По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: К 574.522

Новый алгоритм анализа экспериментальных данных по содержанию тяжелых металлов в тканях рыб

К.В. Золотарев ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» (ИБМХ), Россия, Москва
М.В. Михайлова канд. биол. наук, доцент, действительный член (академик) МАНЭБ, ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» (ИБМХ), Россия, Москва. E-mail: m_mikhailova@mail.ru
К.В. Наход ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» (ИБМХ), Россия, Москва
А.Н. Михайлов ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» (ИБМХ), Россия, Москва
В.И. Наход ФГБНУ «НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича» (ИБМХ), Россия, Москва

С целью изучения распределения тяжелых металлов между тканями рыб и поиска адекватных математических приемов для его оценки создан алгоритм анализа экспериментальных данных по содержанию тяжелых металлов в тканях рыб. Первый этап анализа по данному алгоритму — расчет средних соотношений содержания всех анализируемых металлов для каждой пары тканей в каждой рыбе; второй этап — расчет средних соотношений содержания отдельно для каждого анализируемого металла в каждой паре органов и тканей для всех рыб. В ходе первого этапа анализа удавалось выявить более-менее достоверные средние соотношения содержания тяжелых металлов для отдельно взятых рыб, однако общие закономерности распределения тяжелых металлов по тканям обыкновенной щуки (Esox lucius) выявить не удалось. В ходе второго этапа анализа статистически достоверно было выявлено, что у щуки кобальт (Co) значительно сильнее накапливается в костях по сравнению с гонадами и мышцами, а кадмий (Cd) — в сердце по сравнению с другими тканями, особенно мышцами. Кроме того, медь (Cu) существенно слабее накапливается в мышцах по сравнению с другими исследуемыми тканями.

Литература:

1. AMA (Agencia de Medio Ambiente). Determinacion del contenido de pesticidas en aguas y de metales en organismos vivos (Determining the pesticide content in waters and the metal content in living organisms). Seville, Spain: (1992 — Ed. AMA.

2. Bingham E., Cohrssen B., Powell C.H. Patty’s Toxicology. — 2001. — Vol. 1–9, 5th ed. New York: John Wiley & Sons. — Available at: http://toxnet.nlm.nih.gov/.

3. Boalt E., Miller A., Dahlgren H. Distribution of cadmium, mercury, and lead in diff erent body parts of Baltic herring (Clupea harengus) and perch (Perca fl uviatilis): implications for environmental status assessments. // Marine Pollution Bulletin. — 2014. — 78 (122). — P. 130–136.

4. European Parliament and the Council of the EU. Directive 2008/56/EC, establishing a framework for community action in the fi eld of marine environmental policy (Marine Strategy Framework Directive) // Offi cial Journal of the European Union. — 2008. — L164. — Р. 19–40.

5. Gül A., Yılmaz M., Benzer S., Taşdemir L. Investigation of zinc, copper, lead and cadmium accumulation in the tissues of Sander lucioperca (L., 1758) living in Hirfanlı Dam Lake, Turkey // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. — 2011. — № 87(3). — Р. 264–266.

6. Marchetti C. Role of calcium channels in heavy metal toxicity // ISRN Toxicology. — 2013. — Р. 1–9.

7. Milestone Inc. Animal tissue. Application fi eld: Clinical / Pharmaceutical. // Digestion Application Note DG-CL-02. Shelton, CT, USA. — 2008.

8. Subotić S., Višnjić Jeftić Ž., Spasić S., Hegediš A., Krpo-Ćetković J., Lenhardt M. (2013). Distribution and accumulation of elements (As, Cu, Fe, Hg, Mn, and Zn) in tissues of fi sh species from diff erent trophic levels in the Danube River at the confl uence with the Sava River (Serbia) //Environmental Science and Pollution Research International. — 2013. — № 20 (8). — Р. 5309–5317.

9. Türkmen M., Tepe Y., Türkmen A., Kemal Sangün M., Ateş A., Genç E. (2013). Assessment of heavy metal contamination in various tissues of six ray species from İskenderun Bay, northeastern Mediterranean Sea // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. — 2013. — № 90 (6). — Р. 702–707.

10. Usero J., González-Regalado E., Gracia I. Trace Metals in the Bivalve Mollusc Chamelea gallina from the Atlantic Coast of Southern Spain // Marine Pollution Bulletin. — 1996. — № 32 (3). — Р. 305–310.

11. Vaseem H., Banerjee T.K. Contamination of metals in diff erent tissues of rohu (Labeo rohita, Cyprinidae) collected from the Indian River Ganga // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. — 2013. — № 91 (1). — Р. 36–41.

12. Yohannes Y.B., Ikenaka Y., Nakayama S.M., Saengtienchai A., Watanabe K., Ishizuka M. Organochlorine pesticides and heavy metals in fi sh from Lake Awassa, Ethiopia: Insights from stable isotope analysis // Chemosphere. — 2013. — № 91 (6). — Р. 857–863.

13. Zubcov E., Zubcov N., Ene A., Biletchi L. (2012). Assessment of copper and zinc levels in fi sh from freshwater ecosystems of Moldova // Environmental Science and Pollution Research International. — 2012. — № 19 (6). — Р. 2238–2247.

Тяжелые металлы — химические элементы, имеющие, как правило, высокую атомную массу и обладающие свободными энергетическими d-подуровнями, благодаря чему могут выступать в качестве акцепторов пар электронов при образовании донорно-акцепторных связей. В качестве доноров электронов могут выступать важные биологически активные соединения, содержащие атомы N, S и O с парами электронов: белки, аминокислоты, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты. Поэтому ионы тяжелых металлов относятся к приоритетным загрязнителям окружающей среды [12]. Содержание тяжелых металлов в тканях рыб — важный показатель экологического состояния населяемого ими водоема. Этот показатель подлежит регулярному мониторингу во многих странах мира, например в Европейском союзе [4]. Во многих научных публикациях, в том числе за последние годы, проводятся не просто измерения, а попытки выявить достоверность различий по содержанию металлов между тканями рыб одного вида [9] либо общий уровень загрязненности металлами отдельных тканей и всей рыбы [11].

Распределение металлов между тканями рыб важно с точки зрения понимания физиологических процессов обмена металлами между тканями и защиты от вредного воздействия ионов металлов. Можно проследить, что проникновение металлов в организм рыбы осуществляется в основном через жабры, затем значительная часть их переносится в физиологически активные ткани — печень, почки [3]. Однако более точных представлений о том, какая часть массы того или иного металла задерживается в жабрах, какая попадает в эти и другие ткани, на сегодняшний день нет.

Отсутствие таких представлений обусловлено, в частности, отсутствием адекватных математических приемов и показателей для определения ранга загрязненности тяжелыми металлами какой-либо ткани. Дело в том, что содержание ряда металлов (например, Zn и Hg) имеет разный порядок, поэтому вычислять среднее арифметическое между ними некорректно. Также некорректно и использовать среднее геометрическое, то есть корень степени n из произведения n значений содержания, однако оно применяется в качестве так называемого «индекса загрязненности металлами» той или иной ткани (metal pollution index, MPI) в ряде исследований [8; 11]. Этот индекс изначально был предназначен для целых организмов (AMA, 1992) и использовался для оценки общего уровня загрязненности металлами двустворчатого моллюска [10], но для более тонкого анализа распределения металлов по тканям данный показатель не будет адекватным.

Для Цитирования:
К.В. Золотарев, М.В. Михайлова, К.В. Наход, А.Н. Михайлов, В.И. Наход, Новый алгоритм анализа экспериментальных данных по содержанию тяжелых металлов в тканях рыб. Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2018;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: