РТУТЬ В РЫБАХ: БИОХИМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ

Н.Н. Немова, Л.А. Лысенко, О.В. Мещерякова, В.Т. Комов

Аннотация


Обсуждены результаты собственных исследований и имеющиеся в мировой научной литературе данные о накоплении ртути в рыбе, обитающей в малых озерах Северо-Запада России, и о влиянии сопутствующих факторов водной среды, главным образом, ацидности и гумифицированности естественных водоемов, на биодоступность и биоаккумуляцию разных форм ртути. Рассмотрены вопросы воздействия ртути на рыб, механизмов их биохимических ответных реакций, а также биохимической индикации накопления ртути, основанной на оценке специфичных маркеров, отражающих состояние рыб, и призванной выявить возможные риски для здоровья человека, связанные с употреблением такой рыбы в пищу.

Ключевые слова


рыбы, ртуть, биохимическая индикация, ответная реакция.

Полный текст:

PDF

Литература


Артамонова В.Г., Дадали В.А., Полканова Е.К. Современные аспекты ртутных интоксикаций и проблемы реабилитации // Ртуть. Комплексная система безопасности (материалы научно-техн. конф.). – СПб., 1999. – С. 10–14.

Богдан В.В., Немова Н.Н., Руоколайнен Т.Р. Влияние ртути на состав липидов печени и мышц окуня Perca fluviatilis // Вопросы ихтиологии. – 2002. – Т. 42. – № 2. – С. 259–263.

Бондарева Л.А., Немова Н.Н., Кяйвяряйнен Е.И. и др. Влияние пищевой интоксикации солями ртути на активность цистеиновых протеиназ в тканях крыс // Известия АН. Сер. биол. – 2003. – № 1. – С. 37–40.

Израэль Ю.А. Эффективный путь сохранения климата на современном уровне – основная цель решения климатической проблемы // Метео рология и гидрология. – 2005. – Т. 10. – С. 5–9.

Кашулин Н.А. Ихтиологические основы биоиндикации загрязнения среды тяжелыми металлами: Автореф. дис. докт. биол. наук. – Петрозаводск, 2000. – 42 с.

Кашулин Н.А., Лукин А.А., Амундсен П.-А. Рыбы пресных вод субарктики как биоиндикаторы техногенного загрязнения. – Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1999. – 142 с.

Комов В.Т. Природное и антропогенное закисление малых озер Северо-Запада России: причины, последствия, прогноз. Автореф. дис. докт. биол. наук. – СПб., 1999. – 46 с.

Комов В.Т. Причины и последствия антропогенного закисления озер: Курс лекций. – Нижний Новгород : Вектор-ТиС, 2007. – 112 с.

Комов В.Т., Степанова И.К. Гидрохимическая характеристика озер Дарвинского заповедника // Структура и функционирование экосистем ацидных озер. – СПб. : Наука, 1994. – С. 31–42.

Комов В.Т., Степанова И.К., Гремячих В.А. Содержание ртути в мышцах рыб из водоемов Северо-Запада России: причины интенсивного накопления и оценка негативного эффекта на состояние здоровья людей // Актуальные проблемы водной токсикологии. – Борок : ИБВВ РАН, 2004. – С. 99–123.

Мещерякова О.В., Груздев А.И., Немова Н.Н. Сравнительная оценка углеводного метаболизма у окуней (Perca fluviatilis L.) из водоемов с разным содержанием гуминовых кислот // Известия АН. Сер. биол. – 2004. – Т. 31. – Вып. 1. – С. 15–20. 183

Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология: теоретические и прикладные аспекты. – М. : Наука, 2009. – 400 с.

Моисеенко Т.И., Шарова О.Н. Физиологические механизмы деградации популяций рыб в закисленных водоемах // Экология. – 2006. – № 4. – С. 287–293.

Назаренко И.И., Кислоева И.В., Кашина Л.И. и др. Атомно-абсорбционное определение ртути в водах после сорбционного концентрирования на полимерном тиоэфире // Журн. аналит. хим. – 1986. – Т. 11. – С. 1385–1390.

Немова Н.Н., Кяйвяряйнен Е.И, Крупнова М.Ю. и др. Активность внутриклеточных протеолитических ферментов в тканях речного окуня Perca fluviatilis с различным содержанием ртути // Вопр. ихтиологии. – 2001. – Т. 41. – С. 704–707.

Немова Н.Н. Биохимические эффекты накопления ртути у рыб. – М. : Наука, 2005. – 164 с.

