Природа Внутренней Азии
Библиографическое описание:
, , , , , Биоиндикация загрязнения тяжелыми металлами в акваториях озера Байкал: гематологические и иммунологические ответы у сибирской плотвы Rutilus rutilus lacustris (Pallas, 1814) // Природа Внутренней Азии. - 2026. №1(34). . - С. 37-49.
Заглавие:
Биоиндикация загрязнения тяжелыми металлами в акваториях озера Байкал: гематологические и иммунологические ответы у сибирской плотвы Rutilus rutilus lacustris (Pallas, 1814)
Финансирование:
Авторы выражают благодарность С. В. Гармаевой (Восточно-Сибирский государствен- ный университет технологий и управления) за помощь в сборе материала, О. Б. Жепхо- ловой (Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН) за помощь в опреде- лении возраста рыб. Работа выполнена при частичной поддержке гранта РФФИ (грант № 05-04-97268) и проекта (FWSM-2021-0002).
Коды:
Аннотация:
Исследование направлено на оценку уровня содержания тяжелых метал- лов (ТМ) в печени сибирской плотвы Rutilus rutilus lacustris (Pallas, 1814) из двух аква- торий оз. Байкал — залива Черкалов (часть авандельты р. Селенги) и условно-фоно- вого Чивыркуйского залива (ценный природный комплекс с минимальным антропоген- ным прессом) — и их влияния на гематологические и иммунологические параметры.
В тканях печени были проанализированы концентрации четырех тяжелых металлов — кадмия, меди, свинца, цинка. Результаты показали, что содержание металлов зависело от экосистемы: у плотвы, обитающей в заливе Черкалов, был более высокий уровень содержания всех ТМ. Гематологический анализ черкаловской популяции показал значимые сдвиги: снижение общего числа лейкоцитов и угнетение нейтрофильного ростка. Иммунологический статус этих рыб характеризовался подавлением Т-клеточного звена иммунитета. Корреляционный анализ показал сильные связи между содержанием ТМ и негативными изменениями в гемо- и иммунопоэзе плотвы. Выявленные нарушения коррелировали с уровнем содержания ТМ в печени, что подтверждает репрезентативность данных параметров для биоиндикации. Полученные данные подчеркивают необходимость регулярного мониторинга физиологического состояния гидробионтов для ранней диагностики негативных последствий загрязнения уникальной экосистемы оз. Байкал.
В тканях печени были проанализированы концентрации четырех тяжелых металлов — кадмия, меди, свинца, цинка. Результаты показали, что содержание металлов зависело от экосистемы: у плотвы, обитающей в заливе Черкалов, был более высокий уровень содержания всех ТМ. Гематологический анализ черкаловской популяции показал значимые сдвиги: снижение общего числа лейкоцитов и угнетение нейтрофильного ростка. Иммунологический статус этих рыб характеризовался подавлением Т-клеточного звена иммунитета. Корреляционный анализ показал сильные связи между содержанием ТМ и негативными изменениями в гемо- и иммунопоэзе плотвы. Выявленные нарушения коррелировали с уровнем содержания ТМ в печени, что подтверждает репрезентативность данных параметров для биоиндикации. Полученные данные подчеркивают необходимость регулярного мониторинга физиологического состояния гидробионтов для ранней диагностики негативных последствий загрязнения уникальной экосистемы оз. Байкал.
Ключевые слова:
Rutilus rutilus lacustris, тяжелые металлы, лейкоциты, биоиндикация, озеро Байкал, авандельта.
Список литературы:
Экологическое состояние побережья озера Байкал и его влияние на загрязнение озера / И. А. Белозерцева, И. Б. Воробьева, Н. В. Власова [и др.] // Успехи современного естествознания. 2018. №. 11. С. 85–95.
