Анотація до роботи:

Арсан В.О. Енергозабезпечення організму коропа при адаптації до змін концентрації іонів важких металів у водному середовищі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.10 – іхтіологія. – Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2004.

Дисертація присвячена виясненню енергозабезпеченню організму коропа при адаптації до змін концентрації іонів міді (0,5; 2; 5 і 10 мкг/дм³) і марганцю (5; 20; 50 і 100 мкг/дм³), що відповідає 0,5; 2; 5 і 10 рибогосподарським ГДК і часто трапляється в природних водах.

На підставі змін накопичення міді і марганцю, активності цитохромоксидази, вмісту метаболітів гліколізу і циклу трикарбонових кислот (пірувату, лактату, щавлево-оцтової кислоти, малату, a-кетоглутарату), аденіннуклеотидів (АТФ, АДФ, АМФ, їх суми), аденілатного енергетичного заряду та відношення вільних нікотинамідних коферментів у печінці, зябрах і білих м’язах коропа було встановлено, що іони міді в концентрації 0,5 мкг/дм³ та іони марганцю в концентрації 5; 20 і 50 мкг/дм³ активують аеробні і пригнічують гліколітичні процеси в тканинах риб. В таких концентраціях іони міді і марганцю виступають як мікроелементи по відношенню до коропа.

За дії на риб 2; 5 і 10 мкг/дм³ іонів міді і 100 мкг/дм³ іонів марганцю водного середовища в їх тканинах активується гліколіз та пригнічуються аеробні процеси. Іони міді і марганцю в даних концентраціях у воді є токсичними для коропа.

Активність цитохромоксидази в печінці риб запропоновано використовувати як біотест на забруднення іонами міді водного середовища.

1. Вміст міді і марганцю в тканинах коропа пов’язаний з їх функціональними особливостями. Найбільшу кількість міді виявлено в печінці, а марганцю – в залозистому апараті зябер. Вміст металів у м’язах був найменшим.

2. Вміст міді і марганцю в тканинах коропа залежить від їх концентрації у водному середовищі. Накопичення цих металів у печінці і залозистому апараті зябер зростало з підвищенням їх рівня у воді. У м’язах риб при концентрації іонів марганцю 5 і 100 мкг/дм³ його вміст збільшувався, а при 20 і 50 мкг/дм³ – зменшувався порівняно з контролем.

3. У контрольних риб високу активність цитохромоксидази зафіксовано в зябрах. Дещо меншою (на 20,5% раза) вона була в печінці. М’язи риб характеризуються порівняно низькою активністю цього ферменту.

4. За дії на риб 0,5 мкг/дм³ іонів міді у воді активність цитохромоксидази в печінці і зябрах збільшувалась відповідно в 1,2 і 1,9 раза порівняно з контролем. У м’язах риб її змін не виявлено. З підвищенням концентрації іонів міді у воді до 2, 5 і, особливо, 10 мкг/дм³ активність досліджуваного ферменту в печінці і м’язах зменшувалась відповідно в 1,5–2,0 раза і 1,8–3,2 раза, а в зябрах – збільшувалась в 1,8–1,3 раза по відношенню до контролю.

5. Під впливом на коропа іонів марганцю в концентрації 5 і 20 мкг/дм³ активність цитохромоксидази в печінці і зябрах зростала відповідно в 1,6 і 2,1 раза. За дії ж підвищеної концентрації (50 і 100 мкг/дм³) іонів вказаного металу в печінці, зябрах, а в м’язах при всіх досліджуваних концентраціях змін активності ферменту не виявлено.

6. Значний вміст пірувату, щавлево-оцтової кислоти, малату, -кетоглутарату, високе відношення вільних НАД-коферментів і низьку концентрацію лактату відмічено в печінці контрольних риб. У зябрах зафіксовано порівняно менші величини досліджуваних показників. М’язи характеризуються найменшим вмістом метаболітів циклу трикарбонових кислот, низькою величиною відношенням НАД-коферментів і високою концентрацією лактату.

7. Енергозабезпечення адаптації риб до концентрації іонів міді 0,5 мкг/дм³ та іонів марганцю 5, 20 і 50 мкг/дм³ у воді здійснюється, переважно, за рахунок аеробного окиснення. Основну роль в енергозабезпеченні адаптації риб до підвищеної концентрації іонів міді (2, 5 і 10 мкг/дм³) і марганцю (100 мкг/дм³) відіграє гліколіз, оскільки інгібуються реакції циклу трикарбонових кислот.

8. Високий рівень АТФ, АДФ і АМФ зафіксовано в печінці. В зябрах виявлено меншу, а в м’язах – найменшу концентрацію аденіннуклеотидів.