Немова Н.Н., Высоцкая Р.У. Биохимическая индикация состояния рыб. – М. : Наука, 2004. – 214 с.

Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. – М. : ВНИРО, 1999. – 304 с.

Петросян В.С. Глобальное загрязнение окружающей среды ртутью и ее соединениями // Россия в окружающем мире: 2006 (Аналитический ежегодник) / Отв. ред. Н.Н. Марфенин. – М. : МНЭПУ ; Авант, 2007. – 320 с.

Руднева И.И. Влияние антропогенного загрязнения на биохимические показатели черноморских рыб // Современное состояние ихтиофауны Черного моря. – Севастополь, 1995. – C. 168–188.

Смирнов Л.П., Суховская И.В., Немова Н.Н. Влияние различных факторов среды на низкомолекулярные пептиды рыб: Обзор // Экология. – 2005. – Т. 36. – № 1. – С. 41–47.

Степанова И.К., Комов В.Т. Накопление ртути в рыбе из водоемов Вологодской области // Экология. – 1997. – Т. 28. – № 4. – С. 196– 202.

Суховская И.В., Смирнов Л.П., Немова Н.Н., Комов В.Т. Влияние ртути на фракционный состав низкомолекулярных пептидов мускулатуры речного окуня Perca fluviatilis // Вопросы ихтиологии. – 2001. – Т. 41. – С. 699– 703.

Трахтенберг И.М., Иванова Л.А. Современные представления о воздействии ртути на клеточные мембраны // Гигиена и санитария. – 1984. – № 5. – С. 59–63.

Amirbahman A., Reid A.L., Haines T.A. et al. Association of methylmercury with dissolved humic acids // Environ. Sci. Technol. – 2002. – Vol. 36. – P. 690–695.

Bagger S., Breddam K., Byberg B.R. Binding of mercury(II) to protein thiol groups: a study of proteinase K and carboxypeptidase Y // J. Inorg. Biochem. – 1991. – Vol. 42. – P. 97–103. 184

Bakir F., Damluji S.F., Amin Zaki I. Methylmercury poisoning in Iraq: an interuniversity report // Science. – 1973. – Vol. 181. – P. 230–241.

Benoit J.M., Gilmour C.C., Heyes A. et al. Geochemical and biological controls over methylmercury production and degradation in aquatic ecosystems // Biogeochemistry of Environmentally Important Trace Elements / Cai Y., Braids O.C. (Eds.). – Washington, DC : American Chemical Society, 2002.

Berlin M., Zalups R.K., Fowler B.A. Mercury // Handbook on the Toxicology of Metals, 3rd edition / G.F. Nordberg, B.A. Fowler, M. Nordberg, L.T. Friberg (Eds.) – New York : Elsevier, 2007.

Bloom N.S. On the chemical form of mercury in edible fish and marine invertebrate tissues // Can. J. Fish. Aquat. Sci. – 1992. – Vol. 49. – P. 1010–1017.

Boening D.W. Ecological effects, transport, and fate of mercury: a general review // Chemosphere. – 2000. – Vol. 40. – P. 1335–1351.

Bose S., Ghosh P., Bhattacharya S. Distribution kinetics of inorganic mercury in the subcellular fractions of fish liver // Sci. Total Environ. – 1993. – Suppl. Pt. 1. – P. 533–538.

Ceccatelli S., Dar E., Moors M. Methylmercury-induced neurotoxicity and apoptosis // Chem. Biol. Interact. – 2010. – Vol. 188. – P. 301–308.

Celo V., Lean D.R., Scott S.L. Abiotic methylation of mercury in the aquatic environment // Sci. Total Environ. – 2006. – Vol. 368. – Р. 126– 137.

Clarkson T.W., Magos L. The toxicology of mercury and its chemical compounds // Crit. Rev. Toxicol. – 2006. – Vol. 36. – P. 609–662.

Committee on Human Biomonitoring for Environmental Toxicants, National Research Council of the United States National Academies of Science. Human biomonitoring for environmental chemicals. – Washington : National Academies Press, 2006.

den Besten P.J., Munawar M. Ecological testing of marine and freshwater ecosystems: synthesis and recommendations // Ecotoxicological testing of marine and freshwater ecosystems: Emerging techniques, Trends and Strategies / P.J. den Besten, M. Munawar (Eds.). – Boca Raton, FL : CRC Press, 2005. – 296 p.

Di Giulio R.T., Benson W.H., Sanders B.M., Van Veld P.A. Biochemical mechanisms: metabolism, adaptation, and toxicity // Fundamentals of aquatic toxicology, 2nd Edition / Gary M. Rand (Ed.). – Taylor and Francis, 1995. – P. 523–561.

