Интенсивность перекисного окисления липидов и состояние системы детоксикации ксенобиотиков у гидробионтов при воздействии пестицидов двух химических классов - Автореферат
Определение уровня интенсивности процессов перекисного окисления липидов по содержанию малонового диальдегида в условиях интоксикации пестицидами гидробионтов. Изучение состояния активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы и каталазы).
Аннотация к работе
Целью настоящей работы являлась комплексная оценка уровня свободно-радикальных процессов, интенсивности перекисного окисления липидов, активности антиоксидантных ферментов, состояния глутатионовой системы и активности некоторых ферментов детоксикации в организмах гидробионтов при воздействии пестицидов, относящихся к классам производных арилоксифеноксипропионовых кислот и тиазолов (неоникотиноидов). В работе впервые показано, что воздействие пестицидов, относящихся к классам производных арилоксифеноксипропионовых кислот и тиазолов, на организмы гидробионтов сопровождается изменениями уровня свободно-радикальных процессов, интенсивности процесса ПОЛ, активности антиоксидантных ферментов и ферментов детоксикации, активацией глутатионовой системы, которую можно считать маркером пестицидного воздействия. 3, у головастиков воздействие фуроре и фюзилада вызывало ингибирование фермента на 1-е сутки (-12…-20%), а затем развивалась активация и на 4-е сутки активность превышала контроль на 11 и 10%. У моллюсков воздействие всех пестицидов сопровождалось повышением активности СОД, причем активация сильнее выражена в середине и в конце эксперимента, достигая максимума на 4-е сутки: 45%, 71%, 19% и 16%, соответственно. В печени карпа для воздействия всех пестицидов (кроме фуроре) характерна активация СОД на 1-2-е сутки ( 31… 12% в зависимости от пестицида и экспозиции опыта), а на 4-е сутки активность фермента снижается до контрольного уровня, а при действии фуроре зафиксировано даже ингибирование СОД (-18%).Воздействие пестицидов на уровне пороговой концентрации в остром опыте сопровождается достоверным увеличением интенсивности ХЛ у моллюсков в течение первых суток эксперимента, а в тканях карпа, в течение 96 часов опыта, достигая максимума к четвертым суткам эксперимента. Пестицидная интоксикация при краткосрочном воздействии на уровне пороговой концентрации в основном сопровождается увеличением активности СОД и каталазы. У головастика шпорцевой лягушки активность обоих ферментов в 1-е сутки эксперимента незначительно, но достоверно подавлялась, а затем возрастала (2-е, 4-е сутки) до контрольного уровня или превышала его. В остром опыте токсическое воздействие пестицидов на уровне пороговых концентраций приводит к возрастанию уровня глутатиона в печени карпа к концу опыта более чем в 2 раза. Активность карбоксил-и ацетил-эстераз (ферментов детоксикации) в большинстве случаев снижена; максимальное ингибирование карбоксилэстеразы (в 1,8 раза) зафиксировано у моллюсков.
Вывод
1. Воздействие пестицидов на уровне пороговой концентрации в остром опыте сопровождается достоверным увеличением интенсивности ХЛ у моллюсков в течение первых суток эксперимента, а в тканях карпа, в течение 96 часов опыта, достигая максимума к четвертым суткам эксперимента. У головастика шпорцевой лягушки в ходе всего эксперимента отмечали возрастание уровня МДА.
2. Пестицидная интоксикация при краткосрочном воздействии на уровне пороговой концентрации в основном сопровождается увеличением активности СОД и каталазы. Максимальная активность СОД, более чем в 1,5 раза, выявлена у моллюсков. У головастика шпорцевой лягушки активность обоих ферментов в 1-е сутки эксперимента незначительно, но достоверно подавлялась, а затем возрастала (2-е, 4-е сутки) до контрольного уровня или превышала его. В тканях карпа активность СОД и каталазы возрастала в 1,3-1,7 раза, после чего снижалась до контрольных значений.
3. В остром опыте токсическое воздействие пестицидов на уровне пороговых концентраций приводит к возрастанию уровня глутатиона в печени карпа к концу опыта более чем в 2 раза. Для головастика шпорцевой лягушки характерно незначительное, но достоверное подавление всех звеньев глутатионовой системы в начале эксперимента. В процессе опыта все показатели достигают контрольных значений, а уровень глутатиона достоверно превышает их. Особенность ответной реакции у моллюсков проявилась снижением глутатиона с середины эксперимента в 1,5 раза.
4. Активность карбоксил- и ацетил- эстераз (ферментов детоксикации) в большинстве случаев снижена; максимальное ингибирование карбоксилэстеразы (в 1,8 раза) зафиксировано у моллюсков. Однако в печени карпа обе эстеразы достоверно активировались, преимущественно на 2-е сутки.