Современное состояние водотоков в устьевых областях восточного побережья озера Байкал / И. Б. Воробьева, И. А. Белозерцева, Н. В. Власова, М. С. Янчук // Успехи современного естествознания. 2018. № 1. С. 86–92. DOI: 10.17513/use.36656
Гомбоева С. В., Пронин Н. М., Цыренов В. Ж. Распределение тяжелых металлов в органах и тканях рыб с различным типом питания в прибрежно-соровой зоне Байкала // Сибирский экологический журнал. 2003. № 5. С. 561–564.
Иванова Н. Т. Атлас клеток крови рыб (сравнительная морфология и классификация форменных элементов крови рыб). Москва : Легкая и пищевая промышленность, 1983. 184 с.
Крючков В. Н. Эколого-морфологические особенности патологии и адаптации органов и тканей рыб при воздействии токсикантов: специальность 03.00.16 : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Махачкала, 2004. 46 с.
Лапирова Т. Б. Реакция показателей белкового и углеводного обмена рыб на воз- действие кадмия (обзор) // Труды ИБВВ РАН. 2017. № 77(80). С. 77–91.
Плюснин А. М., Тулохонов А. К. Дельта реки Селенги — естественный биофильтр и индикатор состояния озера Байкал. Новосибирск : Изд-во Сибирского отделения Российской академии наук, 2008. 314 с.
Сборник инструкций по борьбе с болезнями рыб / под общей редакцией Н. А. Ярёменко. Москва : Агро-Вестник, 1999. Ч. 2. 236 с.
Слобожанина Е., Гармаза Ю. Цинк в живом организме: биологическая роль и механизмы. Минск : Белорусская наука, 2022. 189 с.
Влияние свинца на живые организмы / А. Ф. Титов, Н. М. Казнина, Т. А. Карапетян, Н. В. Доршакова // Журнал общей биологии. 2020. T. 81(2). С. 147–160. DOI: 10.31857/ S0044459620020086
Тугарина П. Я., Пронин Н. М. Влияние техногенного загрязнения на воспроизводство хариусовых рыб в водотоке Восточной Сибири // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2006. № 2. С. 100–103.
Ульзетуева И. Д., Гомбоев Б. О. Состояние поверхностных вод бассейна реки Селенги // Природа Внутренней Азии. Nature of Inner Asia. 2016. №. 1. С. 61–68. DOI:10.18101/2542-0623-2016-1-61-68
Тяжелые металлы в воде и донных отложениях дельты р. Селенги / З. И. Хажеева, С. Д. Урбазаева, А. К. Тулохонов [и др.] // Геохимия. 2005. № 1. С. 105–111.
Новый методологический подход к оперативной оценке экологического состояния прибрежных морских акваторий / С. В. Холодкевич, Т. В. Кузнецова, А. С. Куракин [и др.] // Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра). 2018. Т. 194. С. 215–238. DOI: 10.26428/1606-9919-2018-194-215-238.
Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам / Е. П. Чебыкин, Л. М. Сороковикова, И. В. Томберг [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 5. С. 613–631.
Чуйко Г. М., Томилина И. И., Холмогорова Н. В. Методы биодиагностики в водной экотоксикологии // Токсикологический вестник. 2022. Т. 30(5). С. 315–322. DOI: 10.47470/0869-7922-2022-30-5-315-322
Authman M. M., Zaki M. S., Khallaf E. A., Abbas H. H. Use of fish as bio-indicator of the effects of heavy metals pollution. J. Aquaculture Research Development. 2015; 6(4): 1–13. DOI: 10.4172/2155-9546.1000328
Bols N. C., Brubacher J. L., Ganassin R. C., Lee L. E. Ecotoxicology and innate immunity in fish. Developmental Comparative Immunology. 2001; 25(8-9): 853–873. DOI:10.1016/ S0145-305X(01)00040-4
Butrimavičienė L., Nalivaikienė R., Kalcienė V., Rybakovas A. Impact of copper and zinc mixture on haematological parameters of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): acute exposure and recovery. Ecotoxicology. 2021; 30(5): 873–884. DOI: 10.1007/s10646-021-02404-7
Cui J., Yin S., Zhao C., Fan L., Hu H. Combining Patulin with Cadmium Induces Enhanced Hepatotoxicity and Nephrotoxicity in vitro and in vivo. Toxins. 2021; 13: 221. DOI: 10.3390/toxins13030221
Gaetke L. M., Chow C. K. Copper toxicity, oxidative stress, and antioxidant nutrients. Toxicology. 2003; 189(1–2): 147–163.
Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B. B., Beeregowda K. N. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdisciplinary Toxicology. 2014; 7(2): 60–72. DOI: 10.1007/s40011-014-0404-x
Javed M., Usmani N. Impact of heavy metal toxicity on hematology and glycogen status of fish : a review. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 2015; 85(4): 889–900.
Jovičić K. et al. Assessment of hepatic enzyme biomarkers in northern pike (Esox lucius) from lotic and lentic freshwater habitats: implications for monitoring metal pollution and ecologi- cal stress in aquatic ecosystems. Fishes. 2025; 10(11): 541. DOI: 10.3390/fishes10110541
Lall S. P., Kaushik S. J. Nutrition and metabolism of minerals in fish. Animals. 2021; 11(9): 2711. DOI: 10.3390/ani11092711
Lee J. W., Choi H., Hwang U. K., Kang J. C., Kang Y. J., Kim K. I., Kim J. H. Toxic effects of lead exposure on bioaccumulation, oxidative stress, neurotoxicity, and immune responses in fish : а review. Environmental Toxicology Pharmacology. 2019; 68: 101–108. DOI: 10.1016/j. etap.2019.03.010
Matović V., Buha A., Ðukić-Ćosić D., Bulat, Z. Insight into the oxidative stress induced by lead and/or cadmium in blood, liver and kidneys. Food and Chemical Toxicology. 2015; 78: 130–140. DOI: 10.1016/j.fct.2015.02.011
Nawrot T. S., Staessen J. A., Roels H. A. et al. Cadmium exposure in the population: from health risks to strategies of prevention. Biometals. 2010; 23(5): 769–782.
Rashmi V., Pratima D. Heavy metal water pollution — а case study. Recent Research in Science and Technology. 2013; 5(5): 98–99.
Stankevičiūtė M., Sauliutė G., Makaras T., Markuckas A., Virbickas T., Baršienė J. Responses of biomarkers in Atlantic salmon (Salmo salar) following exposure to environmen- tally relevant concentrations of complex metal mixture (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb, Cd). Part II. Eco- toxicology. 2018; 27(8): 1069–1086. DOI: 10.1007/s10646-018-1960-2
Wang B., Feng L., Jiang W. D. et al. Copper-induced tight junction mRNA expression changes, apoptosis and antioxidant responses via NF-κB, TOR and Nrf2 signaling molecules in the gills of fish: preventive role of arginine. Aquatic Toxicology. 2015; 158: 125–137. DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.10.025
Wang W. C., Mao H., Ma D. D., Yang W. X. Characteristics, functions, and applications of metallothionein in aquatic vertebrates. Frontiers in Marine Science. 2014; 1: 34. DOI: 10.3389/ fmars.2014.00034
Zabotkina E. A., Lapirova T. B., Nazarova E. A. Influence of cadmium ions on some morphofunctional and immune-physiological parameters of perch (Perca fluviatilis, Perciformes, Percidae) underyearlings. Journal of Ichthyology. 2009; 49(1): 111–118. DOI: 10.1134/ S0032945209010147
Zeng, Y., Song, Z., Song, G. et al. Oxidative stress and antioxidant biomarker responses in fish exposed to heavy metals : a review. Environ. Monit. Assess. 2025; 197: 892. DOI: 10.1007/ s10661-025-14376-w
Современное состояние водотоков в устьевых областях восточного побережья озера Байкал / И. Б. Воробьева, И. А. Белозерцева, Н. В. Власова, М. С. Янчук // Успехи современного естествознания. 2018. № 1. С. 86–92. DOI: 10.17513/use.36656
Гомбоева С. В., Пронин Н. М., Цыренов В. Ж. Распределение тяжелых металлов в органах и тканях рыб с различным типом питания в прибрежно-соровой зоне Байкала // Сибирский экологический журнал. 2003. № 5. С. 561–564.
