Примітка: * - ступінь вірогідності різниці досліджуваних показниках у риб дослідних груп порівняно до показників у риб контрольної групи
Високою здатністю активувати процеси окислення ліпідів володіють іони марганцю при 2ГДК – 116,8 ß-розпадів/100мг вологої тканини/хв. При дії інших металів, в даній концентрації, протікання окислювальних процесів в головному мозку риб здійснюється на рівні фізіологічної норми (Р<0,5).
При 5 ГДК кількість виділеного радіоактивного СО2, утвореного в результаті окислення ацетату, зростає під впливом іонів марганцю і свинцю – відповідно на 31,6 та 39,1 % порівняно з контролем (Р<0,05). Цей факт може свідчити про метаболічний стрес і деструктивні зміни в нервовій тканині при 5 ГДК, в умовах якого забезпечення організму риб енергією за рахунок окислення ацетату є метаболічно виправданим шляхом, який активується виключно при стресових станах організму.
Отже, окислювальний катаболізм ліпідів в головному мозку коропа – важлива складова частина інтегрального фізіолого-біохімічного механізму, який забезпечує в організмі риб енергетичний гомеостаз при інтоксикації.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведені дані про закономірності накопичення цинку, міді, марганцю і свинцю у головному мозку коропа та встановлено взаємозв’язок між їх вмістом в нервовій тканині та біохімічними ефектами їх впливу на динаміку ліпідного складу головного мозку коропа при підвищеній концентрації іонів цинку, міді, марганцю та свинцю у воді.
- Підвищення у воді концентрації іонів важких металів призводить до накопичення у головному мозку коропа цинку та міді при 2 ГДК, а також марганцю при 5 ГДК. Зміни вмісту свинцю в умовах інтоксикації не виявлені.
- Іони свинцю змінюють спрямування ліпідної ланки метаболізму в мозку коропа в напрямку збільшення вмісту загальних ліпідів за рахунок збільшення у їх складі фосфоліпідів та неетерифікованих жирних кислот. Натомість, за дії іонів міді вміст загальних ліпідів на фоні збільшення кількості фосфоліпідів при 2 ГДК зменшується. За дії іонів цинку та марганцю вміст загальних ліпідів у мозку коропа при 2 ГДК зменшується, а при 5 ГДК – зростає.
- За дії іонів свинцю, цинку та марганцю при 2 ГДК вміст холестеролу в мозку коропа підвищується, а при 5 ГДК – зростає рівень неетерифікованих жирних кислот.
- За дії іонів важких металів мобілізується пул фосфоліпідів у напрямку протидії токсичному впливу, який характеризується наступними змінами: збільшення вмісту фосфатидилетаноламіну, деградація фосфатидилхоліну з наступним накопиченням лізофосфатидилхоліну, збільшення сфінгомієліну в мозку коропа. Іони цинку на фоні несприятливого впливу токсикантів проявляють захисну дію при стресових впливах на риб.
- Динаміка вмісту жирних кислот головного мозку коропа свідчить про компенсаторне збільшення їх загального вмісту у мозку коропа при 5 ГДК шляхом зростання у їх складі поліненасичених жирних кислот лінолевого та ліноленового рядів. Сезонні зміни переходу до активного способу життя підсилюють токсичний вплив досліджуваних металів на динаміку жирнокислотного складу.
- Ступінь використання [1-14С]-ацетату у синтезі загальних ліпідів та фосфоліпідів мозку коропа зменшується при дії всіх досліджуваних металів за обох концентрацій. Інтенсивність синтезу холестеролу, його ефірів та ацилгліцеролів вірогідно зменшується, поряд із підвищенням синтезу неетерифікованих жирних кислот.
- Продукція 14СО2 за рахунок окиснення [1-14С]-ацетату у головному мозку дослідних риб значно вища (Р<0,05 – 0,001) за дії іонів марганцю та свинцю та істотно не змінюється при дії іонів міді та цинку.
- Зміни складу загальних ліпідів та вмісту фосфоліпідів (фосфатидилхоліну, лізофосфатидилхоліну, сфінгомієліну, фосфатидилетаноламіну), холестеролу, ненасичених жирних кислот, а також продукцію 14СО2 можна використовувати як біотести для оцінки токсичного впливу води, забрудненої іонами важких металів.
- Іони важких металів в організмі коропа викликають структурно-функціональні зміни ліпідів мозку риб, спрямовані на зниження проникності іонів металів у нервову клітину, зміну метаболізму ліпідів у напрямку їх використання як енергетичних субстратів, створення пулу окремих фракцій фосфоліпідів та жирних кислот, що беруть участь у формуванні енцефалічного бар’єру захисту від проникнення важких металів.
Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації
1. Маньора Г.Б., Грубинко В.В. Динамика липидного состава мозга рыб при интоксикации ионами тяжелых металлов //Гидробиол. журн. – 2004. – Т. 40, № 5. – С. 49 – 56.
2. Маньора Г.Б., Грубінко В.В. Адаптивні перебудови жирнокислотного складу мозку риб за умов дії свинцю //Доповіді НАН України. -2003. - № 11. – С. 167 – 170.
3. Маньора Г.Б., Бродін С.В., Грубінко В.В. Особливості окислення 14С-ацетату та динаміка ліпідного складу мозку риб при дії солей важких металів //Наук. записки Тернопільського держ. пед. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. — Спеціальний випуск: Гідробіологія. - 2001. — Т. 3, №14. — С. 211-213.
Дисертантка брала участь у плануванні експерименту, хроматографічний аналіз досліджуваних проб виконала із Бродіним С.В., разом із співробітниками Львівського інституту біології тварин УААН методом мічених ізотопів отримала кінцеві результати. Із співавторами здійснювала обговорення результатів, написала рукопис статті.
4. Маньора Г.Б., Грубінко В.В. Вплив іонів марганцю і міді на жирнокислотний склад ліпідів мозку риб: сезонні особливості //Біологія тварин. – 2003. – Т.5, № 1 – 2. – С. 112 – 117.
5. Чайковська Г.Б. Роль ліпідів в адаптації мозку риб до екстремальних факторів водного середовища //Наук. записки Тернопільського держ. пед. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. — 2003. — Т. 2, № 21. — С. 98 - 109.
6. Маньора Г.Б. Особливості реакції ліпідів мозку коропа на дію іонів свинцю // Укр. біохім. журн. — 2002. — Т.74, №4б. — С. 96.
7. Маньора Г.Б. Особливості ліпідного складу мозку риб при забрудненні води сполуками важких металів //Міжнародна наукова конференція “Політ”, Київ, жовтень 2001. Тез. доп., Київ – 2002.- С. 194.
8. Маньора Г.Б., Грубинко В.В. Сезонные особенности жирнокислотного метаболизма в мозге карпа при интоксикации свинцом //Всероссийская конференция с участием специалистов из стран ближнего и дальнего зарубежья “Современные проблемы водной токсикологии” (19-21 ноября 2002 г., Борок): Тез. докл. – Борок, 2002. – С.53.
АНОТАЦІЇ
Чайковська Г.Б. Роль ліпідів в адаптації мозку риб до дії важких металів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича. – 2005.
Дисертація присвячена дослідженню впливу іонів важких металів на вміст, динаміку та обмін ліпідів у головному мозку коропа. В експериментальних умовах досліджено ступінь накопичення цинку, міді, марганцю та свинцю в головному мозку риб при підвищеній концентрації їх іонів у водному середовищі та встановлено взаємозв’язок між їх вмістом в нервовій тканині та біохімічними ефектами їх впливу на динаміку ліпідного складу головного мозку коропа. Встановлено накопичення цинку та міді при 2 ГДК, а також марганцю при 5 ГДК, поряд із незначними змінами вмісту свинцю. Показано, що одним із важливих факторів, який визначає характер метаболізму в організмі коропа за його інтоксикації іонами важких металів є зміни вмісту загальних ліпідів, співвідношення окремих фракцій фосфоліпідів, зміни складу жирнокислотних компонентів ліпідів мозку коропа, а також порушення їх метаболізму. Встановлено збільшення загального вмісту ліпідів та фосфоліпідів при інтоксикації іонами свинцю; зменшення кількості загальних ліпідів при дії іонів міді на фоні збільшення відносного вмісту фосфоліпідів; зменшення вмісту загальних ліпідів за дії іонів цинку та марганцю в концентрації, що відповідає 2 ГДК, та його збільшення при 5 ГДК. Встановлено збільшення відносної частки холестеролу при дії іонів свинцю, міді та марганцю в концентрації, що відповідає 2 ГДК. Виявлено збільшення фосфатидилетаноламіну та сфінгомієліну в мозку дослідних риб, деградацію фосфатидилхоліну з наступним накопиченням лізофосфатидилхоліну, компенсаторне збільшення ненасиченості ліпідів у мозку риб в діапазоні концентрації її токсикантів, що відповідає 5 ГДК.
Дані показники запропоновано використовувати як біотест на забруднення іонами важких металів водного середовища.