Dietz R., Sonne C., Basu N. et al. What are the toxicological effects of mercury in Arctic biota? // Sci. Total. Environ. – 2013. – Vol. 443. – P. 775–790.

Eto K. Minamata disease // Neuropathology. – 2000. – Vol. 20 (Suppl). – P. S14–S19.

Evans M.S., Lockhart W.L., Doetzel L. et al. Elevated mercury concentrations in fish in lakes in the Mackenzie River Basin: the role of physical, chemical, and biological factors // Sci. Total Environ. – 2005. – Vol. 351–352. – P. 479–500.

Fitzgerald W.F., Lamborg C.H. Geochemistry of mercury in the environment // Treatise on geochemistry, vol. 9 / Lollar B.S. (Ed.). – Amsterdam: Elsevier, 2003. – P. 107–148.

Gagne F., Marion M., Denizeau F. Metal homeostasis and metallothionein induction in rainbow trout hepatocytes exposed to cadmium // Fundam. Appl. Toxicol. – 1990. – Vol. 14. – P. 429–437.

Grandjean P., Budtz-Jrgensen E. Total imprecision of exposure biomarkers: implications for calculating exposure limits // Am. J. Ind. Med. – 2007. – Vol. 50. – P. 712–719.

Haines T.A., Komov V.T., Jagoe C.H. Mercury concentration in perch (Perca fluviatilis) as influenced by lacustrine physical and chemical factors in two regions of Russia // Mercury pollution: integration and synthesis / J. Watras, W. Huckabee (Eds.). – N.-Y. : Lewis Publishers, 1994.

Haines T.A., Komov V.T., Matey V.E., Jagoe C.H. Perch mercury content is related to acidity and color of 26 Russian lakes// Water Air Soil Pollut. – 1995. – Vol. 85. – P. 823–828.

Hall B.D., Bodaly R.A., Furge R.J.P. et al. Food as the dominant pathway of methylmercury uptake by fish // Water Air Soil Pollut. – 1997. – Vol. 100. – P. 13–24.

Hare M.F., Atchison W.D. Methylmercury mobilizes Ca++ from intracellular stores sensitive to inositol 1,4,5-trisphosphate in NG108-15 cells // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 1995. – Vol. 272. – P. 1016–1023.

Harris H.H., Pickering I.J., George G.N. The chemical form of mercury in fish // Science. – 2003. – Vol. 301. – P. 1203.

Henriksen A., Lien L., Rosseland B.O. et al. Lake acidification in Norway: Present and predicted fish status // Ambio. – 1989. – Vol. 18. – P. 314–321.

Hintelmann H., Welbourn P.M., Evans R.D. Binding of methylmercury compounds by humic and fulvic acids // Water Air Soil Pollut. – 1995. – Vol. 80. – P. 1031–1034.

Hrenchuk L.E., Blanchfield P.J., Paterson M.J., Hintelmann H.H. Dietary and waterborne mercury accumulation by yellow perch: a field experiment // Environ. Sci. Technol. – 2012. – Vol. 46. – P. 509–516.

Huang C.F., Hsu C.J., Liu S.H., Lin-Shiau S.Y. Neurotoxicological mechanism of methylmercury induced by low-dose and long-term exposure in mice: Oxidative stress and down-regulated Na+/ K+-ATPase involved // Toxicol. Lett. – 2008. – Vol. 176. – P. 188–197.

Ioannides C., Parke D.V. The cytochrome P 450. Gene family of microsomal hemoproteins and their role in the metabolic activation on chemicals // Drug Metab. Rev. – 1990. – Vol. 27. – P. 1–85.

Kelly C.A., Rudd J.W., Holoka M.H. Effect of pH on mercury uptake by an aquatic bacterium: implications for Hg cycling // Environ. Sci. Technol. – 2003. – Vol. 37. – P. 2941–2946.

Kim M.-K., Zoh K.-D. Fate and transport of mercury in environmental media and human exposure // J. Prev. Med. Public Health. – 2012. – Vol. 45. – P. 335–343.

Leaner J.J., Mason R.P. Methyl mercury accumulation and fluxes across the intestine of channel catfish, Ictalurus punctatus // Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. – 2002. – Vol. 132. – No. 2. – P. 247–259.

Lysenko L., Kantserova N., Kivrinen E. et al. Biochemical markers of pollutant responses in macrozoobenthos from the White Sea: Intracellular proteolysis // Mar. Environ. Res. – 2014. – Vol. 96. – P. 38–44.

