Вплив гербіцидів на проміжний обмін компонентів жовчі у коропа - Автореферат

У звязку зі значним антропогенним забрудненням природних та штучних водоймищ хімічними речовинами, серед яких чільне місце займають гербіциди, виникає потреба всебічного системного дослідження особливостей динаміки фізіолого-біохімічних процесів та морфофункціональних змін в певних органах організму водних тварин при адаптації до умов токсичного навантаження та на підставі отриманих результатів розробки критеріїв оцінки токсикотолерантності риб і можливого прогнозування виживання та біопродуктивності останніх в цілому [Грубінко, 2001; Гандзюра, 2004; Жиденко, 2009]. Відомо, що цілісна система адаптації організму забезпечується всіма компонентами метаболізму клітини, в тому числі ліпідної, вуглеводної та білкової природи [Хочачка, Сомеро, 1988] в обміні яких провідну роль відіграє печінка [Романенко, 1978; Меншиков, 2003]. Особливості функціонального стану печінки, як одного із ключових органів, що забезпечує детоксикацію ксенобіотиків, можуть вказувати на розвиток та співвідношення адаптивних та деструкційних процесів як у даному органі, так і в організмі загалом в умовах гербіцидного навантаження [Гичев, 1993; Вовк, 2002]. Тому, дослідження міжтканинного перерозподілу та окремих ланок проміжного обміну основних органічних компонентів жовчі може відкрити нові можливості для зясування механізмів участі даних перетворень у гепатоцитах при розвитку адаптивних реакцій в умовах токсикозу [Мишнев, Щеглев, 1988; Гичев, 1993; Юрин, 2002]. Дисертаційна робота виконана згідно плану науково-дослідних робіт кафедри біології хіміко-біологічного факультету Чернігівського національного педагогічного університету імені Т.Г.Шевченка по темі: "Комплексна оцінка дії гербіцидів, які застосовуються в Україні, на гідробіонтів, пошук біоіндикаторів", № держреєстрації 0109U001298; "Зменшення негативного впливу пестицидного навантаження на гідробіонтів за допомогою мікробних препаратів - пробіотиків", № держреєстрації 0111U001178 та повязана з темою науково-дослідних робіт біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка "Дослідити системні, клітинні і молекулярні механізми діяльності нервової системи, внутрішніх органів і рухового апарату організму людини і тварин в нормі і патології" № держреєстрації 0106U005751.Встановили переконливе домінування таурохолатів (таурохолевої (ТХК) та тауродигідроксихолевих (ТДХК)) кислот в тканинах коропа: в крові одноліток вони складали 86,8%, в тканині печінки - 67,6% та в жовчі - 79,5%, а у дволіток відповідно 74,9%, 54,9% та 91,6% від загальної кількості жовчних кислот (рис. Аналіз вмісту жовчних кислот показав, що в крові та жовчі коропа-однолітки має місце тенденція до зниження рівня таурохолатів в умовах навантаження організму зенкором, в той час як вміст усіх інших ідентифікованих жовчних кислот переконливо зріс як за дії двох, так і чотирьох гранично допустимих концентрацій (ГДК) цього гербіциду у воді. Величини коефіцієнтів співвідношення глікоконюгованих жовчних кислот до тауроконюгованих в одноліток за дії раундапу, які в печінці незначно зростають, а в жовчі мають тенденцію до зниження, свідчать про те, що детоксикаційна функція гепатоцитів у коропів-одноліток з використанням механізму конюгації з гліцином в умовах навантаження раундапом перебуває на досить високому рівні, хоча по інтенсивності поступається таким за умов дії зенкора. Порівняльний аналіз вмісту жовчних кислот в крові, печінці та жовчі коропів-дволіток за умов впливу зенкору вказує на гальмування процесів, що забезпечують транслокацію як вільних, так і конюгованих жовчних кислот через каналікулярну мембрану гепатоцитів, а також свідчить про те, що має місце зниження ефективності процесів конюгації у гепатоцитах. Аналіз співвідношення окремих фракцій жовчних кислот у складі тканини печінки та в жовчі свідчить про пригнічення процесів синтезу у печінці коропів-дволіток за умов навантаження раундапом, на що вказують встановлене нами зменшення концентрації у складі жовчі вільних жовчних кислот та зміни коефіцієнту гідроксилювання на користь дигідроксихоланових кислот.У коропів через чотирнадцять днів гербіцидного навантаження сформувалась реакція-відповідь, яка проявлялась у зміні активності поліферментних систем клітин печінки. Результати таких реакцій відобразились на проміжному обміні компонентів жовчі, що характеризувало детоксикаційну, біосинтетичну, екскреторну, креаторну функцію печінки та механізми транслокації речовин через синусоїдну та каналікулярну мембрани гепатациту. Під впливом гербіцидів у коропів-одноліток змінюється співвідношення окремих фракцій жовчних кислот: зенкор викликав зростання вмісту вільних (в 4 рази) та конюгованих з гліцином (в 2,1 рази) жовчних кислот у складі міхурової жовчі та крові (відповідно на 33,3% та на 50%) при значному зменшенні їх кількості в тканині печінки (відповідно на 35,5% та на 15,8%). У коропів-дволіток зенкор збільшував рівень всіх ідентифікованих жовчних кислот у печінці при зменшенні їх вмісту в складі жовч

