ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ СЕГОЛЕТОК КАРПА ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Из широкого спектра загрязнителей особую опасность для гидробионтов представляют тяжелые металлы [1, 2]. Важную роль в метаболизме, росте и развитии, а также адаптации гидробионтов к различным видам токсической нагрузки играют белки [3, 7].
Свинец и кадмий относятся к 1 классу токсичности. Из всех водных обитателей наибольшее токсическое действие кадмий и свинец оказывают на рыб [1]. К таким воздействиям относится образование комплекса «белок-металл» с накоплением металлотионеинов, нарушение процессов образования и трaнcпорта белков и другие реакции, показателями которых могут являться изменения в содержании различных белков в организме.
Однако, все еще мало сведений, касающихся влияния металлов, которые выступают в низких концентрациях как микроэлементы, а при высоких - проявляют свойства тяжелых металлов. К таким металлам относится марганец, который как микроэлемент препятствует развитию свободно - радикального окисления, обеспечивая стабильность структуры клеточных мембран, нормальное функционирование мышечной ткани, а также повышает интенсивность утилизации жиров, снижая уровень липидов в организме, необходимый для нормального роста и развития организма. При хроническом отравлении соединения марганца выступают как цитоплазматические яды, способные вызывать серьезные нарушения в нервной системе, почках и органах кровообращения [2].
Целью данной работы явилось изучение влияния хронической интоксикации водной среды ионами свинца, кадмия и марганца на белковый состав крови сеголеток карпа.
Материалы и методы исследования
Работа выполнена на базе лаборатории анатомии, физиологии, гистологии Дагестанского государственного университета. В эксперименте использованы сеголетки карпа (Cyprinus carpio L.) массой 100-150 г, выращенные в прудах Широкольского рыбоводного комбината Республики Дагестан. Рыбы отлавливались перед их переброской в пруды для зимовки и переносились в аквариумы объемом 250-300 литров с содержанием ацетата свинца 0,5 мг/дм3 (ПДК 0,1 мг/дм3), хлорида кадмия 0,25 мг/дм3 (ПДК 0,005 мг/дм3) и сульфата марганца 0,1 мг/дм3 (ПДК 0,01 мг/дм3). Контролем служили рыбы, содержавшиеся в чистой воде. В аквариумах создавались условия постоянного температурного (19-23 °С) и газового режима. Кормили рыб живым трубочником Tubifex tubifex. Изучали динамику содержания общего белка [8] и белковых фpaкций [5] в крови сеголеток карпа в разные сроки экспозиции рыб в водной среде с ионами тяжелых металлов (5, 15, 30 и 40 дни эксперимента).
Полученные результаты подвержены вариационно - статистической обработке методом малой выборки [6].
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования представлены в табл. 1-3 и на рис. 1-3.
Из полученных данных видно, что содержание белков в крови сеголеток карпа находится в зависимости от вида и времени действия токсиканта.
У контрольных рыб содержание белков в крови составляет 24,0 ± 1,30 г/л. Большая их часть (40,0 %) приходится на долю альбуминовой фpaкции. Остальные белки представлены α1 - (24,0 %), α2 - (18,0 %), β - (6,0 %) и γ - (7,0 %) глобулинами. A/G-индекс контрольных рыб равен 0,67, что свидетельствует о преобладании суммы глобулинов над альбуминами в 1,5 раза.
При действии ионов кадмия в течение 40 суток наблюдается значительное повышение содержания белков всех фpaкций, кроме β-глобулинов, уровень которых меняется незначительно на протяжении эксперимента. Так, наиболее значительное повышение содержания общего белка, альбуминов и α1-глобулинов (~ в 2,0 раза) отмечено на 15 день эксперимента. В дальнейшем происходит снижение концентрации протеинов, однако, значение их не достигает уровня контроля (за исключением содержания α1-глобулинов). Наибольшие концентрации α2- и γ-глобулинов обнаружены на 30 и 40 сутки соответственно. Изменения в соотношении белковых фpaкций сопровождаются ростом A/G - индекса, наибольшее значение которого (1,58) отмечено на 30 сутки, что свидетельствует о значительном преобладании альбуминовой фpaкции над глобулиновой на данном этапе экспозиции (табл. 1; рис. 1).