Mason R.P., Reinfelder J.R., Morel F.M. Bioaccumulation of mercury and methylmercury // Water Air Soil Pollut. – 1995. – Vol. 80. – P. 915– 921.

Mozaffarian D., Rimm E.B. Fish intake, contaminants, and human health evaluating the risks and the benefits // JAMA. – 2006. – Vol. 296. – P. 1885–1899.

Myers G.J., Davidson P.W., Strain J.J. Nutrient and methyl mercury exposure from consuming fish // J. Nutr. – 2007. – Vol. 137. – P. 2805–2808.

Nathanson M.H., Mariwalla K., Ballatori N., Boyer J.L. Effects of Hg2+ on cytosolic Ca2+ in isolated skate hepatocytes // Cell. Calcium. – 1995. – Vol. 18. – No. 5. – P. 429–439.

Nemova N., Kaivarainen E., Krupnova M. et al. The effect of mercury and acidity on biochemical indices of freshwater fish // The Biological Essentiality of Macro and Trace Elements. – Jena, 2000. – P. 814–818.

Nolde N., Drobne D., Horvat M., Jereb V. Reduction and methylation of mercury in the terrestrial isopod Porcellio scaber (Crustacea) and its environment // Environ. Toxicol. Chem. – 2005. – Vol. 24. – P. 1697–1704.

Pacyna E.G., Pacyna J.M., Steenhuisen F., Wilson S. Global anthropogenic mercury emission inventory for 2000 // Atmos. Environ. – 2006. – Vol. 40. – P. 4048–4063.

Porcella D.B. Mercury in the Environment: Biogeochemistry // Mercury Pollution: Integration and Synthesis / C.J. Watras (Ed.). – London– Tokyo : Lewis Publishers, 1994. – P. 3–19.

Rana S.V.S., Singh R., Verma S. Mercuryinduced lipid peroxidation in the liver, kidney, brain and gills of a fresh water fish, Channa punctatus // Japan. J. Ichthyol. – 1995. – Vol. 43. – P. 255–259.

Schindler D.W. Changes caused by acidification to the biodiversity: productivity and biogeochemical cycles of lakes // Acidification of freshwater ecosystems: implications for the future. – N.-Y., 1994. – P. 153–164.

Sheehan M.C., Burke T.A., Navas-Acien A., Breysse P.N., McGready J., Fox M.A. Global methylmercury exposure from seafood consumption and risk of developmental neurotoxicity: a systematic review // Bull. World Health Organ. – 2014. – Vol. 92. – P. 254–269.

Shenker B.J., Guo T.L., Shapiro J.M. Induction of apoptosis in human T-cells by methyl mercury: temporal relationship between mitochondrial dysfunction and loss of reductive reserve // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 1999. – Vol. 157. – P. 23–35. 185

Simmons-Willis T.A., Koh A.S., Clarkson T.W., Ballatori N. Transport of a neurotoxicant by molecular mimicry: The methylmercury-lcysteine complex is a substrate for human Ltype large neutral amino acid transporter (LAT) 1 and LAT2 // Biochem. J. – 2002. – Vol. 367. – P. 239– 246.

Sonesten L. Fish mercury levels in lakes – adjusting for Hg and fish-size covariation // Environ. Pollut. – 2003. – Vol. 125. – P. 255–265.

Spry D.J., Wiener J.G. Metal bioavailability and toxicity to fish in low-alkalinity lakes: a critical review // Environ. Pollut. – 1991. – Vol. 71. – P. 243–304.

Steinberg C.E.W. Ecology of humic substances in freshwater. – Berlin-HeidelbergNY : Springer-Verlag, 2003. – 440 p. 186

Svobodova Z., Dusek L., Hejtmanek M. et al. Bioaccumulation of mercury in various fish species from Orlik and Kamyk water reservoirs in the Czech Republic // Ecotoxicol. Environ. Safety. – 1999. – Vol. 43. – No. 3. – P. 231–240.

United Nations Environment Programme. The global atmospheric mercury assessment: sources, emissions and transport. – Geneva : United Nations Environment Programme, 2008. – P. 13–62.

WHO. Environmental health criteria 101: Methylmercury. Geneva, Switzerland: World Health Organization, 1993. – 144 p.

Winfrey M.R., Rudd J.W.M. Environmental factors affecting the formation of methylmercury in low pH lakes: A review // Environ. Toxicol. Chem. – 1990. – Vol. 9. – P. 853–869.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v6i2.215

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"