Вплив сульфату міді на вміст каротиноїдів у гемолімфі ставковика озерного (Mollusca: Pulmonata: Lymnaeidae) в нормі та при інвазії партенітами трематод

Вплив сульфату міді на вміст каротиноїдів у гемолімфі ставковика озерного (Mollusca: Pulmonata: Lymnaeidae) в нормі та при інвазії партенітами трематод

УДК 594.38:595.122.2:591.111.05

А.П. Стадниченко,
доктор біологічних наук, професор;
Л.Д. Іваненко,
старший викладач;
О.А. Мостіпака,
старший лаборант;
Л.О. Степчук,
студентка;
Р.А. Гоменюк,
студентка
(Житомирський педуніверситет)

У середовищі, затруєному сульфатом міді (0,2, 1, 1,8 мг/л), вміст каротиноїдів у гемолімфі Lymnaea stagnalis знижується на 23-35%, причому у особин, інвазованих трематодами, – у більшій мірі, ніж у незаражених молюсків.

   На початок третього тисячоліття в забрудненні як природних, так і штучних водойм України, серед інших полютантів на одне з перших місць вийшли йони важких металів. Загальновідомо, що для усіх, без виключення, гідробіонтів вони є вкрай небезпечними через те, що, потрапивши в організм, утворюють у ньому стійкі комплекси з речовинами білкового походження, в тому числі з такими важливими для забезпечення нормальної його життєдіяльності, як ферменти, гормони та інші, котрі при цьому втрачають притаманні їм властивості.
   В останній чверті 20-го століття дослідженнями Карнаухова було з’ясовано [1], що у черевоногих легеневих молюсків є захисно-пристосувальний апарат, дія якого скерована на підтримання життєздатності цих тварин за умов дефіциту кисню або забруднення навколишнього середовища токсикантами (в першу чергу – органічної природи). Він представлений каротиноксисомою – внутрішньоклітинним органоїдом, до складу якого входять каротиноїди, гемопротеїни (гемоціанін) та інші дихальні ферменти. Каротиноксисома, як гадає вищезгаданий автор, здатна депонувати кисень (акцептор електронів) і виробляти енергію за умов нестачі кисню у водному середовищі або при забрудненні його різними токсикантами. З цього витікає, що про напруженість захисно-пристосувального процесу у молюсків має свідчити рівень вмісту в їх організмі каротиноїдів.
   Ми прослідкували за динамікою цих речовин у гемолімфі ставковика озерного Lymnaea stagnalis (Linné, 1758) у нормі та при інвазії його партенітами і церкаріями ехіностоматидних ("пташиних") трематод – Echinostomatidae (Echinostoma sp.), підданих дії різних концентрацій сульфату міді (CuSO₄·5H₂O). Зрозуміло, що при цьому потерпають різні фізіологічні функції організму, що проявляється у їх пригніченні, а часом – у цілковитій неможливості здійснення. За цих обставин виникає інтерес до дослідження захисно-пристосувальних механізмів, дія котрих скерована на підтримання життєдіяльності гідробіонтів на оптимальному або близькому до нього рівні.
   Молюсків збирали вручну в басейнах річок Середнього Придніпров’я в 1979-2001 рр. (місця збирання матеріалу зазначені в таблиці 1). У лабораторію тварин доставляли в поліетиленових пакетах (без води) і одразу використовували в експериментах. Токсикологічні досліди поставлено за методикою Алексеєва [2]. Орієнтаційним дослідом встановлено значення основних токсикологічних показників – LC₀ і LC₁₀₀. Значення LC₅₀ визначено графічно за Прозоровським [3]. У межах LC₀- LC₅₀ми підібрали три концентрації – 0,2, 1, 1,8 мг/л (з однаковим інтервалом між ними), котрі було використано в основному досліді. Усі розчини готували на дехлорованій шляхом відстоювання (1 доба) воді, взятій із житомирської водогінної мережі. Тривалість експозиції тварин у затруєному середовищі становила 2 доби.
   Перед початком експозиції ставковиків вимірювали штангенциркулем з точністю до 0,1 мм (визначали висоту черепашки), обсушували фільтрувальним папером і на електронних терезах (WPS 1200) встановлювали тотальну масу тіла. Ці відомості зосереджені в таблиці 1.
   Гемолімфу отримували методом прямого знекровлювання тварин з метою виявлення в ній рівня вмісту каротиноїдних пігментів за методикою Рачевського [4].
   З тканин гепатопанкреаса кожного з досліджених молюсків виготовляли тимчасові препарати на предмет виявлення у них трематодної інвазії. Паразитологічний матеріал визначали тільки на живих об’єктах [5].
   Цифрові матеріали оброблено методами варіаційної статистики за Лакіним [6].