Таблица 1
Содержание общего белка и белковых фpaкций в периферической крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ионами кадмия (М ± m, n = 10)
|
Условия опыта
Белок и белковые |
Контроль |
5-й день |
15-й день |
30-й день |
40-й день |
|
|
Общий белок (г/л) |
24,0 ± 1,30 |
46,0 ± 0,09** |
48,0 ± 0,19** |
38,0 ± 0,19** |
30,0 ± 0,31** |
|
|
Альбумины |
г/л |
9,6 ± 0,80 |
19,3 ± 0,20** |
19,9 ± 0,18** |
9,1 ± 0,12 |
9,0 ± 0,09 |
|
% |
40,0 |
42,0 |
41,5 |
24,0 |
30,0 |
|
|
Глобулины |
||||||
|
α1-глобулины |
г/л |
5,8 ± 0,60 |
12,9 ± 0,29** |
14,4 ± 0,17** |
13,3 ± 0,09** |
9,0 ± 0,07* |
|
% |
24,0 |
28,0 |
30,0 |
35,0 |
30,0 |
|
|
α2-глобулины |
г/л |
4,3 ± 0,30 |
8,7 ± 0,13** |
9,6 ± 0,17** |
11,4 ± 0,09** |
7,5 ± 0,16** |
|
% |
18,0 |
19,0 |
20,0 |
30,0 |
25,0 |
|
|
β - глобулины |
г/л |
2,6 ± 0,20 |
2,8 ± 0,03* |
2,4 ± 0,14* |
3,0 ± 0,18 |
2,4 ± 0,03 |
|
% |
11,0 |
6,0 |
5,0 |
8,0 |
8,0 |
|
|
γ - глобулины |
г/л |
1,7 ± 0,20 |
2,3 ± 0,09* |
1,9 ± 0,02 |
1,1 ± 0,02* |
2,1 ± 0,09 |
|
% |
7,0 |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
7,0 |
|
|
A/G |
0,67 ± 0,05 |
0,86 ± 0,14 |
0,97 ± 0,04* |
1,58 ± 0,02** |
0,41 ± 0,02* |
|
Здесь и далее: * - P < 0,01; ** - P < 0,001.
Очевидно, повышение содержания общего белка при воздействии ионов кадмия связано с тем, что данный токсикант, накапливаясь преимущественно в печени и почках гидробионтов [1], индуцирует синтез металлотионеинов, которые связывают ионы металла и действуют как ловушка для свободных радикалов, являясь, таким образом, естественной защитой организма.
Активация синтеза α2 - глобулинов при воздействии хлорида кадмия, вероятно, вызвана необходимостью связывания ионов кадмия, в таком виде они менее токсичны, хотя далеко не безвредны [4]. Кроме того, повышение содержания белковых фpaкций в крови сеголеток карпа может служить показателем функционального состояния печени в условиях интоксикации ионами кадмия.
Рис. 1. Динамика содержания белков и их фpaкций (в % по отношению к контролю)
в периферической крови сеголеток карпа при хроническом воздействии ионами кадмия:
1 - общий белок; 2 - альбумины; 3 - α1-; 4 - α2-; 5 - β-; 6 - γ-глобулины
При воздействии ионов свинца содержание общего белка в сыворотке крови сеголеток карпа повышается на 5 сутки на 30,4 %, снижается на 15 и 30 сутки на 14,2 и 16,3 % соответственно и стабилизируется в пределах контрольных величин к 40 дню. Уровень альбуминов ниже контроля на 15; 30 и 40 сутки на 47,9; 54,2 и 55,2 % соответственно, тогда как на 5 день их содержание повышено на 23,9 %. Относительно фpaкций глобулина можно отметить повышенное содержание всех его компонентов на протяжении всего эксперимента. При этом, максимальные значения α1 - (11,1 ± 1,50) и β - глобулинов (6,1 ± 1,20) отмечены на 5 сутки; α2-глобулинов (8,4 ± 1,50) - на 40 сутки и γ - глобулинов (4,5 ± 1,11) - на 15 день. К концу эксперимента процентное содержание α1-, α2- , β- и γ-глобулинов сохраняется на уровне выше контроля на 33,9, 65,0 и 106,0 % соответственно (табл. 2; рис. 2).
