Д А Вискушенко - Серцева діяльність lymnaea stagnalis в умовах його інтоксикації хлоридомцинку - страница 1

Страницы:
1  2 

УДК 594.3:591.5

Д.А.Вискушенко,

аспірант

(Житомирський педуніверситет)

СЕРЦЕВА ДІЯЛЬНІСТЬ LYMNAEA STAGNALIS В УМОВАХ ЙОГО ІНТОКСИКАЦІЇ ХЛОРИДОМ

ЦИНКУ

Вивчено вплив хлориду цинку (2, 10 та 18 мг/л) на ритм серцевих скорочень Lymnaea stagnalis. На дію дослі­джених концентрацій токсиканту тварини відповідають прогресуючою тахікардією.

Останнім часом все більшої актуальності набуває проблема підвищення вмісту іонів важких металів у водо­ймах усього світу. Так, згідно з існуючими у наш час санітарно-гігієнічними нормами, гранично допустимі концентрації (ГДК) іонів міді та цинку у водоймах становлять 1 мг/л. Фонові концентрації цинку в природних поверхневих водах внутрішніх водойм варіюють від 0,001 до 0,2 мг/л, часом трохи вище [1:2]. Мідь же присут­ня у природних водоймах (як мікроелемент) звичайно в концентраціях, нижчих за 5 мкг/л [3:4]. Але, внаслідок господарської діяльності людини, вміст вищезгаданих металів у континентальних водоймах нерідко може дося­гати декількох міліграмів (мідь) і навіть сотень міліграмів на літр (цинк). Крім того, зараз щорічне антропічне надходження у водне середовище цинку більш ніж у 7, а міді - у 3 рази перевищує таке з природних джерел [5]. Більше того, нерідко спостерігається повне зникнення молюсків на значній ділянці водойми в результаті попа­дання в неї шахтних вод із родовища важких металів [6]. Це викликає особливе занепокоєння, оскільки важкі метали, на відміну від сполук органічної природи, що розкладаються з часом, не підлягають трансформації, а включаються в біогеохімічні цикли, залишаючись у них протягом тривалого періоду.

Отже, стає цілком очевидною необхідність моніторингу якісного складу та кількісного вмісту важких мета­лів у наших водах. Згідно з сучасними уявленнями, найбільш оперативну інформацію про будь-які зміни у во­доймі можуть дати самі гідробіонти, що досить швидко реагують на коливання концентрацій тих чи інших ре­човин у ній. При таких дослідженнях одним із найуживаніших тест-обґєктів є вторинноводний молюск - став-ковик Lymnaea stagnalis [7:8:9]. Водночас саме дослідження зрушень у різних фізіологічних процесах організму гідробіонтів, зумовлених впливом на них токсикантів, дозволяють значно покращити точність прогнозів щодо можливих змін у гідроценозах у відповідь на антропічний пресинг, який, як відомо, постійно зростає. Крім того, вивчення фізіологічного механізму впливу токсикантів на гідробіонтів дозволяє більш точно класифікувати ці речовини за механізмом їх дії [10].

Взявши до уваги все вищезгадане, ми намагалися дослідити вплив іонів важких металів на таку інтегральну тест-функцію ставковика, як темп його серцевих скорочень, що до цього часу не досліджувалося.

Матеріал і методика досліджень: 1189 екз. Ставковика озерного Lymnaea stagnalis (Linne, 1758), зібрані в ба­сейні р.Тетерів у травні-липні 2000 р. Висота мушлі піддослідних тварин становить 41,2±1,5 мм. Як токсикант нами використано хлорид цинку (ч. д. а.) у концентраціях 2, 10 та 18 мг/л (1-9 ГДК). Темп серцевих скорочень вимірювали після витримування тварин у розчинах токсиканту протягом 2 діб. Контроль за серцевим ритмом у молюсків проводили візуально. Для цього у черепашці скальпелем обережно випилювали отвір 1x(1,5-2) см (у районі проекції серця) і через мантію слідкували за кількістю його скорочень. У кожного молюска заміри про­водили три рази, встановлюючи після цього середнє значення кількості скорочень, що припадає на одиницю часу.

