Влияние хронической интоксикации ацетатом свинца на фракционный состав белков и некоторые показатели лиридного обмена скелетных мышц сеголеток карпа (Cyprinus carpio L.)

В последние годы масштабы антропогенного воздействия на водные экосистемы приобретают угрожающий характер. Загрязнение водоемов тяжелыми металлами – один из самых распространенных видов техногенного прессинга [1, 5, 10, 12 и др.]. В связи с этим изучение метаболических реакций организмов и тканей гидробионтов при интоксикации тяжелыми металлами привлекает особое внимание специалистов по водной токсикологии, так как естественные и рыбохозяйственные водоемы выступают коллекторами ионов тяжелых металлов из всех сред атмосферы: воздуха, почвы и воды. Кроме того, мускулатура рыб является основным объектом потребления в пищу человека. Патологические изменения, возникающие на уровне макромолекул и органоидов клетки в

Абдулаева Сабина Олеговна, студентка Курбетова Азиза Вагифовна, студентка Омарова Аида Вирегимовна, студентка результате взаимодействия с тяжелыми металлами могут передаваться по цепочке до самых «высоких» структур организации, поэтому возникает необходимость изучения биохимических механизмов защиты против повреждающих агентов на разных уровнях метаболизма.

Одним из самых токсичных и наиболее распространенных металлов является свинец, под воздействием которого могут происходить изменения структурного и функционального характера различных органов и систем рыб [6]. Нами изучена динамика бел-ково-липидного состава скелетных мышц сеголеток карпа при их хронической интоксикации ацетатом свинца. Как известно, белые мышцы составляют около 70% от массы мышечной ткани. Они выполняют депонирующую функцию и обеспечивают высокие скорости в передвижении рыб. Основная роль красных мышц, в которых активно протекают аэробные реакции, заключается в обеспечении энергией белых мышц.

Экспериментальная часть. Работа выполнена на базе лабораторий физиологии человека и животных, ихтиологии Дагестанского государственного университета и КАСПНИРХа г. Махачкалы. В качестве объекта исследования использованы сеголетки карпа (Cyprinus сarpio L.), массой 100-150 г, выращенные в прудах Широкольского рыбокомбината Тарумовского района республики Дагестан, которые перед переброской в пруды для зимовки отлавливались и переносились в аквариумы объемом 300 л с содержанием ацетата свинца 0,5 мг/ дм3 (ПДК – 0,1 мг/дм3) [2, 8]. Контролем служили рыбы, содержавшиеся в чистой воде из р. Сулак. Температура воды составляла 19-230С. Кормили рыб живым трубочником (Tubitex tubitex). В опытах использовано 132 особи. Изучали динамику содержания суммарных фосфолипидов [3], общего холестерина [7], общего белка [13] и его фракций [11] в хроническом эксперименте в скелетной мускулатуре на 5-й, 15-й и 30-е сутки после внесения ацетата свинца в воду. Полученные результаты подвергнуты вариационностатистической обработке [4].

Результаты и их обсуждение . Результаты наших исследований представлены на рис. 1, 2. По нашим данным липиднобелковый состав мышечной ткани сеголеток карпа находится в зависимости от длительности интоксикации, а также от типа мускулатуры.

“200

-50

-100

□ 5-й день    □ 15-й день    □ 30-й день

Рис. 1. Динамика содержания липидных компонентов и белков в белых мышцах сеголеток карпа при хронической интоксикации ацетатом свинца. Здесь и далее:

1 – фосфолипиды, 2 – холестерин, 3 – общий белок; 4 – альбумины;

5 – α1-глобулины, 6 – α2-глобулины, 7 – β-глобулины, 8 – γ-глобулины

Липидный состав мышечной ткани сеголеток карпа характеризуется различным содержанием фосфолипидов и холестерина в белой и красной мускулатуре. В красной мускулатуре отмечено преобладание содержания холестерина и фосфолипидов, а в белой мускулатуре – общего количества белка. Изучение фракционного состава белков сеголеток карпа показало, что водорастворимые мышечные белки представлены фракциями, соответствующими по электрофоретической подвижности альбуминовой и глобулиновой фракциям сыворотки крови. У исследованных нами рыб выявлено 5 фракций мышечных белков: альбуминовая, α1-, α2-, β- и γ-глобулиновые. На долю альбуминов в контрольных пробах белых мышц приходится 37,5%; красных – 29,0% от общего содержания мышечных белков. Глобулиновая фракция представлена несколькими подфракциями. Доминирующей в белых мышцах является подфракция α1- (21,3%) и

γ-глобулинов (19,6%), в красных мышцах – подфракция γ-глобулинов (19,7%).

