CC BY
34
УДК [556.114:639.311]:[597-1.05:577.118]
Добрянська Г.М. 1, старший науковий ствробггник, Швець Т.М. 2, старший науковий сшвроб^ник, Янович Д.О. 3, к.б.н., доцент, Мельник А.П. 2, к.х.н., завiдувач лаборатори екологiчних дослщжень © 1Львгвська досл\дна станцгя 1нституту рибного господарства НААНУ,
смт. Великий Любть 21нститут рибного господарства НААНУ, м. Кигв
3Льв1вський нацюнальний ушверситет ветеринарное медицини та бютехнологт ¡мет С.З. Гжицького
ОСОБЛИВОСТ1 НАКОПИЧЕННЯ М1Д1 В СКЛАДОВИХ ЕКОСИСТЕМИ
РИБНИЦЬКОГО СТАВУ
У статт1 наведено дат стосовно бюлог1чного значення м1д1 в оргашзм1 риб. Зокрема, вказано значення м1д1 для процеав еритропоезу, функцюнування системи антиоксидантного захисту, окисновдновних процеав, регуляцп обмту зал1за, процеав тгментацп тощо.
Результати проведених дослгджень висвтлюють особливост1 накопичення м\д\ у складових компонентах екосистеми рибницького ставу у весняний та осттй перюди. Встановлено особливост1 розподглу м1д1 у вод1, фто- та зоопланктон¡, донних вгдкладах рибницьких став1в, а також органах I тканинах промислових видгв риб - коропа, товстолобика та быого амура.
Наведен у статт1 результати дослгджень свгдчать про вгдповгдтсть концентрацп м1д1 у дослгджуваних складових компонентах екосистеми рибницького ставу ¡снуючим нормам, а також про тенденцт до тдвищення концентрацп м1д1 у вод1, фтопланктош та донних вгдкладеннях впродовж перюду дослгджень. При дослгдженнг вм1сту м1д1 в органах I тканинах промислових видгв риб, сезонног залежност1 у накопиченн1 даного елементу встановлено не було.
Як показали дослгдження, в оргашзм1 лускатого коропа, товстолобика та быого амура м\дь найбыьшою м\рою накопичуеться в печшщ, найменшою мгрою - в зябрах, штр1 та мПязовгй тканит. Вм1ст м1д1 в оргашзм1 усгх дослгджуваних видгв риб не перевищував нормативних значень.
Ключовi слова: мгдь, екосистема ставу, лускатий короп, товстолобик, быий амур, органи, тканини, видовI особливост1, сезоншсть.
УДК [556.114:639.311]:[597-1.05:577.118]
Добрянская А. Н., Швец Т.М., Янович Д.А., Мельник А.Ф.
Львовская опытная станция Института рыбного хозяйства УААН,
пгт. Великий Любень Институт рыбного хозяйства УААН, г.. Киев
Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ МЕДИ В КОМПОНЕНТАХ ЭКОСИСТЕМЫ РЫБОВОДНОГО ПРУДА
В статье приведены данные касательно биологической рои меди в организме рыб. В частности, показано значение меди для процессов эритропоэза, функционирования системы антиоксидантной защиты,
© Добрянська Г.М., Швець Т.М., Янович Д.О., Мельник А.П., 2014
295
окислительно-восстановительных процессов, регуляции обмена железа, процессов пигментации и т.д.
Результаты проведенных исследований освещают особенности накопления меди в компонентах экосистемы рыбоводного пруда в весенний и осенний периоды. Установлено особенности распределения меди в воде, фито- и зоопланктоне, донных отложениях рыбоводных прудов, а также органах и тканях промысловых видов рыб - карпа, толстолобика и белого амура.
Приведенные в статье результаты исследований свидетельствуют о соответствии концентрации меди в воде и донных отложениях существующим нормам, а также о тенденции к повышению концентрации меди в воде, фитопланктоне и донных отложениях на протяжении периода исследований. При исследовании содержания меди в органах и тканях промышленных видов рыб, сезонной зависимости в накоплении данного элемента отмечено не было.
Как свидетельствуют проведенные исследования, в организме чешуйчатого карпа, толстолобика и белого амура медь главным образом накапливается в печени, в меньшей степени - в жабрах, коже и мышечной ткани. Содержание меди в организме всех исследуемых видов рыб не превышал существующих норм.