Результати та їх обговорення: Нами з'ясовано, що частота серцевих скорочень ставковика в нормі становить у середньому 17,26±0,6 уд./хв (амплітуда коливання показника - 10-27 уд./хв). Отримані нами результати добре узгоджуються з даними інших авторів [11], згідно з якими ритм серцевих скорочень ставковиків коливається в межах від 10-15 до 40-60 (рідко до 70-90) уд./хв. Такий великий розмах цього показника пояснюється значними сезонними та віковими змінами його у молюсків [12].

Ритм серцевих скорочень досліджуваного нами об' єкта за однакових інших умов неоднаковий у різних його популяціях і варіює в межах від 15,47±0,57 до 18,18±0,69 уд./хв (табл.). У чому ж причина цих відмінностей ? Адже ми досліджували лише тварин одного віку (однакових розмірів) та за однакових умов середовища (t - 18-21є C; 8,6-8,9 мгО2/л; pH - 7,2-7,5). На наш погляд, у цьому випадку вплив на темп серцевих скорочень імовір­ніше усього справляє гідрохімічний режим водойм, у яких живуть ці гідробіонти. Адже дуже важко, а часом і зовсім неможливо знайти два водоймища, у воді яких були б розчинені одні й ті ж самі речовини та ще й в од­накових пропорціях. Отже, не буде перебільшенням сказати, що умови існування в кожній водоймі є своєрід­ними. Водночас відомо [13], що серцева діяльність L.stagnalis знаходиться у тісному зв'язку із зовнішніми ос­мотичними умовами. Більше того, молюски з різних популяцій живуть у відмінних біотопах, гідрохімічний ре­жим яких є лише одним із багатьох чинників, що впливають на ставковиків. Тому й не дивно, що в популяціях L.stagnalis, приурочених до різних водойм, темп серцевих скорочень цих молюсків неоднаковий.

Нами встановлено, що частота серцебиття інвазованих трематодами тварин нерідко вища в порівнянні з не-зараженими особинами. Так, серце уражених гельмінтами ставковиків скорочується в середньому 18±0,67 уд./хв (амплітуда коливання показника - 7-26 уд./хв) (табл.), що на 4,3 % вище, ніж у вільних від інвазії молюс­ків. Однак у слабко інвазованих тварин (площа паразитарних вогнищ не більша, ніж 1-1,7Ч1,3-2 мм; кількість -до 4-7 на одну особину) ритм серцевих скорочень порівняно з нормою не змінюється. При інвазії середнього ступеня важкості кількість вогнищ паразитарного ураження звичайно незначна, але їх об'єм, як правило, дося­гає значних величин (до M-S об'єму інвазованого органа). Патологічний вплив паразитів на їх хазяїнів при цьо­му значно зростає, що призводить до підвищення рівня загального обміну речовин у молюсків. Це дозволяє тваринам, ураженим гельмінтами, протистояти несприятливій дії паразитарного чинника. Одним із проявів цьо­го процесу і є розвиток у молюсків-хазяїнів тахікардії [14]. Досліджуваний нами об'єкт за середньої важкості інвазії збільшує темп серцебиття приблизно в 1,15-1,2 рази. За тяжкої інвазії (об'єм паразитарних вогнищ - бі­льше S об' єму ураженого органу) значення обговорюваного нами показника в більшості випадків різко змен­шується (спостерігається яскраво виражена брадикардія).

Як виявилося, різниця значень дослідженої нами тест-функції між контролем та зараженими трематодами тваринами неоднакова у особин із різних популяцій. Так, перевищення значень ритму серцевих скорочень у інвазованих особин L.stagnalis над вільними від інвазії екземплярами досягає у миролюбівській, карвінівській та забілочанській популяціях 3, 9 та 9,6 % відповідно. Причина розбіжності в значеннях цього показника кри­ється, на наш погляд, у тому, що в цих популяціях інтенсивність зараження особин трематодами не однакова в силу певних особливостей навколишнього середовища та різного ступеня господарської діяльності людини в конкретних біоценозах. Різна інтенсивність інвазії хазяїнів спричиняє відмінності у рівні зростання загального обміну речовин і, як наслідок цього, у цифровому вираженні зростання ритму серцебиття у ставковиків, що належать до різних популяцій. Вищезгадана залежність між інтенсивністю інвазії та ступенем тахікардії добре "спрацьовує" лише при середній інтенсивності інвазії, але не спостерігається ні при дуже низькому, ні при вкрай високому її рівні. Ми гадаємо, що саме цим пояснюється той факт, що у молюсків соколівської популяції спостерігається зворотна тенденція порівняно з іншими тваринами, а саме: кількість серцевих скорочень у інва-зованих особин становить тут 17±0,74 уд./хв (табл.), що на 2,8 % менше, ніж у нормальних особин. Ми вважає­мо, що причиною такого стану речей є низька інтенсивність інвазії особин у згаданій вище популяції.