Таблиця 1. Загальні відомості про матеріал дослідження

Інвазія	n	Висота черепашки, мм				Маса тіла, мг
		lim		Х± mХ		lim			Х± mХ

	27	37,0-46,2		40,89±0,35				1650-3380			2371,00±66,12
	23	34,4-49,3		41,33±0,73				1130-4050			2575,02±132,20
Немає Є	0,2 мл/г
	30		36,7-48,3		41,27±0,64		1240-3140			2340,01±110,00
	26		36,9-47,8		43,12±0,59		1640-3570			2600,10±100,01
Немає Є	1 мг/л
	34		33,3-49,8		40,06±1,07		1200-4910			2330,00±243,00
	18		38,4-48,9		38,40±48,90		1720-3900			2566,61±153,90
Немає Є	1,8 мг/л
	39		26,4-44,9		40,84±1,08		1300-3030			2260,00±109,90
	18		37,6-45,7		42,79±1,004		1790-3010			2519,80±143,56

Перше знаходження каротиноїдів у молюсків належить Комфорту [7], котрий виявив їх у яйцеклітинах Pomacea. Пізніше їх було виявлено в різних органах як прісноводних, так і морських молюсків – у гепатопанкреасі, гонадах, нирках, нервовій тканині та в очах [8-16]. В їх організм ці речовини надходять з їжею рослинного походжння. Зі 180 відомих на сьогодні каротиноїдів [17] у молюсків виявлено близько десяти, а переважають з них три – α- та β-каротиноїди і ксантофіл. У поліфагів домінуючим пігментом є ксантофіл, натомість у фітофагів – α- та β-каротиноїди. Найбільшим вмістом каротиноїдів відзначаються ті органи молюсків, де найінтенсивніше перебігає обмін речовин (гепатопанкреас, гонади). До наших досліджень [18-19] вміст каротиноїдів у гемолімфі молюсків не визначався.
З’ясовано, що концентрація каротинодів у внутрішньому середовищі ставковика озерного коливається в дуже широких межах – від 20 до 2400 γ% і підпадає сезонній (рис.1) і популяційній мінливості (табл. 2).

Рис.1. Сезонна динаміка вмісту каротиноїдів (γ%) у гемолімфі Lymnaea stagnalis (ставок, хутір Затишшя).

Таблиця 2. Вміст каротиноїдів (γ%) у гемолімфі Lymnaea stagnalis із різних популяцій

Біотоп	n	lim	Х± mХ	σ	V
р. Горинь, Славута	65	59,4 – 120,0	85,90 ± 6,50	27,8	32,40
Став, хутір Затишшя	214	119,0-441,0	280,00±15,00	56,0	26,00
Полой, р.Кам’янка	37	109,1 – 1200,0	527,78±53,59	325,8	61,58
Затон р.Жерів, Лугини	106	1321,0 – 404,0	216,00±23,20	81,0	30,00

Як видно з рисунка, рівень вмісту каротиноїдів у гемолімфі ставковика влітку та восени найвищий і у цей час досить стабільний. Взимку ж і рано навесні спостерігається статистично вірогідне (Р більше 99,9%) зниження значення обговорюваного показника. Це зумовлене тим, що в зимовий період часу ці тварини перебувають в анабіотичному стані, через що й не живляться. Рано ж навесні, невдовзі після виходу молюсків з анабіозу, несприятливими для них є умови живлення, що пов’язане зі слабким розвитком у цей час водної рослинності – основного компонента їх кормової бази.

Таблиця 3. Вміст каротиноїдів (γ%) у гемолімфі Lymnaea stagnalis, інвазованих трематодами

Біотоп	Інвазія	Локалізація трематод	n	lim	Х± mХ	σ	V
Р.Горинь, Славута	Opisthioglyphe ranae	Перівісцеральний синус гемоцеля	31	34,5-100,0	68,90±3,51	12,1	17,5
Став, хутір Затишшя	Opisthioglyphe ranae	Перівісцеральний синус гемоцеля	178	113,0-329,0	226,0±10,5	71,0	25,0
Затон р. Жерів, Лугини	Opisthioglyphe ranae	Перівісцеральний синус гемоцеля	9	64,0-590,0	127,0±21,7	65,0	24,7
Полой р.Кам’янка	Echinostoma sp.	Гепатопанкреас	23	200,0-1200,0	517,46±70,60	338,9	61,91

Популяційні відмінності цього показника зумовлені особливостями біотопа, в першу чергу – якісним складом і ступенем розвитку водних макрофітів, переважаючих звичайно у складі харчового комка ставковика. У стоячих водоймах розвиток багатоклітинних водоростей і квіткових рослин значно більший, ніж у водоймах проточних. Отже, і умови живлення ставковиків в останніх гірші. Гадаємо, що саме з цієї причини вміст каротиноїдів у їх гемолімфі нижчий. Наприклад, у особин з тієї ділянки Горині, де швидкість течії сягає 1 м/с, а водна рослинність вкрай бідна, концентрація каротиноїдів у гемолімфі в 1,8 – 2,2 рази нижча (Р більше 99,9%), ніж у тварин, приурочених у своєму поширенні до стоячих або слабкопроточних водойм (швидкість течії близько 0,1 м/с).