Ключевые слова: медь, экосистема пруда, чешуйчатый карп, толстолобик, белый амур, органы, ткани, видовые особенности, сезонность.
UDC [556.114:639.311]:[597-1.05:577.118]
Dobryanska G.M., Shvets T.M., Yanovych D.O., Melnyk A.P. PECULIARITIES OF COPPER ACCUMULATION IN COMPONENTS OF FISH-FARMING POND ECOSYSTEM
Data concerning copper biological role in fish body are presented in the article. In particular, copper role in erythropoiesis, antioxidant system activity, redox processes, iron metabolism regulation, pigmentation processes etc is mentioned.
Results of investigations points on peculiarities of copper accumulation in different components of fish-farming pond ecosystem in spring and autumn periods. Peculiarities of copper distribution in water, phytoplankton, zooplankton and bottom deposits of pond ecosystem, and organs and tissues offarm fishes - common carp, silver carp, grass carp - were established.
Results of investigations, presented in the article, testify both, that copper concentration in researched compounds of fish-farming ponds ecosystem satisfies to existed requirements, and tendency to copper concentration increasing in water, phytoplankton, zooplankton and bottom deposits during the period of researches. Investigation of copper concentration in organs and tissues of farm fishes species didn □ t show any seasonal dependence.
Conducted investigations confirm, that in common carp, silver carp, grass carp body copper mainly accumulates in liver, and in lesser extend, in gills, skin and muscle tissue. Copper concentration in body of all investigated fish species satisfies existed norms.
Key words: copper, fish-farming ponds ecosystem, common carp, silver carp, grass carp, organs, tissues, species differences, seasonal factor.
296
Вступ. Бюлопчне значення мад для оргашзму риб обумовлено и участю в будовi ряду ферментiв, що приймають участь у окисно-вщновних процесах, а також процесах тгментаци, формування юстково1 i сполучно1 тканин та вiдтворення [1,2]. В бшьшосп випадкiв iони мад у складi ферментiв вiдiграють роль переносниюв електронiв та як фактор, що обумовлюе утворення ферментносубстратних комплекав [1,3].
Бiльше 90% вае1 мда сироватки кровi мiститься у а2-глобулш церулоплaзмiнi. Мiдь приймае опосередковану участь в процесах еритропоезу шляхом регуляци абсорбци зaлiзa в слизовiй оболонщ кишечника, мобшзаци його з тканин i використання в синтезi гемоглобшу. Крiм того, церулоплaзмiн стимулюе депонування зaлiзa, та забезпечуе його транспорт в оргaнiзмi [1,4]. Участь мад в антиоксидантному зaхистi тканин риби ре^зуеться завдяки aктивностi антиоксидантного ферменту Си^п супероксиддисмутази, який виконуе функцш захисту клiтин вiд супероксиду (О2-). В системi антиоксидантного захисту в оргaнiзмi риби бере участь також мщь-вмкний церулоплaзмiн [1,5].
У склaдi фермента тирозинази мiдь бере участь у процесах тгментаци, впливае на утворення мелашну та забарвлення риб [1-3]. Крiм того, мiдь впливае на структуру та функцш нуклешових кислот, а також на актившсть ферменив енергетичного обмшу [1,6,7].
Рiвень зaбезпеченостi оргaнiзму риб мiддю залежить вiд ряду фaкторiв: бiогеохiмiчних особливостей середовища iснувaння, хiмiчноl форми елемента, ^матичних та гiдрохiмiчних фaкторiв, фiзiологiчного стану оргaнiзму, а також рiвня таких хiмiчних елементiв, як Zn, Fe, Cd та Мо - метaболiчних aнтaгонiстiв мiдi. Фiзiологiчнi норми мад в рaцiонi риб остаточно не встановлеш, оскiльки залишаеться вщкритим питання про динaмiку мiдi в оргaнiзмi риб в онтогенезi, взаемовщносини И з iншими мiкроелементaми та вплив на риб залежно вщ вiку [1,3]. Умовно за фiзiологiчну норму мiдi в оргaнiзмi риб можна прийняти концентрацш даного мжроелемента в скелетних м'язах - 0,01-0,4 мг/кг [1,8]. Для пркноводно1 риби мщь е бiльш токсичною порiвняно до iнших важких метaлiв, за виключенням ртутi, проте вона вщносно слабо акумулюеться в оргaнiзмi i практично не накопичуеться у м'язах [1,9].