Тварини, що належать до різних популяцій, але в однаковій мірі заражені паразитами, часто демон­струють неоднаковий рівень тахікардії. Ми спостерігали таке на прикладі карвінівської та миролюбівської по­пуляцій, інтенсивність зараженості L.stagnalis трематодами в яких майже однакова. Темп же серцевих скоро­чень інвазованих особин карвінівської популяції зростає у порівнянні з нормою значно більше (табл.), ніж у тварин із миролюбівської популяції. Ці відмінності пояснюються, на наш погляд, особливостями водойм, із яких було взято молюсків. Водойми відрізняються одна від одної за особливостями гідрохімічного режиму, за ступенем забрудненості різними полютантами, швидкістю течії (або її відсутністю), температурою води тощо. Так, чим більшою є швидкість течії у водоймищі, тим нижчою буде температура води у ньому, отже, і ритм серцевих скорочень у молюсків за цих умов має бути дещо сповільненим. І навпаки, якщо водойма стояча або молюсків узято з мілководдя проточної водойми, де течія уповільнена або взагалі не відчутна, а вода добре про­грівається сонцем, у молюсків спостерігається збільшення кількості скорочень серця за одиницю часу.

При дії на L.stagnalis розчинами хлориду цинку молюски, відповідно до зростання концентрації токсиканту, відповідають на його дію прогресуючою тахікардією (табл.). Ми, услід за іншими авторами [15], вважаємо, що ступінь збудження (чи пригнічення) організму під впливом токсикантів найчіткіше відображає серцевий коефі-цієнт[1]. Так, у ставковиків соколівської популяції при 2 мг/л хлориду цинку у середовищі частота серцебиття збільшується на 21 %, тобто СК становить у цьому випадку 121 % (мал.1). Як відомо [16], при попаданні гідро­біонтів у отруєне середовище, у них розвивається захисно-пристосувальний процес, що проявляється, переду­сім, підвищенням рівня загального обміну речовин, наслідком якого і є згадана вище стимуляція серцевої дія­льності у ставковика. Встановлено, що молюски з різних популяцій реагують неоднаковим підвищенням кіль­кості серцевих скорочень на одні й ті ж самі концентрації токсиканту. Наприклад, при 2 мг/л хлориду цинку в розчині СК у різних популяціях L.stagnalis варіює від 119 до 124 % (мал.1), а ритм серцевих скорочень колива­ється в межах 20,42±1,4 - 22,09±0,91 уд./хв (табл.). Різниця між мінімальним та максимальним значеннями час­тоти серцебиття у тварин із різних популяцій становить більше 8 %. Отже, вслід за іншими авторами [17], ми стверджуємо, що існує залежність між витривалістю організму щодо дії на нього токсикантів і характером біо­топу, в якому він живе.

Таблиця.

Вплив хлориду цинку на ритм серцевих скорочень (уд./хв) Lymnaea stagnalis

 

МІСЦЕ

ІНВАЗІЯ

N

СТАТИСТИЧНІ ПОКАЗНИКИ

ЗБОРУ

 

 

MIN-MAX

X±mx

у

V

Басейн

Контроль

р. Тетерів,

Немає

64

14-24

18,18±0,69

5,54

30,46

с.Карвінівка

Є

36

15-24

19,83±1,08

6,45

32,54

 

2 мг/л

 

Немає

51

16-26

22,09±0,91

6,51

29,46

 

Є

25

17-27

23,25±1,17

5,85

25,15

 

10 мг/л

 

Немає

49

17-27

24,44±1,09

7,62

31,17

 

Є

36

20-28

25,51±1,45

8,72

34,18

 

18 мг/л

 

Немає

29

21-28

27,77±1,29

6,98

25,15

 

Є

25

20-32

28,16±1,66

8,30

29,48

Басейн

Контроль

р. Тетерів,

Немає

49

10-27

17,47±0,42

3,74

21,43

Соколівка

Є

30

7-26

17,00±0,74

4,07

23,95

 

2 мг/л

 

