Биология внутренних вод, 2020, № 5, стр. 503-512

Изменения в составе липидов жабр пресноводной мидии Anodonta cygnea под действием меди различных концентраций

Н. Н. Фокина a*, И. В. Суховская a, О. Б. Васильева a, Н. Н. Немова a

a Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук
Петрозаводск, Россия

* E-mail: fokinann@gmail.com

Поступила в редакцию 19.09.2019
После доработки 30.10.2019
Принята к публикации 10.12.2019

Аннотация

Изучены изменения состава запасных и мембранных липидов в жабрах пресноводных моллюсков Anodonta cygnea L., 1758 в ответ на действие меди в различных концентрациях (5, 50, 100 и 250 мкг/л). Модификации на уровне фосфолипидов и их жирных кислот зависели от продолжительности воздействия меди: на 1-е сут отмечено повышение ненасыщенности жирных кислот фосфолипидов, а на 3-и сут – снижение. К концу эксперимента (на 7-е сут) изменения в жабрах моллюсков на уровне состава липидов определялись концентрацией меди: сравнительно невысокие концентрации (5 и 50 мкг/л) вызывали снижение ненасыщенности жирных кислот в составе фосфолипидов, концентрация меди 250 мкг/л, напротив, способствовала ее повышению. Показано, что перестройка структурной организации мембранных липидов и их жирных кислот у A. cygnea в условиях воздействия меди в различных концентрациях осуществляется посредством использования внутренних резервов (триацилглицеринов) и дополнительного синтеза ненасыщенных жирных кислот.

Ключевые слова: ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, токсичность, медь, двустворчатые моллюски

DOI: 10.31857/S0320965220040087

Список литературы

  1. Сидоров В.С., Лизенко Е.И., Болгова О.М., Нефедова З.А. 1972. Липиды рыб. 1. Методы анализа // Лососевые (Salmonidae) Карелии. Вып. 1. Экология. Паразитофауна. Биохимия. Петрозаводск: КФАН СССР. С. 150.

  2. Abele D., Vazquez-Medina J.P., Zenteno-Savin T. 2011. Oxidative stress in aquatic ecosystems. London: John Wiley & Sons.

  3. Arduini A., Peschechera A., Dottori S. et al. 1996. High performance liquid chromatography of long-chain acylcarnitine and phospholipids in fatty acid turnover studies // J. Lipid Res. V. 37(3). P. 684.

  4. Burkhead J.L., Lutsenko S. 2013. The role of copper as a modifier of lipid metabolism // Lipid metabolism. Croatia: IntechOpen.

  5. Chan C.Y., Wang W.X. 2018. A lipidomic approach to understand copper resilience in oyster Crassostrea hongkongensis // Aquat. Toxicol. V. 204. P. 160. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.09.011

  6. Company R., Serafim A., Cosson R.P. et al. 2008. Antioxidant biochemical responses to long-term copper exposure in Bathymodiolus azoricus from Menez-Gwen hydrothermal vent // Sci. Total Environ. V. 389(2–3). P. 407. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.08.056

  7. Duffus J.H. 2002. “Heavy metals” a meaningless term? (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry. V. 74(5). P. 793. https://doi.org/10.1351/pac200274050793

  8. Engelbrecht F.M., Mari F., Anderson J.T. 1974. Cholesterol determination in serum: a rapid direction method // S. Afr. Med. J. V. 48(7). P. 250.

  9. Fokina N.N., Ruokolainen T.R., Nemova N.N., Bakhmet I.N. 2013. Changes of blue mussels Mytilus edulis L. lipid composition under cadmium and copper toxic effect // Biol. Trace Elem. Res. V. 154(2). P. 217. https://doi.org/10.1007/s12011-013-9727-3

  10. Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues // J. Biol. Chem. V. 226(1). P. 497.

  11. Harizi H., Corcuff J.B., Gualde N. 2008. Arachidonic-acid-derived eicosanoids: roles in biology and immunopathology // Trends Mol. Med. V. 14. № 10. P. 461. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2008.08.005

  12. Kelly J.R., Scheibling R.E. 2012. Fatty acids as dietary tracers in benthic food webs // Mar. Ecol.: Prog. Ser. V. 446. P. 1. https://doi.org/10.3354/meps09559

  13. Kowalczyk-Pecka D., Kowalczuk-Vasilev E., Pecka S. 2017. The effect of heterogeneous copper micro-supplementation on fatty acid profiles in the tissues of snails Helix pomatia (Gastropoda Pulmonata) // Ecol. Indic. V. 76. P. 335. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.01.031