Таблица 2
Содержание общего белка и белковых фpaкций в периферической крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ионами свинца (М ± m, n = 10)
|
Условия опыта
Белок и белковые |
Контроль |
5-й день |
15-й день |
30-й день |
40-й день |
|
|
Общий белок (г/л) |
24,0 ± 1,30 |
31,3 ± 1,10* |
20,6 ± 1,40 |
20,1 ± 3,50 |
24,0 ± 1 = 0,17 |
|
|
Альбумины |
г/л |
9,6 ± 0,80 |
11,9 ± 0,38* |
5,0 ± 1,20* |
4,4 ± 0,90* |
4,3 ± 1,50* |
|
% |
40,0 |
38,5 |
24,0 |
22,0 |
18,0 |
|
|
Глобулины |
||||||
|
α1-глобулины |
г/л |
5,8 ± 0,60 |
11,1 ± 1,50 |
8,4 ± 3,50 |
6,3 ± 2,40 |
7,9 ± 1,80 |
|
% |
24,0 |
35,8 |
40,1 |
31,3 |
33,0 |
|
|
α2-глобулины |
г/л |
4,3 ± 0,31 |
7,9 ± 1,10* |
4,6 ± 0,79 |
7,1 ± 1,29* |
8,4 ± 1,50* |
|
% |
18,0 |
25,8 |
21,9 |
35,3 |
35,0 |
|
|
β-глобулины |
г/л |
2,6 ± 0,20 |
6,1 ± 1,20* |
3,6 ± 0,89 |
4,0 ± 0,68 |
4,3 ± 1,28 |
|
% |
11,0 |
19,5 |
17,2 |
20,0 |
18,0 |
|
|
γ-глобулины |
г/л |
1,7 ± 0,22 |
2,3 ± 0,51 |
4,5 ± 1,11* |
2,8 ± 0,76 |
3,5 ± 0,87 |
|
% |
7,0 |
19,2 |
21,4 |
14,0 |
14,4 |
|
|
A/G |
0,67 ± 0,05 |
0,61 ± 0,06 |
0,32 ± 0,01* |
0,28 ± 0,03* |
0,22 ± 0,01* |
|
Рис. 2. Динамика содержания белков и их фpaкций (в % по отношению к контролю)
в периферический крови сеголеток карпа при хроническом воздействии ионами свинца:
1 - общий белок; 2 - альбумины; 3 - α1-; 4 - α2-; 5 - β-; 6 - γ-глобулины
Изменения в соотношении белковых фpaкций сопровождается (в отличие от интоксикации ионами кадмия) падением A/G-индекса, наименьшее значение которого (0,22) отмечено на 40 сутки, что свидетельствует о значительном преобладании суммарного содержания глобулинов над альбуминами.
Полученные данные об изменениях соотношения белковых фpaкций в крови сеголеток карпа при интоксикации ацетатом свинца являются показателем функционального состояния печени, где осуществляется синтез альбуминов и глобулинов. Подобного рода изменения в сыворотке крови можно рассматривать как защитную реакцию организма при воздействии ионов свинца, поскольку известно, что глобулины являются белками, участвующими в иммунных реакциях организма.