Таблиця 4. Вплив різних концентрацій сульфату міді (мг/л) на вміст каротиноїдів (γ%) у гемолімфі Lymnaea stagnalis у нормі та при інвазії трематодами

Інвазія	n	lim	Х± mХ	σ	V
Контроль
Немає Є	37	109,1-1200,0	527,78±53,59	325,8	61,58
Немає Є	23	200,0-1200,0	547,40±70,60	338,9	61,91
0,2 мг/л
Немає Є	20	150,0-1200,0	395,26±59,18	266,3	67,38
Немає Є	26	150,0-1200,0	364,96±49,20	250,9	68,75
1 мг/л
Немає Є	14	150,0-1200,0	407-,88±78,62	290,9	71,32
Немає Є	18	146,3-1200,0	331,06±60,22	252,9	76,40
1,8 мг/л
Немає Є	20	48,0-2400,0	340,56±49,88	217,49	63,86
Немає Є	10	160,0-2400,0	372,91±77,95	220,60	59,16

У молюсків, інвазованих партенітами та церкаріями трематод, вміст каротиноїдів у гемолімфі залежить від інтенсивності інвазії. При слабкому ступені ураження їх паразитами статистично вірогідні зміни цього показника відсутні (таблиця 3). При значній інвазії рівень вмісту каротиноїдів понижується в кілька разів (Р більше 99,9%). У чому тут причина? Їх, напевне, кілька. По-перше, каротиноїди молюсків- хазяїв споживаються паразитами. Адже у тегументі партеніт трематод, у стінках кишковника редій, у сформованих церкаріях неодноразово виявлено ці речовини [14], а джерелом їх може бути тільки організм їх проміжного хазяїна. По-друге, зменшення концентрації каротиноїдів у ставковиків може бути споводоване некротичним розпадом значних ділянок гепатопанкреаса. По-третє, у інвазованих ставковиків при помірній інтенсивності інвазії зростає величина середньодобового раціону, але одночасно із тим і швидкість проходження їжі через травний тракт [20]. Останнє може спричинятися до того, що каротиноїди, котрі надходять в організм молюсків з їжею, не встигають всмоктуватися середньою кишкою і проходять через неї транзитом.

Таблиця 5. Вплив різних концентрацій сульфату міді (мг/л) на відхилення від норми (%) вмісту каротиноїдів у гемолімфі Lymnaea stagnalis