5. Видоспецифичность ответных реакций (зависимость от тест-объекта) в той или иной мере присутствует в динамике всех показателей, что особенно ярко демонстрируют изменения интенсивности ХЛ и уровня глутатиона. ХЛ у моллюсков, повышенная в начале опыта, к концу эксперимента снижается. В сыворотке крови карпа, напротив, интенсивность ХЛ постоянно возрастает. Уровень GSH у головастиков в начале опыта снижен, а затем постепенно возрастает и к концу эксперимента превышает контроль. У моллюсков содержание GSH падает, начиная с середины опыта. В печени карпа динамика GSH резко восходящая. В жабрах уровень GSH возрастает, однако четкой динамики не зафиксировано.
6. Фактор химической природы пестицида проявился по-разному. Практически не зависят от класса пестицидов изменения показателей глутатионовой системы и активность СОД. Показатели уровня СРП, ПОЛ и активности ферментов детоксикации в довольно большой степени зависят от природы пестицидов.
7. Маркерами токсического воздействия пестицидов на гидробионтов являются: интенсивность ХЛ; содержание GSH; конъюгирующая активность ГSТ; активность СОД, а также активность карбоксил- и ацетил- эстераз. Изменения этих показателей хорошо выражены и имеют яркую динамику.
8. Для диагностических целей можно рекомендовать показатели глутатионовой системы: содержание GSH, конъюгирующую активность ГСТ, а также (с определенными ограничениями) активность ГР.
Список использованных сокращений
АОЗ - антиоксидантная защита
АФК - активные формы кислорода
ГSТ - глутатион-S-трансфераза
ГР - глутатионредуктаза
ГС - глутатионовая система д.в. - действующее вещество
КТ - каталаза
ЛК16 - минимальная летальная концентрация
МДА - малоновый диальдегид
ПДК - предельно допустимая концентрация
ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты
ПОЛ - перекисное окисление липидов
СОД - супероксиддисмутаза
СРП - свободно-радикальные процессы
ХЛ - хемилюминесценция
GSH- глутатион восстановленный.
Список литературы
1. Moskvichov D.V., Levina I.L., Gvozdenko E.S. Lipid peroxidation and activity of antioxidant enzymes in tadpole of clawed frog under the action of diazole pesticides.// Reactive oxygen and nitrogen species, antioxidants and human health. - Smolensk, Russia, 2003 - C. 194-195. 0,08 п.л., 40%.
2. Москвичев Д.В., Левина И.Л., Гвозденко Е.С., Зинчук О.А. Оценка глутатионовой системы у осетровых и карповых рыб как маркера воздействия азоловых пестицидов.// В сбор. Научные труды международного биотехнологического центра МГУ. - Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова 2004 - С. 129.0,04 п.л., 30%
3. Левина И.Л., Москвичев Д.В., Щербакова Н.И., Гвозденко Е.С. Особенности биохимической адаптации брюхоногих моллюсков к воздействию пестицидов новых поколений. // В сбор. Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов. - Петрозаводск 2004 - С. 80-81.0,08 п.л., 20%.
4. Москвичев Д.В., Левина И.Л., Гвозденко Е.С., Зинчук О.А. Ранние адаптивные изменения активности ферментов биотрансформации у головастиков шпорцевой лягушки и брюхоногих моллюсков при пестицидной нагрузке. // В сбор. Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов. - Петрозаводск 2004 - С. 94-95. 0,08 п.л., 30%.
5. Левина И.Л., Гвозденко Е.С., Зинчук О.А., Москвичев Д.В., Щербакова Н.И. Действие тиазоловых пестицидов на процессы детоксикации и антиоксидантной защиты у рыб.// В мат. конф. Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных. - Тез.конф. - Саранск 2005.- С. 126-131. 0,25 п.л., 40%.
6. Левина И.Л., Зинчук О.А., Москвичев Д.В., Гвозденко Е.С. Адаптивные изменения активности этераз у бесхвостых амфибий и брюхоногих моллюсков при пестицидном воздействии. // В сбор. Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов. - Петрозаводск 2005 - С. 101-105. 0,21 п.л., 30%
7. Левина И.Л., Москвичев Д.В., Гвозденко Е.С., Шепило В.Ю. Изменения про/антиоксидантного баланса у рыб и брюхоногих моллюсков при воздействии гербицидов класса арилоксифеноксипропионовых кислот.// В мат. конф. Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека.- Смоленск 2005. - С. 60-62.0,13 п.л., 30%.
8. Гвозденко Е.С., Внуков В.В. Влияние пестицидов нового поколения на состояние глутатионовой системы у рыб.// Известия ВУЗОВ. Северо-кавказский регион. №12 2006. - с. 55-59. 0,5 п.л., 80%.