По нашим данным на 5-й день экспозиции рыб с ионами свинца содержание фосфолипидов в обоих типах мышц понижается по сравнению с контролем (в белых мышцах – на 7,4%, в красных – на 15,3%). На этом этапе наблюдается значительнее снижение количества холестерина как в белых (на 61,8%), так и в красных (на 25,5%) мышцах. Содержание общего белка в белых и красных мышцах также снижается по сравнению с контролем на 10,0 и 16,0% соответственно. Снижение общего количества белка сопровождается понижением содержания альбуминов (в белых мышцах – на 31,6%, в красных – на 15,3%). Глобулиновая фракция на 5-й день эксперимента также претерпевает изменения в обоих типах мышц, причем эти изменения носят разнонаправленный характер и в основном касаются α1-глобулинов, содержание которых в белых мышцах снижается на 16,4% и γ-глобулинов, уровень которых повышается на 45,3% (рис. 1, 2). Вероятно, снижение содержания белковых и липидных компонентов мышечной ткани на начальных этапах интоксикации ацетатом свинца связаны с компенсаторными и адаптивными изменениями в мышечной ткани в ответ на воздействие ксенобиотика. Сходные данные получены нами ранее при изучении влияния загрязнения водной среды ацетатом свинца на белко-во-липидные компоненты печени и почек сеголеток карпа [9].

Рис. 2. Динамика содержания липидных компонентов и белков в красных мышцах сеголеток карпа при хронической интоксикации ацетатом свинца

15-дневная интоксикация ионами свинца сопровождается дальнейшим снижением содержания холестерина в белых мышцах на 73,5%, в красных – на 15,9%. Изменения в содержании фосфолипидов незначительны. Общее количество белка в белых мышцах на 15-й день эксперимента продолжает снижаться (на 11,2%). В красных мышцах содержание белка ниже контроля на 12,0%. Что касается фракционного состава белков, то отмечается повышение содержания альбуминов (на 49,1%) и снижение доли β-глобулинов (на 29,0%) в белых мышцах по отношению к 5-му дню интоксикации водной среды. В красных мышцах изменения в основном касаются альбуминовой и β-глобулиновой фракций, содержание которых снижается соответственно на 58,0 и 50,0%.

Известно, что липиды и белки рыб играют большую роль в процессах адаптации к действию экстремальных факторов. Снижение их уровня в скелетной мускулатуре, очевидно, связано с усилением мобилизации белков и липидов в условиях развивающейся свинцовой интоксикации. Это состояние можно квалифицировать как состояние катаболического стресса. Пролонгирование интоксикации сеголеток карпа до 30 дней приводит к дальнейшему снижению относительно контроля содержания фосфолипидов в скелетной мускулатуре рыб (в белых мышцах на 25,3%, в красных – на 21,8% соответственно); концентрация холестерина при этом также снижается в белых и красных мышцах на 72,6 и 70,4% соответственно. На последнем этапе интоксикации сохраняется общая тенденция к снижению содержания общего протеина в обоих типах мышц, тогда как электрофореграммы мышечных белков стабилизируются и соответствуют (с небольшими отклонениями) контрольным значениям.

Отмеченные нарушения белково-липидного состава мышечной ткани в условиях 30-дневной интоксикации рыб ацетатом свинца могут приводить к деструктивным процессам, сопровождающимся разрушением миофибриллярного аппарата с последующей деградацией саркоплазматического ретикулума и Т-системы в белых мышцах. Дегенеративные изменения в красных мышцах приводят к инвазии лимфоидных элементов, которые проникают между волокнами красных мышц, прикрепляются к их саркоплазме и лизируют мышечные волокна. Деструктивные изменения в красных мыш- цах сказываются и на функционировании белых мышц.