Концентрація токсиканта

Інвазія

Відхилення

Р,%

0,2

Немає

-25,11

-33,34

Більше 99,9

1,0

Немає

-22,81

-39,53

Більше 99,9

1,8

Немає

-35,47

-31,88

Більше 99,9

У середовищі, забрудненому сульфатом міді у концентрації 0,2-1,8 мг/л, у всіх піддослідних тварин спостерігається статистично вірогідне (Р більше 99,9%) зниження рівня вмісту каротиноїдів у гемолімфі (табл. 4). У незаражених особин концентрація каротиноїдів знижується на 23-35%. Рівень падіння їх вмісту у інвазованих трематодами молюсків дещо вищий – 32-40%, що може свідчити про напруженість захисно-пристосувальних механізмів у тварин, які підпали дії паразитарного чинника. Цікаво, що усі зрушення обговорюваного чинника в межах використаних у наших дослідах концентрацій токсикантів однонаправлені та близькі за значеннями, тобто не залежать від концентрації полютанта в середовищі (таблиця 5). Це стосується як вільних від інвазії, так і уражених паразитами тварин.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Карнаухов В.Н. Роль моллюсков с высоким содержанием каротиноидов в охране водной среды от загрязнения. – Пущино: Изд-во АН СССР. – 1978. – 74с.
2. Алексеев В.А. Основные принципы сравнительно-токсикологического эксперимента // Гидробиол. журн. – 1981. – Т.17. – № 3. – С.92-100.
3. Прозоровский В.Б. О выборе метода построения кривой летальности и определение средней летальной дозы // Журн. общ. биол. – 1960. – Т.21. – №3. – С.221-228.
4. Балаховский С.Д., Балаховский И.С. Методы химического анализа крови. – М.: Медгиз, 1953. – 746 с.
5. Здун В.І. Личинки трематод в прісноводних молюсках України. – К.: Вид-во АН УРСР, 1961. – 141 с.
6. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высш. шк., 1973. – 343 с.
7. Comforf A. Lipochromes in the ova of Pila // Nature (London). – 1947. – Vol. 160. – №9. – P. 333-334.
8. Kubišta V. Elovenfarbstoffe in einigen Stylommatophoren // Veśtn. Českosl. Společ. Zool. – 1953. – B. 18. – №3. – S. 177-180.
9. Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов. – М.: ИЛ, 1954. – 396 с.
10. Fischer L.R., Kon S.K., Thompson S.Y. Vitamin A and carotenoids in certain invertebrates. ІV. Mollusca: Loricata, Lamellibranchiata and Gastropoda. // J. Marine Biol. Assoc. UK. – 1956. – Vol. 35. – №1. – P. 41-61.
11. Vilela G.G. Carotenoids of some Brasilian freshwater gastropods of genus Pomacea // Nature. – 1956. – Vol. 178. – №4524. – P.95.
12. Eakin R.M., Brandenburger I.L. Localization of vitamin A in eye of a pulmonate snail // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – Vol. 60. – №1. – P. 140-145.
13. Goodwin T.W. Pigments of Mollusca // Chem. Zool. – 1972. – Vol. 7. – P. 187-199.
14. Hoskin G.P., Cheng T.C. Occurrence of carotenoids in Himasthla quissetensis rediae and the host Nassarius obsoletus // J. Parasitol. – 1975. – Vol. 61. – №2. – P.381-392.
15. Петруняка В.В., Кувшинов Н.Н., Карнаухов В.Н. Особенности дыхания тканей моллюсков // ДАН СССР. – 1974. – Т. 219. – №2. – С. 492-495.
16. Петруняка В.В. Выделение каротиносодержащих субклеточных структур из нервной ткани маллюсков // Цитология. – 1976. – Т. 18. – №10. – С. 1185-1188.
17. Weedon B.C.L. Carotenoids recent advanced // Chem. Brit. – 1967. – Vol. 3. – P. 424-432.
18. Бондарчук Л.Г., Дорошенко О.В., Стадниченко А.П., Дудко Е.В. О нарушениях витаминного баланса в организме пресноводных брюхоногих моллюсков при инвазии партенитами трематод // Моллюски. Основные результаты их изучения. – 1979. – Сб.6. – С. 227-227.
19. Бондарчук Л.Т., Дорошенко О.В., Дудко Е.В., Омельченко А.В., Погребняк Л.Д., Радушинский В.Э., Стадниченко А.П., Табачук Л.В., Шапран Ю.П. Влияние трематодной инвазии на содержание каротиноидных пигментов в гемолимфе пресноводных моллюсков // Пробл. паразитол. – К.: Наук. Думка. – 1980. – Ч.1. – С. 82-83.
20. Стадниченко А.П., Коцюк Р.В. Влияние различных концентраций поверхностно-активных веществ на величину суточных рационов и продолжительность прохождения пищи у Lymnaea stagnalis, инвазированного партенитами Echinostoma revolutum // Паразитология. – 1990. – Вып. 6. – С. 528-532.

Матеріал надійшов до редакції 21.08.01.

Стадниченко А.П., Иваненко Л.Д., Мостипака О.А., Степчук Л.О., Гоменюк Р.А. Влияние сульфата меди на содержание каротиноидов в гемолимфе прудовика озерного (Mollusca: Pulmonata: Lymnaeidae) в норме и при инвазии его партенитами трематод.
Растворы сульфата меди (0,2-1,8 мг/л) вызывают падение уровня содержания каротиноидов в гемолимфе Lymnaea stagnalis на 23-35%. У инвазированных особей это отклонение выражено намного ярче, чем у моллюсков незараженных.

Stadnychenko A.P., Ivanenko L.D., Mostypaka O.A., Stepchuk L.O., Gomenyuk R.A. Trematoda invasion and sulphate copper impact upon carotenoids of haemolymph of Lymnaea stagnalis (Mollusca: Pulmonata: Lymnaeidae).
Trematoda invasion and different concentrations of sulphate copper (0.2-1.8 mg/l ) impact on carotenoids of haemolymph of Lymnaea stagnalis have been investigated. These molluscs demonstrate a decrease of contents of carotenoids in haemolymph by 23-35%. This deviation is expressed in infected molluscs to a far greater extent than in noninfected ones.

Всі опубліковані на сайті матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення. Копіювання та використання інформації суворо заборонено.

< Попередня		Наступна >

Замовити реферат, курсову або дипломну роботу

Studentam.net.ua