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. У коропів через чотирнадцять днів гербіцидного навантаження сформувалась реакція-відповідь, яка проявлялась у зміні активності поліферментних систем клітин печінки. Результати таких реакцій відобразились на проміжному обміні компонентів жовчі, що характеризувало детоксикаційну, біосинтетичну, екскреторну, креаторну функцію печінки та механізми транслокації речовин через синусоїдну та каналікулярну мембрани гепатациту.

2. Під впливом гербіцидів у коропів-одноліток змінюється співвідношення окремих фракцій жовчних кислот: зенкор викликав зростання вмісту вільних (в 4 рази) та конюгованих з гліцином (в 2,1 рази) жовчних кислот у складі міхурової жовчі та крові (відповідно на 33,3% та на 50%) при значному зменшенні їх кількості в тканині печінки (відповідно на 35,5% та на 15,8%). Раундап не викликав вірогідного зростання рівня жовчних кислот як у печінці, так і у складі жовчі.

3. У коропів-дволіток зенкор збільшував рівень всіх ідентифікованих жовчних кислот у печінці при зменшенні їх вмісту в складі жовчі. Під впливом раундапу у коропів-дволіток змінюється якісний склад жовчі: зменшується кількість фосфоліпідів та жовчних кислот, за винятком глікохолатів і відносно підвищується вміст холестерину, що сприяє підвищенню індексу літогенності жовчі.

4. У коропів одноліток за дії обох гербіцидів посилюються процеси транслокації через каналікулярну мембрану більшості ліпідних фракцій, що можна розцінити як адаптивну реакцію для попередження розвитку жирового гепатозу, але при цьому має місце втрата гепатоцитами ліпідів, як енергетичного субстрату.

5. У коропів різного віку гербіцидне навантаження значно пригнічує екскрецію жовчних пігментів. Ступінь пригнічення екскреторної функції печінки значно вищий у коропів-дволіток та за умов впливу зенкора, при дії якого мало місце часткове, не характерне для риб, відновлення білівердину до білірубіну.

6. Розподіл жовчних пігментів на окремі фракції дозволив виявити пригнічення детоксикаційної функції гепатоцитів шляхом конюгації з глюкуроновою кислотою, шо більше виражене у дволіток коропа та за умов дії зенкору. Навантаження на організм коропів-одноліток 0,4 мг/дм3 зенкору та 0,08 мг/дм3 раундапу знижувало у жовчних міхурах концентрацію похідних білірубіну та білівердину відповідно на 20,9% та 16,9% порівняно з контролем. У коропів-дволіток зазначені концентрації гербіцидів знижували у жовчних міхурах концентрацію похідних білірубіну та білівердину на 32,4% та на 20,7% відповідно.

