Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді
Досліджено особливості кількісного накопичення кобальту в організмі карася та щуки за різної його концентрації в оточуючому водному середовищі. Встановлено залежність між вмістом металу у воді і його накопиченням у зябрах, печінці та скелетних м’язах. Підвищені концентрації кобальту у водному середо...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2023 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202244 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді / В.С. Марків, В.О. Хоменчук, В.З. Курант // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 6. — С. 78-82. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-202244 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Марків, В.С. Хоменчук, В.О. Курант, В.З. 2025-03-09T15:57:53Z 2023 Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді / В.С. Марків, В.О. Хоменчук, В.З. Курант // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 6. — С. 78-82. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202244 546.732 : (597.551.2+597.552.1) DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2023.06.078 Досліджено особливості кількісного накопичення кобальту в організмі карася та щуки за різної його концентрації в оточуючому водному середовищі. Встановлено залежність між вмістом металу у воді і його накопиченням у зябрах, печінці та скелетних м’язах. Підвищені концентрації кобальту у водному середовищі (0,1 та 0,25 мг/дм³) призводять в основному до акумулювання металу в тканинах досліджених видів риб. Більш значне зростання цього показника спостерігається за вищої концентрації металу у воді. The peculiarities of the quantitative accumulation of cobalt in the body of crucian carp and pike at different concentrations in the surrounding water environment were studied. The relationship between the metal content in water and its accumulation in the gills, liver, and skeletal muscles was established. Elevated concentrations of cobalt in the aquatic environment (0.1 and 0.25 mg/dm³) primarily lead to the accumulation of the metal in the tissues of the studied fish species. A more pronounced increase in this indicator is observed with a concentration of 0.25 mg dm³ of the metal in the water. The degree of cobalt accumulation in fish tissues follows a specific order: liver, muscles, gills. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біологія Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді Accumulation of cobalt in the organism of freshwater fish due to increased content in water Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| spellingShingle |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді Марків, В.С. Хоменчук, В.О. Курант, В.З. Біологія |
| title_short |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| title_full |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| title_fullStr |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| title_full_unstemmed |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| title_sort |
накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді |
| author |
Марків, В.С. Хоменчук, В.О. Курант, В.З. |
| author_facet |
Марків, В.С. Хоменчук, В.О. Курант, В.З. |
| topic |
Біологія |
| topic_facet |
Біологія |
| publishDate |
2023 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Accumulation of cobalt in the organism of freshwater fish due to increased content in water |
| description |
Досліджено особливості кількісного накопичення кобальту в організмі карася та щуки за різної його концентрації в оточуючому водному середовищі. Встановлено залежність між вмістом металу у воді і його накопиченням у зябрах, печінці та скелетних м’язах. Підвищені концентрації кобальту у водному середовищі (0,1 та 0,25 мг/дм³) призводять в основному до акумулювання металу в тканинах досліджених видів риб. Більш значне зростання цього показника спостерігається за вищої концентрації металу у воді.
The peculiarities of the quantitative accumulation of cobalt in the body of crucian carp and pike at different concentrations in the surrounding water environment were studied. The relationship between the metal content in water and its accumulation in the gills, liver, and skeletal muscles was established. Elevated concentrations of cobalt in the aquatic environment (0.1 and 0.25 mg/dm³) primarily lead to the accumulation of the metal in the tissues of the studied fish species. A more pronounced increase in this indicator is observed with a concentration of 0.25 mg dm³ of the metal in the water. The degree of cobalt accumulation in fish tissues follows a specific order: liver, muscles, gills.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/202244 |