  14. Kowalczyk-Pecka D., Kowalczuk-Vasilev E., Puchalski A., Klebaniuk R. 2018. Peroxidation and unsaturation indices as potential biomarkers of multifarious zinc and copper micro-supplementation in Helix pomatia L. // Ecotoxic. Environ. Saf. V. 148. P. 713. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.11.051

  15. Lesser M.P. 2006. Oxidative stress in marine environments: biochemistry and physiological ecology // Annu. Rev. Physiol. V. 68. P. 253. https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.68.040104.110001

  16. Maazouzi C., Masson G., Izquierdo M. S., Pihan J.C. 2008. Chronic copper exposure and fatty acid composition of the amphipod Dikerogammarus villosus: results from a field study // Environ. Pollut. V. 156(1). P. 221. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.12.010

  17. Momcilovic B. 2004. Copper // Elements and their Compounds in the Environment. Weinheim: Wiley-VHC. P. 731.

  18. Najimi S., Bouhaimi A., Daubeze M. et al. 1997. Use of acetylcholinesterase in Perna perna and Mytilus galloprovincialis as a biomarker of pollution in Agadir Marine Bay (South of Morocco) // Bull. Environ. Contam. Toxicol. V. 58(6). P. 901. https://doi.org/10.1007/s001289900419

  19. Napolitano G.E. 1999. Fatty acids as trophic and chemical markers in freshwater ecosystems // Lipids in freshwater ecosystems. New York: Springer. P. 21. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0547-0_3

  20. Nath R. 1997. Copper deficiency and heart disease: molecular basis, recent advances and current concepts // The Internat. J. Biochem. Cell Biol. V. 29. № 11. P. 1245. https://doi.org/10.1016/S1357-2725(97)00060-5

  21. Nugroho A.P., Frank H. 2011. Uptake, distribution, and bioaccumulation of copper in the freshwater mussel Anodonta anatina // Toxicol. Environ. Chem. V. 93. № 9. P. 1838. https://doi.org/10.1080/02772248.2011.582989

  22. Rajalakshmi S., Mohandas A. 2005. Copper-induced changes in tissue enzyme activity in a freshwater mussel // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 62. № 1. P. 140. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2005.01.003

  23. Santini O., Chahbane N., Vasseur P., Frank H. 2011. Effects of low-level copper exposure on Ca2+-ATPase and carbonic anhydrase in the freshwater bivalve Anodonta anatina // Toxicol. Environ. Chem. V. 93(9). P. 1826. https://doi.org/10.1080/02772240903217598

  24. Smolders A.J.P., Lock R.A.C., Van der Velde G. et al. 2003. Effects of mining activities on heavy metal concentrations in water, sediment, and macroinvertebrates in different reaches of the Pilcomayo River, South America // Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 44(3). P. 314. https://doi.org/10.1007/s00244-002-2042-1

  25. Turchini G.M., Francis D.S. 2009. Fatty acid metabolism (desaturation, elongation and β-oxidation) in rainbow trout fed fish oil-or linseed oil-based diets // British Journal of Nutrition. V. 102. № 1. P. 69. https://doi.org/10.1017/S0007114508137874

  26. Vance D.E., Vance J.E. 2002. Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes. Amsterdam: Elsevier.

  27. Viarengo A. 1989. Heavy metals in marine invertebrates: mechanisms of regulation and toxicity at the cellular level // Rev. Aquat. Sci. V. 1. № 2. P. 295.

  28. Wang W.X., Yang Y., Guo X. et al. 2011. Copper and zinc contamination in oysters: subcellular distribution and detoxification // Environ. Toxicol. Chem. V. 30(8). P. 1767. https://doi.org/10.1002/etc.571

  29. Zorita I., Ortiz-Zarragoitia M., Soto M., Cajaraville M.P. 2006. Biomarkers in mussels from a copper site gradient (Visnes, Norway): an integrated biochemical, histochemical and histological study // Aquat. Toxicol. V. 78. P. 109.

Дополнительные материалы

скачать ESM_1.doc
Table S1. Гидрохимическая характеристика аквариумной воды
 
Table S2. Состав липидов жабр A. cygnea под действием меди в различных концентрациях (продолжительность воздействия 1 сут.)
 
Table S3. Состав липидов жабр A. cygnea под действием меди в различных концентрациях (продолжительность воздействия 3 сут.)
 
Table S4. Cостав липидов жабр A. cygnea под действием меди в различных концентрациях (продолжительность воздействия 7 сут.)