При хроническом воздействии сульфата марганца происходит снижение содержания общего белка на 5; 15 и 40 сутки на 33,8; 14,6 и 16,3 % соответственно и стабилизация в пределах нормы к 30 дню. Интоксикация ионами марганца сопровождается однотипными изменениями в сторону повышения уровня альбуминовой фpaкции на 5; 15; 30 и 40 сутки на 57,3; 72,9; 34,4 и 57,3 % соответственно по сравнению с контролем (табл. 3; рис. 3).
Таблица 3
Содержание общего белка и белковых фpaкций в периферической крови сеголеток карпа при хронической интоксикации ионами марганца (М ± m, n = 10)
|
Условия опыта Показатели |
Контроль |
5-й день |
15-й день |
30-й день |
40-й день |
|
|
Общий белок (г/л) |
24,0 ± 1,30 |
15,9 ± 0,10** |
20,5 ± 0,12* |
25,2 ± 0,41 |
20,1 ± 0,12* |
|
|
Альбумины |
г/л |
9,6 ± 0,79 |
15,1 ± 1,29* |
16,6 ± 2,10** |
12,9 ± 1,70* |
15,1 ± 0,18** |
|
% |
40,0 |
42,0 |
41,5 |
33,9 |
42,0 |
|
|
Глобулины |
||||||
|
α1-глобулины |
г/л |
5,8 ± 0,56 |
10,8 ± 1,10** |
11,2 ± 1,21** |
12,4 ± 1,40** |
8,1 ± 0,09* |
|
% |
24,0 |
30,0 |
28,0 |
33,0 |
28,0 |
|
|
α2-глобулины |
г/л |
4,3 ± 0,29 |
6,4 ± 0,57** |
8,4 ± 0,68** |
7,6 ± 0,59** |
6,4 ± 0,04* |
|
% |
18,0 |
19,0 |
21,0 |
20,0 |
22,0 |
|
|
β-глобулины |
г/л |
2,6 ± 0,20 |
1,8 ± 0,30 |
2,4 ± 0,41 |
3,9 ± 0,48* |
2,3 ± 0,13* |
|
% |
11,0 |
5,0 |
6,0 |
10,0 |
8,0 |
|
|
γ-глобулины |
г/л |
1,7 ± 0,18 |
1,4 ± 0,10 |
1,2 ± 0,12* |
1,1 ± 0,20* |
0,9 ± 0,02* |
|
% |
7,0 |
4,0 |
3,0 |
2,9 |
3,0 |
|
|
A/G |
0,67 ± 0,05 |
0,74 ± 0,09 |
0,72 ± 0,10 |
0,32 ± 0,06* |
0,84 ± 0,02 |
|
Рис. 3. Динамика содержания белков и их фpaкций (в % по отношению к контролю)
в периферической крови сеголеток карпа при хроническом воздействии ионами марганца:
1 - общий белок; 2 - альбумины; 3 - α1-; 4 - α2-; 5 - β-; 6 - γ-глобулины
Хаpaктерным для ионов марганца является значительное повышение содержание фpaкций α1 - и α2-глобулинов. Максимальные значения α1-глобулинов (12,4 ± 1,40) отмечены на 30 сутки, α2-глобулинов (8,4 ± 0,68) - на 15 день. На 5; 15 и 40 сутки воздействия ионов марганца уровень β-глобулинов снижен на 30,8; 7,7 и 10,8 % соответственно и повышен на 50,0 % на 30 сутки по сравнению с контролем. Воздействие сульфата марганца сопровождается снижением γ-глобулиновой фpaкции на протяжении всего эксперимента, особенно выраженном на 40 сутки (на 48,8 % по сравнению с контролем).
Таким образом, при марганцевой интоксикации отмечаются разнонаправленные изменения в содержании белковых фpaкций в периферической крови сеголеток карпа, что нашло отражение в изменении A/G-индекса. На 5, 15 и 40 сутки соотношение A/G возрастает, тогда как на 30 сутки в 2,0 раза ниже, по сравнению с контролем.