| citation_txt |
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді / В.С. Марків, В.О. Хоменчук, В.З. Курант // Доповіді Національної академії наук України. — 2023. — № 6. — С. 78-82. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT markívvs nakopičennâkobalʹtuvorganízmíprísnovodnihribzaiogopídviŝenogovmístuuvodí AT homenčukvo nakopičennâkobalʹtuvorganízmíprísnovodnihribzaiogopídviŝenogovmístuuvodí AT kurantvz nakopičennâkobalʹtuvorganízmíprísnovodnihribzaiogopídviŝenogovmístuuvodí AT markívvs accumulationofcobaltintheorganismoffreshwaterfishduetoincreasedcontentinwater AT homenčukvo accumulationofcobaltintheorganismoffreshwaterfishduetoincreasedcontentinwater AT kurantvz accumulationofcobaltintheorganismoffreshwaterfishduetoincreasedcontentinwater |
| first_indexed |
2025-11-25T13:30:01Z |
| last_indexed |
2025-11-25T13:30:01Z |
| _version_ |
1850515646548279296 |
| fulltext |
78
БІОЛОГІЯ
BIOLOGY
ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 6: 78—82
Ц и т у в а н н я: Марків В.С., Хоменчук В.О., Курант В.З. Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за
його підвищеного вмісту у воді. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 6. С. 78—82. https://doi.org/10.15407/
dopovidi2023.06.078
© Видавець ВД «Академперіодика» НАН України, 2023. Стаття опублікована за умовами відкритого доступу за
ліцензією CC BY-NC-ND (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)
https://doi.org/10.15407/dopovidi2023.06.078
УДК 546.732 : (597.551.2+597.552.1)
В.С. Марків, https://orcid.org/0000-0003-1294-7827
В.О. Хоменчук, https://orcid.org/0000-0003-0500-6754
В.З. Курант, https://orcid.org/0000-0002-3349-046X
Тернопільський національний педагогічний університет ім. Володимира Гнатюка, Тернопіль
E-mail: khomenchuk@tnpu.edu.ua
Накопичення кобальту в організмі
прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді
Досліджено особливості кількісного накопичення кобальту в організмі карася та щуки за різної його кон-
центрації в оточуючому водному середовищі. Встановлено залежність між вмістом металу у воді і його на-
копиченням у зябрах, печінці та скелетних м’язах. Підвищені концентрації кобальту у водному середовищі
(0,1 та 0,25 мг/дм3) призводять в основному до акумулювання металу в тканинах досліджених видів риб.
Більш значне зростання цього показника спостерігається за вищої концентрації металу у воді.
Ключові слова: прісноводні риби, зябра, печінка, м’язи, кобальт.
Внаслідок дії антропогенних чинників у наш час в Україні відмічається надмірний вміст
важких металів у водному середовищі. Цим зумовлено теоретичний і практичний інтерес
до вивчення особливостей накопичення цих металів в органах і тканинах риб, які є важли-
вою ланкою водних екосистем.
Функціонально сполуки металів відіграють важливу роль у життєдіяльності всіх жи-
вих організмів, у тому числі й гідробіонтів [1—3]. Входячи до складу багатьох органічних
речовин або вступаючи з ними у взаємодію, вони впливають на перебіг низки біохімічних
процесів [1, 4]. Такий вплив може бути стимулювальним, пригнічувальним або нейтраль-
ним залежно від природи металу, концентрації та форми його існування у воді [5, 6]. Біо-
логічна функція металів здійснюється за досить низьких їх концентрацій. Якщо концен-
трація металів перевищує необхідний рівень, порушується нормальний перебіг процесів
життєдіяльності. Крім того, зростання вмісту важких металів у водному середовищі спри-
чинює надмірне акумулювання їх водними організмами [7].
79ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 6
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді
Певний інтерес становлять важкі метали, які застосовуються у різних галузях вироб-
ничої діяльності людини і є важливими для життєдіяльності гідробіонтів. Саме до таких
металів належить кобальт. У живих організмах кобальт виконує важливі біологічні функції.
Він є незамінним компонентом вітаміну В12, бере активну участь у процесі кровотворення
і перенесення кисню гемоглобіном, а також іншими пігментами крові [8]. Кобальт активує
також процес синтезу білків, сприяє їх накопиченню в органах і тканинах риб. Введення в
кормові суміші риб солей кобальту сприяло збільшенню біомаси однорічних коропів майже
на 20 % [9]. Цей метал впливає на обмін і біологічну дію кальцію та фосфору. Так, недостат-
нє надходження в організм риб солей кобальту призводить до неповного засвоєння цих хі-
мічних елементів [8]. Саме тому метою нашого дослідження було вивчення вмісту кобальту
в окремих органах і тканинах коропа та щуки за його підвищеної концентрації у воді.