Враховуючи ессенцiaльне значення мад для промислових видiв риб, з одного боку, та небезпеку И токсичного впливу на iхтiофaуну при перевищенш И нормативних значень в екосистемi рибницького ставу, з другого, важливе практичне значення мае визначення вмiсту даного елементу в органах i тканинах риб, а також ланках трофiчного ланцюга гiдроекосистеми.
Матер1али 1 методи. Дослiдження було проведено в умовах селекцшного ставу Львiвськоl дослiдноl стaнцil 1нституту рибного господарства НААНУ. Об □ ектом дослщжень служили вода, доннi вiдклaди, ф^о- i зоопланктон та риби рiзних видiв - коропа лускатого, товстолобика та бшого амура 4 - 5 рiчного вiку. Жива маса коропа лускатого становила 2 - 2,5 кг, товстолобика - 3,5 - 4 кг, бшого амура - 2 - 2,5 кг. Протягом весняного (травень) та осшнього (жовтень)
297
перюду з селекцшного ставу вщбирали проби води, донних вiдкладiв, фгто- i зоопланктону та особини кожного виду риб для дослщжень. Риб пщдавали декаттаци та вщбирали зразки органiв i тканин - м□язiв, зябер, печшки, нирок, шкiри та серця. У вадбраних пробах визначали концентрацiю мад з допомогою атомно-абсорбцiйного спектрофотометра AAS-3 [10]. Одержанi цифровi данi опрацьовували статистично.
Результати дослщжень. З наведених у таблиц 1 даних видно, що концентращя мiдi у водi, фiтопланктонi, зоопланктош та донних вiдкладах селекцiйного ставу не перевищувала нормативних значень для водойм рибогосподарського призначення протягом всього перюду дослщжень. Так, концентращя мвд у водi ставу коливалась за перюд дослiджень вiд 0,74 до 0,89 мкг/л при ГДКРГ 1,0 мкг/л; у донних вщкладах - вщ 2,78 до 2,90 мг/кг при ГДК 3,0 мг/кг. Наведеш данi свiдчать про незначну тенденцш до збiльшення концентрацп мiдi у вказаних складових екосистеми рибницького ставу за весняно-осшнш перюд. Аналопчна тенденщя вiдмiчалась при визначеннi вмiсту мда у фiтопланктонi дослiджуваного ставу, де концентращя елементу збшьшувалась з 2,79 мг/кг навесш до 3,37 мг/кг восени. Водночас, в зоопланктош концентращя мвд за перюд дослщжень знижувалась з 1,59 до 1,24 мг/кг.
Таблиця 1
Вмкт мЫ у водь донних вiдкладах, фгго- то зоопланктош
селекцшного ставу Львiвсько'l' дослiдно'l' станцй' 1РГ НААНУ (М±т, п=4
Ланка екосистеми ставу Сезон Концентращя мщ
Вода, мкг/л Весна 0,74±0,06
Осшь 0,89±0,03
Фитопланктон, мг/кг Весна 2,79±0,10
Осшь 3,37±0,10
Зоопланктон, мг/кг Весна 1,59±0,08
Осшь 1,24±0,06
Донш вщклади, мг/кг Весна 2,78±0,09
Осшь 2,90±0,10
Таким чином, можна зробити висновок про кнування сезонно! залежностi у накопиченш мiдi основними складовими екосистеми рибницького ставу. Вказана залежшсть, на нашу думку, може пояснюватись змiнами абютичних факторiв водного середовища, а також вщмшностями видового складу фiто- та зоопланктону протягом перюду дослщжень.
При дослщженш вмкту мiдi в органах i тканинах промислових видiв риб, нами не було встановлено ч^ко! сезонно! залежност у депонуваннi даного елементу. Так, концентращя мда у мПязах коропа лускатого, товстолобика та бшого амура знижувалась за перюд дослщжень, тодi як в шших органах i тканинах загальновидово! тенденци до збiльшення або зменшення вмкту даного елементу вiдмiчено не було (табл. 2).