Ключові слова: короп, важкі метали, адаптація, ліпідний обмін, біомоніторинг.
Чайковская А.Б. Роль липидов в адаптации мозга рыб к действию тяжелых металлов. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 – биохимия. Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича. – 2005.
Диссертация посвящена исследованию влияния ионов тяжелых металлов на содержание, динамику и обмен липидов в головном мозге карпа. Проведенные исследования позволили найти общие тенденции изменения степени накопления тяжелых металлов в зависимости от концентрации их ионов в воде (при 2 и 5 санитарно-гигиеническим предельно-допустимым концентрациям (ПДК)). Показано, что уровень накопления исследуемых металлов индивидуальный для каждого из них и определяется химической активностью ионов, их концентрацией, способностью к комплексообразованию, спецификой взаимодействия с клеточными структурами. Установлено, что повышение концентрации ионов тяжелых металлов в воде приводит к накоплению в нервной ткани рыб цинка и меди при 2 ПДК, марганца при 5 ПДК, накопление свинца в условиях интоксикации не происходит.
В експериментальных условиях установлена взаимосвязь между содержанием тяжелых металлов в нервной ткани и биохимическими эффектами их влияния на динамику липидного состава головного мозга карпа. Изучено влияние ионов свинца, цинка, меди и марганца на изменение содержания липидов и их отдельных фракций, соотношения фракций фосфолипидов в ткани головного мозга карпа. Установлено повышение содержания липидов и фосфолипидов при интоксикации ионами свинца, уменьшение количества общих липидов при действии ионов меди, цинка и марганца при 2 ПДК и его увеличение при 5 ПДК. Установлено увеличение содержания холестерола при действии ионов свинца, меди и марганца при 2 ПДК и увеличение содержания свободных жирных кислот при 5 ПДК. Установлено увеличение образования фосфатидилэтаноламина и сфингомиелина, деградацию фосфатидилхолина с последовательным накоплением лизофосфатидилхолина.
Исследовано изменения состава жирнокислотных радикалов липидов нейрональных мембран при действиии токсикантов, учитывая как их концентрацию, так и сезонные особенности. Установлено увеличение ненасыщенности жирнокислотных радикалов при 5 ПДК в связи с увеличением относительного содержания жирных кислот линолевого и линоленового рядов. Весной токсичность ионов тяжелых металлов на динамику жирнокислотного состава усиливается.
Изучено влияние ионов всех исследуемых металлов на интенсивность синтеза липидов в мозге карпа при использовании в качестве их предшественника меченого радиоактивным углеродом ацетата. Установлено, что степень использования [1-14С]-ацетата в синтезе липидов и фосфолипидов в мозге рыб уменьшается при действии всех металлов. Продукция 14СО2 за счет окисления [1-14С]-ацетата значительно увеличивается при действии ионов марганца и свинца.
Рассмотрена возможность использования исследуемых параметров для диагностики токсикантов в воде и качества среды в целом и целесообразность использования результатов исследования как одного из методов биомониторинга.
Ключевые слова: карп, тяжелые металлы, адаптация, липидный обмен, биомониторинг.
Chaykovska H.B. Role of lipid in the adaptation of brain of fish to the influence of heavy metals. - Manuscript.
The dissertation for obtaining a scientific degree of the candidate of biological sciences in the speciality 03.00.04. – biochemical. – Chernivtsi National University by Yuriy Fedkovych, Chernivtsi, 2005.
The dissertation is devoted investigation influence of ions copper, lead, zinc and manganese on the level, changes and metabolism of lipids in brain of carp. The level of accumulation of heavy metals in brain of fish under the circumstances of their higher content in water and the role of lipid metabolism in the adaptation of hydrobionts to the toxic influence of the abovementioned metals in experimental condishions were investigated. It was shown that one of the most impotant factors, that determines the character of metabolism in carp organism under its intoxication with ions of heavy metals is the changes of the content of lipids, correlation of lipids components, changes the fatty acids composition in brain of carp and also to the violation of their metabolism. This singificant value is recommended as bioassay in evaluating the degree of contamination of the water environment by the ions of heavy metals.
Key words: carp, heavy metals, adaptation, lipid metabolism, biomonitoring.
Підписано до друку 7.06.2005 р.
Формат 60 х 84/16. Друк RESO.
Папір друк. Умовн. друк. арк. 0,9
Замовлення № 477. Наклад 100 прим.
Видрук оригінал-макету:
редакційно-видавничий відділ
Тернопільського національного педагогічного університету
Імені Володимира Гнатюка
Вул.. М. Кривоноса, 2, м. Тернопіль, 46027
| 