Матеріали і методи. Об’єктом дослідження був карась сріблястий (Carassius gibelio
Bloch.) і щука звичайна (Esox Lucius L.) середньою масою 200—220 г та 150—170 г відпо-
відно. Вивчався вплив кобальту у двох концентраціях, які в перерахунку на іони стано-
вили 0,1 та 0,25 мг/дм3. Ці концентрації є такими, що переважно використовуються під
час досліджень водних інтоксикацій і зумовлюють формування в організмі риб адаптивної
реакції на стрес-чинник. Використання менших концентрацій було б не доцільним через
відсутність ефекту їх впливу на досліджувані показники як у гострому, так і в хронічному
експериментах. Метал вносили у воду 200-літрових акваріумів, де знаходилися дослідні
групи риб (по п’ять особин у кожному), у вигляді CoCl2 · 6H2O. З метою зниження впливу
на риб їх власних екзометаболітів воду в акваріумах змінювали щодводобово. Для досяг-
нення стану розвитку і максимального прояву функціонування компенсаторно-адаптив-
них реакцій до металу аклімацію риб здійснювали протягом 14 діб. Цей період, за даними
[10], є достатнім для формування адаптивних реакцій в організмі екзотермних тварин.
Для дослідження відбирали тканини білих м’язів спини, передньої частки печінки та
зябер. Для визначення вмісту іонів кобальту в зазначених тканинах проби спалювали в
перегнаній нітратній кислоті у співвідношенні 1 : 5 (маса : об’єм). Вміст металу визначали
на оптичному спектрометрі з індуктивно-зв’язаною плазмою “iCAP 6300 DUO” (США) і
виражали в мг/кг сирої маси тканини. Одержані результати піддавали статистичному об-
робленню за загальноприйнятою методикою з використання t-критерію Стьюдента для
визначення достовірної різниці [11].
Результати дослідження і їх обговорення. Проникнення важких металів в організм
риб та їх накопичення є багатовекторним процесом і залежить від багатьох зовнішніх та
внутрішніх чинників. В основному ці метали надходять з води через зябра і шкірні по-
криви — парентеральне живлення [12], а також у складі їжі через шлунково-кишковий
тракт — пероральне живлення [13].
Аналіз одержаних даних дає можливість виявити закономірності тканинного розпо-
ділу досліджуваного металу і особливості його накопичення залежно від функціональних
особливостей органів і тканин. Експериментальні дані свідчать про те, що поглинальна
здатність тканин риб різна внаслідок їх функціональних та морфологічних особливостей,
а також різних фізико-хімічних властивостей самого металу [14].
Зябра є органом, який безпосередньо контактує з оточуючим водним середовищем,
і тому важливо визначити вміст досліджуваного металу саме в цьому органі. Так, вміст
кобальту в зябрах контрольних груп риб майже однаковий у карася і щуки. За концентра-
80 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 6
В.С. Марків, В.О. Хоменчук, В.З. Курант
ції металу у воді 0,1 мг/дм3 цей показник зростає у карася на 12,6 % і у щуки на 40,6 %. За
концентрації кобальту у воді 0,25 мг/дм3 відмічається значне зростання кількості металу в
зябрах у щуки (в 2,9 раза порівняно з контролем) і значно менше збільшення у карася (на
23,0 % порівняно з контролем) (таблиця).
Високий вміст кобальту виявлено в печінці карася. За концентрації металу у воді
0,1 мг/дм3 його кількість у печінці знижується на 29,0 %, а за концентрації 0,25 мг/дм3 —
зростає на 58,6 %. Можливо, за дії 0,1 мг/дм3 іонів кобальту відбувається перерозподіл
металу між печінкою та м’язами, оскільки вміст кобальту в м’язовій тканині за цієї кон-
центрації Co2+зростає.
У печінці щуки вміст кобальту в 4,4 раза менший, ніж у карася. За нижчої концентрації
металу у воді його кількість в печінці щуки зростає на 92,8 %, а за вищої — збільшується
у 3,5 раза. Печінка є одним з найбільших залозистих утворень організму, яка бере участь
у важливих метаболічних процесах [15]. У цьому органі також відбувається детоксикація
цілої низки шкідливих для організму речовин. Хоча кобальт і є біогенним елементом, але в
значних кількостях він може бути шкідливим для гідробіонтів.
На думку М.Ю. Євтушенка і С.В. Дудник [13], головним органом депонування металів
у риб є скелетні м’язи. Якщо врахувати те, що у кісткових риб м’язова тканина становить
до 50 % маси тіла, то загальний вміст металів у ній може бути досить значним. Нами вста-
новлено невисокий вміст кобальту в м’язах досліджуваних риб. Так, у м’язах карася він
майже вдвічі вищий, ніж у м’язах щуки. За концентрації металу у воді 0,1 мг/дм3 вміст ко-
бальту в м’язах карася зростає в 2 рази, а за концентрації 0,25 мг/дм3 — збільшується у 3,7
раза. У м’язах щуки за обох концентрацій металу у воді вміст кобальту в м’язах риб зростає
(на 36,0 та 75,4 % відповідно).