298
Таблиця 2
Вмкт мЫ в органах i тканинах промислових вид1в риб, вирощуваних у селекцiйному ставу Львiвськоï дослвдноУ станцн 1РГ НААНУ, мг/кг сироУ ___маси (M±m, n=4)_
Вид риби Сезон Органи i тканини
МП язи Зябра Печшка Нирки Шк1ра Серце
Короп лускатий Весна 0,78±0,05 0,61±0,03 2,57±0,12 1,54±0,10 0,65±0,03 1,94±0,09
Осшь 0,54±0,04 0,72±0,05 6,18±0,36 2,27±0,08 0,82±0,06 2,51±0,11
Товстоло-бик Весна 0,77±0,03 1,65±0,09 8,89±0,44 1,42±0,10 1,66±0,09 3,71±0,10
Осшь 0,34±0,02 1,11±0,07 9,12±0,50 0,86±0,06 0,47±0,02 1,79±0,06
Бший амур Весна 0,34±0,03 0,80±0,06 7,32±0,55 1,36±0,09 1,36±0,11 2,82±0,07
Осшь 0,28±0,01 0,75±0,06 7,00±0,40 0,89±0,07 0,53±0,06 3,32±0,12
ГДК 10,0
Найвища концентрацiя мда в opraHÎ3MÎ коропа лускатого, товстолобика та бшого амура спостер^алась у печшщ, яка вiдiграe роль депо даного елементу, так само, як i для бшьшосп шших важких металiв; найнижчi концентраци спостерiгались у мйязах, зябрах та шкiрi. Вмют мiдi в органiзмi усiх дослщжуваних видiв риб не перевищував нормативних значень, що свщчить про вщповщтсть одержувано1 рибницько1 продукци критерiям безпечност стосовно вмiсту в нiй даного елементу.
Загалом, одержанi нами результати свщчать про вiдповiднiсть концентраци мда у абiотичних та бiотичних складових екосистеми селекцiйного ставу iснуючим нормам та про юнування сезонно1 залежност у накопиченнi даного елементу у вод^ фiтопланктонi та донних вщкладах.
Висновки. Проведенi нами дослiдження свщчать про вплив сезонних факторiв на накопичення мад у водi, ф^опланктот та донних вiдкладеннях рибницького ставу. Встановлено, що концентращя мiдi у дослщжуваних складових гщроекосистеми ставу вщповщала нормативним значенням; вмiст мiдi у органах i тканинах дослщжуваних видiв риб також знаходився в межах допустимих норм. Одержат результати свщчать, що в органiзмi коропа, товстолобика та бшого амура мщь найбшьшою мiрою накопичуеться у печшщ, найменшою - у зябрах, шкiрi та мйязовш тканинi.
Лiтература
1. Янович Н.£. Роль мiкроелементiв у життедiяльностi ставкових риб / H.G. Янович, Д.О. Янович // Науковий вкник ЛНУВМ та БТ iм. С.З. Гжицького. — 2014. — Т. 16, № 2 (59). — С. 345—373.
2. Underwood E. J. The Mineral Nutrition of Livestock / E. J. Underwood, N. F. Suttle. — Wallingford : CABI Publishing, 1999. — 614 p.
3. Воробьев В.И. Биогеохимия и рыбоводство / Воробьев В.И. — Саратов: МП "Литера", 1993. — 224 с.
4. Frieden E. Caeruloplasmin, a link between copper and iron metabolism / E. Frieden // Adv. Chem. Series. — 1971. — V. 100. — P. 292—321.
5. Saenko E.L. Biological functions of caeruloplasmin expressed through copper-binding sites / E.L. Saenko, A.I. Yaroplov, E.D. Harris // J. Trace Elements
299
Exp. Med. — 1994. — V. 7. — P. 69—88.
6. Никаноров А.М. Биомониторинг тяжелых металлов в пресноводных экосистемах / Никаноров А.М., Жулидов А.В., Покаржевский А.Д. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985. — 144 с.
7. Курант В.З. Динамика белков и нуклеиновых кислот в организме карпа под влиянием повышенных концентраций марганца, цинка и меди / В.З. Курант // Гидробиол. журнал. — 2001. — Т.37, №4. — С. 45—51.
8. Остроумова Н. И. Биологические основы кормления рыб / Остроумова Н. И. — СПб. : ИП Комплекс, 2001. — 372 с.
9. Столяр О.Б. Влияние ионов меди на тиоловые соединения в печени карпа / О.Б. Столяр, В.З. Курант, Р.Б. Балабан // Гидробиол. журнал. — 1998. — Т. 34, №3. — С. 87—91.
10. Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия / Прайс В. — М. : Мир, 1976. — 354 с.
Рецензент - к.б.н., доцент Божик В.Й.
300