Механизм воздействия марганца как тяжелого металла на белковый обмен рыб можно связать с его вступлением в тесную связь со многими белками и ферментами. В растворах воздействие ионов марганца проявляется в ярко выраженном каталитическом действии, то есть способности в сотни тысяч и миллионы раз ускорять течение химических реакций. Кроме того, показано действие ионов марганца на синтез белков и нуклеиновых кислот.
Исходя из полученных данных можно заключить, что состав белков сыворотки крови сеголеток карпа подвержен изменениям, как при действии токсичных металлов, так и эссенциальных. Особенности действия тяжелых металлов проявляются в хаpaктере их влияния на соотношение альбуминов и глобулинов: при действии ионов кадмия обнаруживается четко выраженная тенденция преобладания содержания альбуминов над глобулинами на протяжении всего эксперимента, тогда как при действии ионов свинца, напротив, хаpaктер соотношения меняется в сторону преобладания доли глобулиновой фpaкции.
Таким образом, полученные данные служат важным информативным показателем оценки изменений, наблюдаемых на организменном или видовом уровнях гидробионтов и основанием для использования показателей белкового обмена рыб в качестве биотеста, экологического мониторинга и экологических экспертиз водных экосистем.
Список литературы
- Амосова А.А. Оценка токсического воздействия соединений кадмия на водные организмы // IX Съезд Гидробиологического общества РАН. Т.1. - Тольятти, 18-22 сентября, 2006. - С. 16.
- Давыдова С.Л. О токсичности ионов металлов // Химия. - 1991. - № 3. - С. 121-123.
- Ерохина И.А. К вопросу об изменчивости белкового состава плазмы крови морских млекопитающих // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики: материалы II Междунар. научн. конф. - Саранск: Типография ООО «Мордовия-ЭКСПО». - 2009. - С. 46-49.
- Иванова В.П. К вопросу о механизме токсического действия кадмия на живые организмы // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных: материалы II Междунар. научн. конф. - Саранск. - 2009. - С.58-60.
- Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. - М.: МЕДпресс-информ, 2004. - 910 c.
- Лакин Г.Ф. Биметрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
- Синюк Ю.В. Обмен аминокислот и фpaкционный состав белков в организме карпа под действием ионов марганца, цинка, меди и свинца: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Л., 2003. - 16 с.
- Lowry O.R. Protein measurement with folin phenol reagent / O.R. Lowry, N.P. Rosebrouph, A.N. Farr, R.K. Randall // J. Biol. Chem. - 1951. - V. 193, №1. - P. 265-275.
Статья в формате PDF
121 KB...
12 04 2026 17:49:35
Статья в формате PDF
244 KB...
10 04 2026 6:49:48
Статья в формате PDF
414 KB...
08 04 2026 5:17:29
Статья в формате PDF
110 KB...
05 04 2026 15:48:44
Статья в формате PDF 120 KB...
04 04 2026 8:43:30
Статья в формате PDF
257 KB...
03 04 2026 5:19:17
Статья в формате PDF
135 KB...
02 04 2026 17:30:19
Статья в формате PDF
105 KB...
01 04 2026 14:57:45
Статья в формате PDF
279 KB...
30 03 2026 13:11:21
В основе современной научной теории патологии должны лежать фундаментальные философские принципы бытия материи, из которых выводятся и обосновываются ее основные положения. В данной работе проведен анализ принципа подобия как частного выражения философского принципа субстанциального единства мира. Делается вывод, что один общий биологический процесс лежит в основе как нормальных, так и патологических явлений: приспособление есть сущность болезни.
...