9. При адаптації коропа до концентрації іонів міді 0,5 мкг/дм³ підвищувався вміст АТФ і АДФ в печінці (в 1,7 раза) і зябрах (відповідно в 1,3 і 1,2 раза). При цьому в печінці знижувався рівень АМФ в 1,2 раза, а в зябрах він не змінювався. За дії іонів даного металу в концентрації 2; 5 і, особливо, 10 мкг/дм³ в тканинах зменшувався вміст АТФ (в 1,3–3,1 раза) та збільшувалась кількість АДФ (в 1,4–2,6 раза) і АМФ (в 1,3–3,4 раза) порівняно з контролем. Відмічені зміни величин досліджуваних показників у тканинах посилювались із зростанням концентрації іонів міді у воді.

10. Наявність іонів марганцю у воді в концентрації 5, 20 і 50 мкг/дм³ підвищувала вміст АТФ у тканинах коропа (в 1,2–1,5 раза) та знижувала рівень АДФ і АМФ (в 1,2–2,5 раза). За дії на риб іонів цього металу в кількості 100 мкг/дм³ у тканинах зменшувався вміст АТФ (в 1,4–1,6 раза) і підвищувався рівень АДФ (в 1,5–1,7 раза) і АМФ (в 1,3–2,0 раза) порівняно з контролем.

Публікації автора:

1. Леус Ю.В., Арсан В.О., Грубинко В.В. Прооксидантно-антиоксидантный статус организма карпа при действии ионов меди, марганца, свинца и цинка // Доп. НАН України. – 1998. –№ 7. – С. 155–159 (здобувач виконав обробку вихідного матеріалу).

2. Хоменчук В.О., Курант В.З., Коновець І.М., Арсан В.О., Грубінко В.В. Вплив деяких фізико-хімічних параметрів водного середовища на накопичення важких металів в організмі коропа // Доп. НАН України. – 2000. – № 5. – С. 173–176 (здобувач виконав експериментальні дослідження).

3. Столяр О.Б., Хоменчук В.О., Арсан В.О., Грубінко В.В. Роль низькомолекулярних сірковмісних сполук гепатопанкреасу коропа у зв’язуванні іонів міді // Доп. НАН України. – 2001. – № 3. – С. 198–202 (здобувач проаналізував літературу, виконав розрахунки).

4. Арсан В.О. Вміст аденозиннуклеотидів у тканинах коропа за дії йонів міді водного середовища // Наук. зап. Тернопільського педуніверситету ім. Володимира Гнатюка. Сер. Біологія. – 2001. – № 4 (15). – С. 33–35.

5. Курант В.З., Синюк Ю.В., Арсан В.О., Грубінко В.В. Особливості білкового складу сироватки крові коропа при дії іонів важких металів // Доп. НАН України. – 2002. - № 11. – С. 159–162. (здобувач приймав участь у проведенні експерименту).

6. Арсан В.О. Влияние ионной формы меди (ІІ) водной среды на содержание метаболитов гликолиза и трикарбонового цикла в тканях карпа // Гидробиол. журн. – 2003. – Т.39, № 2. – С. 109–115.

7. Романенко В.Д., Арсан В.О., Грубінко В.В., Могилевич Н.О. Енергетичний обмін у тканинах коропа при адаптації риб до змін концентрації мангану (ІІ) у водному середовищі // Наук. зап. Тернопільського педуніверситету ім. Володимира Гнатюка. Сер. Біологія. – 2003. – № 2 (21).– С. 88–93. (здобувач провів аналіз літератури, виконав експериментальні дослідження).

8. Столяр О.Б., Мудра А.Є., Зіньковська Н.Г., Хоменчук В.О., Арсан В.О., Грубінко В.В. Селективність металотіонеїнів печінки коропа у зв’язуванні іонів металів та антиоксидантний захист організму за дії суміші міді, цинку марганцю і свинцю // Доп. НАН України. – 2004. – № 5. – С. 180–185. (здобувач проводив розрахунки).

9. Арсан В.О. Вплив йонів міді водного середовища на активність цитохромоксидази в тканинах коропа // Матеріали Першої всеукр. конф. ”Проблеми іхтіопатології” (23–27 жовтня 2001 р.) – К., 2001. – С. 14–15.

10. Арсан В.О. Активність цитохромоксидази в тканинах коропа за дії іонів мангану (ІІ) водного середовища // Матеріали Міжнарод. наук.–практ. конф. “Україна наукова 2003”. (16–20 червня 2003 р). – Дніпропетровськ – Харків. – 2003. – Т. 13. Біологія. – С. 34–36.