Отже, для того щоб виявити свою дію на водні організми, важкі метали повинні про-
никнути в них і акумулюватися в окремих органах і тканинах. Є дані [4], що свідчать про
Вміст кобальту в органах і тканинах прісноводних риб
за різної його концентрації у воді (мг/кг сирої маси тканини, M ± m, n = 5)
Вид риб Контроль
Концентрація Co2+ у воді, мг/дм3
0,1 0,25
Зябра
Карась 0,87±0,10 0,98±0,13 1,07±0,07
Щука 0,91±0,15 1,28±0,33 2,66±0,25*
Печінка
Карась 2,49±0,21 1,77±0,18* 3,95±0,25*
Щука 0,56±0,05 1,08±0,12* 1,97±0,16*
М’язи
Карась 1,10±0,28 2,19±0,34* 4,08±0,32*
Щука 0,61±0,04 0,83±0,08* 1,07±0,12*
* Різниця вірогідна порівняно з контролем (P < 0,05).
81ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2023. № 6
Накопичення кобальту в організмі прісноводних риб за його підвищеного вмісту у воді
щонайменше два етапи біологічної акумуляції іонів важкого металу. На першому етапі
відбувається досить швидке поглинання іона металу з води в результаті різноманітних
процесів та явищ (від поверхневої сорбції на межі розділення організму і середовища до
іонообімінної хімічної взаємодії іонів металу з субстратом поверхневих органів та струк-
тур організму). Після цього процес накопичення іонів металу з водного середовища спо-
вільнюється і починають домінувати інші чинники, які включають обмін речовин у само-
му організмі, швидкість екскреції та інші процеси, внаслідок чого досягається динамічна
рівновага між надходженням іонів металу в організм і їх виведенням з нього [13].
Висновки. Загалом можна зазначити, що накопичення в організмі риб важкого металу
є активним і регульованим, тканиноспецифічним процесом, інтенсивність якого залежить
як від фізико-хімічних особливостей водного середовища, хімічної активності іона металу,
так і від фізіолого-біохімічної активності організму риб.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Martin B.R. Bioinorganic chemistry of metal ion toxicity. Metal ions in biological systems. Concepts on metal
ion toxicity. Vol. 20. New York: Marcel Dekker,1986. P. 21—65.
2. Campbell P.G.C. Interaction between trace metals and aquatic organisms: a critique of the free-ion activity
model. Metal speciation and bioavailability in aquatic systems. London: J. Willey, 1995. P. 45—102.
3. Грициняк І.І., Янович Д.О., Швець Т.М. Екотоксикологія лососевих риб. Київ : Вид-во ТОВ «ДІА»,
2015. 472 с.
4. Курант В.З. Роль білкового обміну в адаптації риб до дії іонів важких металів: Автореф. дис. … д-ра
біол. наук / Інститут гідробіології НАН України. Київ, 2003. 38 с.
5. Förstner V., Wittmann C.T.W. Metals pollution in the aquatic environment. New York: Springer, 1979. 276 p.
6. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Ленинград:
Гидрометеоиздат, 1986. 276 с.
7. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: контроль и оценка влияния. Москва:
Мир, 1987. 286 с.
8. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии. Киев: Генеза, 2004. 664 с.
9. Евтушенко Н.Ю. Роль макро- и микроэлементов в метаболизме пресноводных рыб: Автореф. дис. …
д-ра біол. наук / МГУ. Москва, 1985. 41 с.
10. Хлебович В.В. Акклимация животных организмов. Ленинград: Наука, 1981. 135 с.
11. Лакин Г.Ф. Биометрия. Москва: Высш. шк., 1990. 351 с.
12. Карпюк М.И., Зубченко И.А., Сокольский А.Ф. Теория биосорбции водных животных (научные основы
и практическое использование). Астрахань: Из-во АГТУ, 2002. 333 с.
13. Евтушенко Н.Ю., Дудник С.В. Механизмы поступления, распределения и выведения металлов из орга-
низма рыб (обзор). Гидробиол. журн. 2014. 50, № 4. С. 63—77.