Немає

44

10-35

21,19±0,94

6,22

29,32

 

Є

30

11-30

21,50±1,19

6,50

30,24

 

10 мг/д

 

Немає

39

13-32

23,36±0,60

3,73

15,97

 

Є

30

14-35

24,12±1,02

5,59

23,19

 

18 мг/л

 

Немає

46

18-39

26,57±0,87

5,87

22,09

 

Є

30

25-47

33,18±1,05

5,74

17,30

Басейн

Контроль

р. Тетерів,

Немає

34

11-18

16,51±0,67

3,88

23,51

с. Забілоччя

Є

47

15-20

18,10±0,65

4,43

24,48

 

2 мг/л

 

Немає

19

17-23

20,42±1,40

6,09

29,81

 

Є

36

16-24

21,13±1,13

6,79

32,13

 

10 мг/л

 

Немає

25

19-26

22,41±1,14

5,71

25,46

 

Є

36

20-25

23,18±0,98

5,87

25,32

 

18 мг/л

 

Немає

49

21-27

25,20±0,78

5,48

21,73

 

Є

26

20-29

26,87±1,20

6,12

22,76

Басейн

Контроль

р. Тетерів,

Немає

37

14-22

17,82±0,65

3,95

22,17

с.Миролюбівка

Є

36

15-23

18,35±0,72

4,34

23,67

 

2 мг/л

 

Немає

28

17-24

21,21±1,10

5,84

27,54

 

Є

42

18-26

22,35±0,91

5,88

26,33

 

10 мг/л

 

Немає

31

19-26

23,44±1,27

7,07

30,18

 

Є

52

18-27

24,55±1,33

8,18

33,31

 

18 мг/л

 

Немає

32

19-29

26,19±1,18

6,68

25,52

 

Є

46

22-33

27,36±1,00

6,78

24,78

серцевих скорочень. Все це має місце тоді, коли організм перебуває на другій фазі перебігу патологічного про­цесу - стимуляції. Лише на цій фазі отруєння відбувається мобілізація захисно-пристосовних механізмів орга­нізму цих та й усіх інших тварин, що дозволяє їм, звичайно, до певної міри, компенсувати ушкодження, спри­чинені токсикантом.

Інвазія, залежно від її інтенсивності, веде до неоднакової реакції ставковика на дію розчинами хлориду ци­нку. Так, в особин із соколівської популяції, слабко інвазованих трематодами, СК при 2, 10 та 18 мг/л хлориду цинку в середовищі становить 126, 137 та 195 % відповідно (мал.1). Водночас вільні від інвазії тварини цієї по­пуляції демонструють дещо менше підвищення частоти серцебиття за таких же умов. СК у даному випадку (при 2, 10 та 18 мг/л токсиканту) становить у них 121, 134 та 152 % відповідно. Отже, сумісна дія інвазії та ток­сиканту призводить у цій популяції до підвищення загального рівня обміну речовин в організмі та мобілізації захисно-пристосовних його ресурсів порівняно з неінвазованими особинами. Картина, що спостерігається в інших популяціях, дещо інша. Інтенсивність інвазії тварин із цих популяцій значно більша, ніж в особин із со-колівської популяції. Значення СК інвазованих особин тут, як правило, нижче порівняно з неінвазованими тва­ринами, варіюючи в межах 117-122, 128-134, 142-150 % (при 2, 10 та 18 мг/л хлориду цинку відповідно у воді). Отже, при високій інтенсивності інвазія викликає пригнічення серцевої діяльності в досліджуваного нами об'єкта.


200 150І 100-'

0


б)

в)


Мал. 1 Серцевий коефіцієнт (%) Lymnaea stagnalis при дії на нього розчинами хлориду цинку: а) молюски з ба­сейну р.Тетерів, с. Карвінівка; б) молюски з басейну р.Тетерів, Соколівка;в) молюски з басейну р.Тетерів, с. Забілоччя; г) молюски з басейну р. Тетерів, с. Миролюбівка.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.    Алекин О. А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 444 с.

2.    Нахшина И.Б. Микроэлементы в водохранилищах Днепра. - К.: Наукова думка, 1983. - 160 с.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Д А Вискушенко - Серцева діяльність lymnaea stagnalis в умовах його інтоксикації хлоридомцинку

Д А Вискушенко - Серцева діяльність lymnaea stagnalis в умовах його інтоксикації хлоридом цинку