29 03 2026 12:14:50
Статья в формате PDF
145 KB...
28 03 2026 15:35:12
Исследование гормонального баланса в группах пациенток с I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения paка молочной железы позволило обнаружить прогрессирующее снижение содержания в крови прогестерона, коррелирующее со стадией распространения опухолевого процесса. Уровень эстриола снижался в равной мере в обеих группах наблюдения пациентов (I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения неоплазии) по сравнению с показателями контроля. Указанные сдвиги гормонального баланса наблюдались в разных возрастных группах от 29 до 49 лет, достигая максимальных сдвигов в пре- и менопаузальный периоды. Содержание эстрадиола в крови оставалось в пределах нормы при I-IIA стадиях развития заболевания, резко возрастая при метастатической форме paка молочной железы. Мониторинг показателей содержания в крови прогестерона и эстрадиола может быть использован как один из способов оценки эффективности комплексной терапии заболевания и степени распространения неоплазии при paке молочной железы.
...
27 03 2026 15:30:12
Статья в формате PDF
137 KB...
26 03 2026 1:44:33
Статья в формате PDF
116 KB...
25 03 2026 11:31:16
Статья в формате PDF
132 KB...
24 03 2026 16:47:35
Статья в формате PDF
315 KB...
23 03 2026 8:21:27
Статья в формате PDF
106 KB...
22 03 2026 11:51:33
Современный этап развития мирового и отечественного языкознания хаpaктеризуется антропоцентрической направленностью лингвистических исследований. Антропоцентризм является одним из фундаментальных свойств человеческого языка, так как взаимосвязь и взаимообусловленность языка и человека очевидна и не может вызывать никаких сомнений. «Идею антропоцентричности языка в настоящее время можно считать общепризнанной: для многих языковых построений представление о человеке выступает в качестве естественной точки отсчета» [1, 5]. Антропоцентрический подход в изучении языка или антропоцентрическая парадигма предполагает анализ человека в языке и языка в человеке. В.А. Маслова пишет, что «…антропоцентрическая парадигма выводит на первое место человека, а язык считается конституирующий хаpaктеристикой человека, его важнейшей составляющей. Человеческий интеллект, как и сам человек, немыслим вне языка и языковой способности как способности к порождению и восприятию речи. Если бы язык не вторгался во все мыслительные процессы, если бы он не был способен создавать новые ментальные прострaнcтва, то человек не вышел бы за рамки непосредственно наблюдаемого. Текст, создаваемый человеком, отражает движении человеческой мысли, строит возможные миры, запечатлевая в себе динамику мысли и способы ее представления с помощью средств языка» [1, 8].
...
21 03 2026 5:48:50
Статья в формате PDF
367 KB...
19 03 2026 23:44:43
Статья в формате PDF
132 KB...
17 03 2026 20:10:31
Статья в формате PDF
139 KB...
16 03 2026 10:15:37
Статья в формате PDF
119 KB...
14 03 2026 14:24:23
Статья в формате PDF
228 KB...
13 03 2026 13:44:36
Статья в формате PDF
112 KB...
12 03 2026 0:26:53
Статья в формате PDF
135 KB...
11 03 2026 0:54:23
Статья в формате PDF
253 KB...
10 03 2026 9:58:34
Статья в формате PDF
130 KB...
08 03 2026 15:30:32
Для определения возможности использования кристаллографического метода в оценке нарушений cпepматогенеза при действии химических факторов были изучены кристаллограммы лизата cпepматозоидов крыс после введения НДМГ в дозах 5, 25, 40 и 70 мг/кг. Экспериментальные исследования проводились на белых крысах-самцах. Анализ тезиограмм показал превалирование нарушений с увеличением введенной дозы НДМГ, начальные нарушения выявляются на ранних сроках, во всех диапазонах доз НДМГ. Максимальные нарушения прослеживаются при острой интоксикации в дозе 70 мг/кг и сроке 24 часа, о чем свидетельствует увеличение центров кристаллизации, формированием грубых монокристаллов и поликристаллов. Изменения кристаллоографической картины в тезиограммах лизата cпepмы крыс свидетельствуют о метаболических изменениях в cпepматозоидах, развивающихся в ответ на действие НДМГ, что позволяет рекомендовать кристаллографические методы для оценки действия репродуктивных токсикантов и они могут служить индикаторами функционального состояния организма.
...
05 03 2026 8:57:15
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::