7. Адаптивні процеси в організмі коропів-одноліток, які проявляються у зміні активності біосинтетичних, детоксикаційних та інших процесів у гепатоцитах, на відміну від дволіток, у звязку з анаболічним спрямуванням обміну речовин, відбуваються швидше та перебігають інтенсивніше; детоксикація відбувається різними шляхами, в залежності від природи ксенобіотика, біосинтетичні та екскреторні процеси за умов дії гербіцидів пригнічуються менше, однак ліпіди, як один із основних енергетичних субстратів, використовується не ефективно.

1. Полетай В.М. Особливості проміжного обміну жовчних кислот в організмі коропа при дії пестицидів / В.М. Полетай, А.О. Жиденко, С.П. Весельський, М.Ю. Макарчук // Вісник КНУ, біологія. - 2010. - №55. - С. 4-6 (Особисто дисертантом проведено аналіз літературних даних, експериментальні дослідження та їх аналіз, статистичну обробку результатів дослідження).

2. Полетай В.М. Вплив гербіцидів на проміжний обмін ліпідів в організмі коропа / В.М. Полетай, С.П. Весельський, П.І. Янчук // Вісник Черкаського університету, біологія. - 2010. - № 184. - С. 110-114 (Особисто дисертантом проведено експериментальні дослідження, їх аналіз та статистичну обробку, брав участь в узагальненні результатів дослідження).

3. Гарник Т.П. Спосіб визначення спектра похідних білірубіну та білівердину в біологічній рідині: Патент на корисну модель № 41602 / Т.П. Гарник, М.Ю. Макарчук, С.П. Весельський, Т.І. Крохіна, Г.О. Самоніна, З.А. Горенко, Є.М. Решетнік, В.М. Полетай. - Заявлено 30.01.2009 р, № заявки u 2009 00708; опубл. 25.05.2009, бюл. № 10 (Особисто дисертантом проведено збір матеріалу дослідження, участь у експериментальних дослідженнях та їх технічне забезпечення).

4. Полетай В.М. Вплив гербіцидів на проміжний обмін жовчних пігментів в організмі коропа / В.М. Полетай, А.О. Жиденко, С.П. Весельський, М.Ю. Макарчук / Наукові записки Тернопільського педуніверситету ім. В. Гнатюка. Серія: біологія. - 2011. - №2(47). - С. 207-211. (Особисто дисертантом проведено експериментальні дослідження, їх аналіз та статистичну обробку, брав участь в узагальненні результатів дослідження та підготовці матеріалу до друку).

5. Полетай В.М. Зміни у проміжному обміні жовчних кислот в організмі коропа під дією пестицидів / В.М. Полетай, А.О. Жиденко, С.П. Весельський, М.Ю. Макарчук // "Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології" / Матер. конф. - К.: Знання України, 2008. - С. 156-157.

6. Полетай В.М., Жиденко А.О. Розподілення ліпідів між жовчю та кровю при дії пестицидів / В.М. Полетай, А.О. Жиденко // Матеріали Всеукраїнської конференції "Фундаментальні та прикладні аспекти гастроентерології". - Київ. - 2008. - С.5.

7. Жиденко А.А. Влияние гербицидов различной химической структуры на липидный обмен в печени карпа / А.А. Жиденко, Т.В. Мищенко, В.М. Полетай / Матеріали Х Українського біохімічного зїзду // Укр. біохім. журн., 2010. - Т. 82. - №42. - С. 179.

8. Полетай В.М. Співвідношення органічних складових у жовчі та крові при дії гербіцидів / В.М. Полетай, А.О. Жиденко, С.П. Весельський, М.Ю. Макарчук // Тези доповідей на V Міжнародній науковій конференції "Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології". - Київ, 2010. - С. 164.