. New York: Oxford University Press, 466 p.

Katti S.R. and Sathyanesan A.C. 1983. Lead nitrate induced changes in lipid and cholesterol levels in the freshwater fish Clarias batrachus. Toxicology Letters, 19(1–2): 93–96. https://doi.org/10.1016/0378-4274(83)90267-9

Kravtsov A.V and Alekseenko I.R. 1990. Mechanisms of regulation of enzyme vector biomembranes. Nauka, Kiev, 176 p. [In Russian].

Lozovik P.A. and Kulakova N.E. 2012. Hydrological and hydrochemical parameters of the tailing dump and Lake Okunevoe. In: Ilmast NV, Ieshko EP, Mescheryakova OV (eds) Nemova NN. Biota of the northern lakes under anthropogenic transformation Karelian Research Centre of Rassina Academy of Sciences, Petrozavodsk: 28–38. [In Russian].

Marí M. and Fernández-Checa J.C. 2007. Sphingolipid signalling and liver diseases. Liver International, 27(4): 440–450. https://doi.org/10.1111/j.1478-3231.2007.01475.x

Moiseenko T.I. 2009. Aquatic Ecotoxicology: theoretical and applied aspects. Nauka, Moscow, 400 p. [In Russian].

Nemova N.N. and Vysotskaya R.U. 2004. Biological indication of the status of fish. Nauka, Moskow, 215 p. [In Russian].

Prasada K.S. and Ramana K.V. 1984. Changes in the tissue lipid profiles of fish (Oreochromis mossambicus) during methyl parathion toxicity. Toxicology Letters, 21(2): 147–153. https://doi.org/10.1016/0378-4274(84)90198-X

Schlemmer H.-P.W., Sawatzki T., Sammet S., Dornacher I., Bachert P., Kaick G., Waldherr R. and Seitz H.K. 2005. Hepatic phospholipids in alcoholic liver disease assessed by proton-decoupled 31P magnetic resonance spectroscopy. Journal of Hepatology, 42(5): 752–759. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2004.12.032

Sidorov V.S., Lizenko E.I., Bolgova O.M. and Nefedova Z.A. 1972. Lipids fish. 1. Methods of analysis. The tissue specificity of whitefish Coregonus albula L. Salmon (Salmonidae) of Karelia. Petrozavodsk: Karelia. Phil. USSR Academy of Sciences, 1: 152–163. [In Russian].

Speranza E.D. and Colombo J.C. 2009. Biochemical composition of a dominant detritivorous fish Prochilodus lineatus along pollution gradients in the Paraná-Río de la Plata Basin. Journal of Fish Biology, 74(6): 226–1244. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2009.02191.x

Tessari P. Coracina A., Cosma A. and Tiengo A. 2009. Hepatic lipid metabolism and non-alcoholic fatty liver disease. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 19(4): 291–302. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2008.12.015

Tkatcheva V., Hyvärinen H., Kukkonen J., Ryzhkov L.P. and Holopainen I.J. 2004. Toxic effects of mining effluents on fish gills in a subarctic lake system in NW Russia. Ecotoxicology and Environmental Safety, 57(3): 278–289. https://doi.org/10.1016/S0147-6513(03)00079-4

Tocher D.R. 2003. Metabolism and Functions of Lipids and Fatty Acids in Teleost Fish. Reviews in Fisheries Science, 11(2): 107–184. https://doi.org/10.1080/713610925

Tocher D.R., Bendiksen E.Å., Campbell P.J. and Bell J.G. 2008. The role of phospholipids in nutrition and metabolism of teleost ﬁsh. Aquaculture, 280: 21–34. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.04.034

Tsiganov E.P. 1971. The direct methylation of lipids after TLC without elution from the silica gel. Laboratory business, 8: 490–493. [In Russian].

Zain M.E. 2008. Impact of mycotoxins on humans and animals. Journal of Saudi Chemical Society, 15(2): 129–144. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2010.06.006

Zaman M.U., Sarker S.R. and Hossain S. 2008. The effects of industrial effluent discharge on lipid peroxide levels of punti fish Puntius sophore tissue in comparison with those of freshwater fish. Journal of Food Lipids, 15(2): 198–208. https://doi.org/10.1111/j.1745-4522.2008.00112.x