14. Воробьов В.И. Микроэлементы и их применение в рыбоводстве. Москва: Пищ. пром-сть, 1979. 183 с.
15. Романенко В.Д. Печень и регуляция межуточного обмена (млекопитающие и рыбы). Киев: Наук. думка,
1978. 183 с.
Надійшло до редакції 02.06.2023
REFERENCES
1. Martin, B. R. (1988). Bioinorganic chemistry of metal ion toxicity. In Metal ions in biological systems: Concepts
on metal ion toxity (Vol. 20) (pp. 21-65). New York: Marcel Dekker.
2. Campbell, P. G. C. (1995). Interactions between trace metals and aquatic organisms: A critique of the free-ion
activity model. In Tessier, A. & Turner, D. R. (Eds.). Metal speciation and bioavailability in aquatic systems
(pp. 45-102). London: John Wiley & Sons.
3. Hrytsyniak, I. I., Yanovych, D. О. & Shvets, Т. М. (2015). Ecotoxicology of Salmonids. Kyiv: Vyd-vo TOV
«DIA» (in Ukrainian).
82 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2023. No 6
В.С. Марків, В.О. Хоменчук, В.З. Курант
4. Kurant, V. Z. (2003). Role of protein metabolism in the adaptation of fish to the influence of ions of heavy
metals. (Extended abstract of Doctor thesis). Institute of Hydrobiology, Kyiv, Ukraine (in Ukrainian).
5. Förstner, V. & Wittmann, C. T. W. (1979). Metals pollution in the aquatic environment. New York: Springer.
6. Linnyk, P. N. & Nabivanets, B. I. (1986). Forms of metal migration in fresh surface waters. Leningrad:
Hydrometeoizdat (in Russian).
7. Moore, J. W. & Ramamoorthy, S. (1987). Heavy metals in natural waters: applied monitoring and impact
assessment. Мoscow: Mir (in Russian).
8. Romanenko, V. D. (2004). Fundamentals of hydroecology. Kyiv: Geneza (in Russian).
9. Evtushenko, N. Yu. (1985). The role of macro- and microelements in the metabolism of freshwater fish.
(Extended abstract of Doctor thesis). Moscow state university, Russia (in Russian).
10. Khlebovich, V. V. (1981). Acclimatization of animal organisms. Leningrad: Nauka (in Russian).
11. Lakin, G. F. (1990). Biometrics. Moscow: Vysshaja shkola (in Russian).
12. Karpyuk, M. I., Zubchenko, I. A. & Sokolsky, A. F. (2002). Theory of biosorption of aquatic animals (scientific
foundations and practical use). Astrakhan: Izd-vo AGTU (in Russian).
13. Yevtushenko, N. Yu. & Dudnyk, S. V. (2014). Mechanisms of income, distribution and excretion of metals in the
fish organisms (a Review). Gidrobiol. zhurn., 50, No. 4, pp. 63-77 (in Russian).
14. Vorobyov, V. I. (1979). Trace elements and their use in fish farming. Moscow: Pishhevaja promyshlennost’ (in
Russian).
15. Romanenko, V. D. (1978). Liver and regulation of interstitial metabolism (mammals and fish). Kyiv: Naukova
Dumka (in Russian).
Received 02.06.2023
V.S. Markiv, https://orcid.org/0000-0003-1294-7827
V.O. Khomenchuk, https://orcid.org/0000-0003-0500-6754
V.Z. Kurant, https://orcid.org/0000-0002-3349-046X
Ternopil National Pedagogical University named after V. Hnatyuk, Ternopil
E-mail: khomenchuk@tnpu.edu.ua
ACCUMULATION OF COBALT IN THE ORGANISM
OF FRESHWATER FISH DUE TO INCREASED CONTENT IN WATER
The peculiarities of the quantitative accumulation of cobalt in the body of crucian carp and pike at different
concentrations in the surrounding water environment were studied. The relationship between the metal content
in water and its accumulation in the gills, liver, and skeletal muscles was established. Elevated concentrations of
cobalt in the aquatic environment (0.1 and 0.25 mg/dm3) primarily lead to the accumulation of the metal in the
tissues of the studied fish species. A more pronounced increase in this indicator is observed with a concentration
of 0.25 mg dm3 of the metal in the water. The degree of cobalt accumulation in fish tissues follows a specific order:
liver, muscles, gills.
Keywords: freshwater fish, gills, liver, muscles, cobalt.
|