Иванова Н. Т. Атлас клеток крови рыб (сравнительная морфология и классификация форменных элементов крови рыб). Москва : Легкая и пищевая промышленность, 1983. 184 с.
Крючков В. Н. Эколого-морфологические особенности патологии и адаптации органов и тканей рыб при воздействии токсикантов: специальность 03.00.16 : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Махачкала, 2004. 46 с.
Лапирова Т. Б. Реакция показателей белкового и углеводного обмена рыб на воз- действие кадмия (обзор) // Труды ИБВВ РАН. 2017. № 77(80). С. 77–91.
Плюснин А. М., Тулохонов А. К. Дельта реки Селенги — естественный биофильтр и индикатор состояния озера Байкал. Новосибирск : Изд-во Сибирского отделения Российской академии наук, 2008. 314 с.
Сборник инструкций по борьбе с болезнями рыб / под общей редакцией Н. А. Ярёменко. Москва : Агро-Вестник, 1999. Ч. 2. 236 с.
Слобожанина Е., Гармаза Ю. Цинк в живом организме: биологическая роль и механизмы. Минск : Белорусская наука, 2022. 189 с.
Влияние свинца на живые организмы / А. Ф. Титов, Н. М. Казнина, Т. А. Карапетян, Н. В. Доршакова // Журнал общей биологии. 2020. T. 81(2). С. 147–160. DOI: 10.31857/ S0044459620020086
Тугарина П. Я., Пронин Н. М. Влияние техногенного загрязнения на воспроизводство хариусовых рыб в водотоке Восточной Сибири // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2006. № 2. С. 100–103.
Ульзетуева И. Д., Гомбоев Б. О. Состояние поверхностных вод бассейна реки Селенги // Природа Внутренней Азии. Nature of Inner Asia. 2016. №. 1. С. 61–68. DOI:10.18101/2542-0623-2016-1-61-68
Тяжелые металлы в воде и донных отложениях дельты р. Селенги / З. И. Хажеева, С. Д. Урбазаева, А. К. Тулохонов [и др.] // Геохимия. 2005. № 1. С. 105–111.
Новый методологический подход к оперативной оценке экологического состояния прибрежных морских акваторий / С. В. Холодкевич, Т. В. Кузнецова, А. С. Куракин [и др.] // Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра). 2018. Т. 194. С. 215–238. DOI: 10.26428/1606-9919-2018-194-215-238.
Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам / Е. П. Чебыкин, Л. М. Сороковикова, И. В. Томберг [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. № 5. С. 613–631.
Чуйко Г. М., Томилина И. И., Холмогорова Н. В. Методы биодиагностики в водной экотоксикологии // Токсикологический вестник. 2022. Т. 30(5). С. 315–322. DOI: 10.47470/0869-7922-2022-30-5-315-322
Authman M. M., Zaki M. S., Khallaf E. A., Abbas H. H. Use of fish as bio-indicator of the effects of heavy metals pollution. J. Aquaculture Research Development. 2015; 6(4): 1–13. DOI: 10.4172/2155-9546.1000328
Bols N. C., Brubacher J. L., Ganassin R. C., Lee L. E. Ecotoxicology and innate immunity in fish. Developmental Comparative Immunology. 2001; 25(8-9): 853–873. DOI:10.1016/ S0145-305X(01)00040-4
Butrimavičienė L., Nalivaikienė R., Kalcienė V., Rybakovas A. Impact of copper and zinc mixture on haematological parameters of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss): acute exposure and recovery. Ecotoxicology. 2021; 30(5): 873–884. DOI: 10.1007/s10646-021-02404-7
Cui J., Yin S., Zhao C., Fan L., Hu H. Combining Patulin with Cadmium Induces Enhanced Hepatotoxicity and Nephrotoxicity in vitro and in vivo. Toxins. 2021; 13: 221. DOI: 10.3390/toxins13030221
Gaetke L. M., Chow C. K. Copper toxicity, oxidative stress, and antioxidant nutrients. Toxicology. 2003; 189(1–2): 147–163.
Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B. B., Beeregowda K. N. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdisciplinary Toxicology. 2014; 7(2): 60–72. DOI: 10.1007/s40011-014-0404-x
Javed M., Usmani N. Impact of heavy metal toxicity on hematology and glycogen status of fish : a review. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 2015; 85(4): 889–900.
Jovičić K. et al. Assessment of hepatic enzyme biomarkers in northern pike (Esox lucius) from lotic and lentic freshwater habitats: implications for monitoring metal pollution and ecologi- cal stress in aquatic ecosystems. Fishes. 2025; 10(11): 541. DOI: 10.3390/fishes10110541
Lall S. P., Kaushik S. J. Nutrition and metabolism of minerals in fish. Animals. 2021; 11(9): 2711. DOI: 10.3390/ani11092711
Lee J. W., Choi H., Hwang U. K., Kang J. C., Kang Y. J., Kim K. I., Kim J. H. Toxic effects of lead exposure on bioaccumulation, oxidative stress, neurotoxicity, and immune responses in fish : а review. Environmental Toxicology Pharmacology. 2019; 68: 101–108. DOI: 10.1016/j. etap.2019.03.010
Matović V., Buha A., Ðukić-Ćosić D., Bulat, Z. Insight into the oxidative stress induced by lead and/or cadmium in blood, liver and kidneys. Food and Chemical Toxicology. 2015; 78: 130–140. DOI: 10.1016/j.fct.2015.02.011
Nawrot T. S., Staessen J. A., Roels H. A. et al. Cadmium exposure in the population: from health risks to strategies of prevention. Biometals. 2010; 23(5): 769–782.
Rashmi V., Pratima D. Heavy metal water pollution — а case study. Recent Research in Science and Technology. 2013; 5(5): 98–99.
Stankevičiūtė M., Sauliutė G., Makaras T., Markuckas A., Virbickas T., Baršienė J. Responses of biomarkers in Atlantic salmon (Salmo salar) following exposure to environmen- tally relevant concentrations of complex metal mixture (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb, Cd). Part II. Eco- toxicology. 2018; 27(8): 1069–1086. DOI: 10.1007/s10646-018-1960-2
Wang B., Feng L., Jiang W. D. et al. Copper-induced tight junction mRNA expression changes, apoptosis and antioxidant responses via NF-κB, TOR and Nrf2 signaling molecules in the gills of fish: preventive role of arginine. Aquatic Toxicology. 2015; 158: 125–137. DOI: 10.1016/j.aquatox.2014.10.025
Wang W. C., Mao H., Ma D. D., Yang W. X. Characteristics, functions, and applications of metallothionein in aquatic vertebrates. Frontiers in Marine Science. 2014; 1: 34. DOI: 10.3389/ fmars.2014.00034
Zabotkina E. A., Lapirova T. B., Nazarova E. A. Influence of cadmium ions on some morphofunctional and immune-physiological parameters of perch (Perca fluviatilis, Perciformes, Percidae) underyearlings. Journal of Ichthyology. 2009; 49(1): 111–118. DOI: 10.1134/ S0032945209010147
Zeng, Y., Song, Z., Song, G. et al. Oxidative stress and antioxidant biomarker responses in fish exposed to heavy metals : a review. Environ. Monit. Assess. 2025; 197: 892. DOI: 10.1007/ s10661-025-14376-w
Статья.pdf