Особенности распределения и накопления тяжелых металлов в органах и тканях рыб

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Особенности распределения и накопления тяжелых металлов.
УДК 591.5 (571. 1/5)
И.А. Газина
Особенности распределения и накопления тяжелых металлов в органах и тканях рыб
В последние десятилетия заметно повысился интерес к микроэлементам группы тяжелых и переходных металлов в связи с загрязнением природной среды. В районах, подверженных интенсивному антропогенному воздействию, возникла опасность существенного нарушения естественного фона и соотношений металлов в окружающей среде, особенно водной. Биологические и экологические последствия таких антропогенных аномалий не могут не привлекать пристального внимания, так как в отличие от других веществ, загрязняющих среду, металлы в естественных условиях не разрушаются, а лишь меняют форму нахождения в зависимости от ряда факторов.
Опасность изменения фонового содержания металлов объясняется тем, что они являются компонентами главнейших физиологических регуляторов — ферментов, гормонов, витаминов. Без их участия невозможны дыхание, образование крови, белковый, углеводный и жировой обмен. Причем оптимальные области концентраций элементов достаточно узки, и обычно это микроколичества, составляющие пренебрежимо малую весовую часть живого вещества. Кроме того, металлы способны оказывать как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие не только на отдельные организмы и их популяции, но и на биопродукционные процессы в водных экосистемах. Характерно, что переход от стимуляции к ингибированию может происходить в довольно узком диапазоне, иногда даже при удвоении природной концентрации металла [1, 2].
Сведения о микроэлементном составе органов и тканей можно использовать для оценки качества водоема. Рыбы занимают в биоценозах водных экосистем верхний трофический уровень. Повышенное содержание в их организме металлов свидетельствует о накоплении последних в пищевых цепях, функциональном нарушении во всех звеньях экосистемы, что в конечном итоге отражается на здоровье человека как потребителя продукции.
Цель нашей работы — выявить наиболее общие, характерные для ихтиофауны Сибири закономерности накопления и распределения в организме рыб Ре, Мп, 2п, Си, РЬ, Сс1 и Нд.
Металлы в организме рыб распределены неоднородно, подчиняясь некоторым общим закономерностям, связанным с физико-химическими свойствами самих металлов, и со спецификой тканей и органов рыб. Если расположить элементы в порядке убывания их концентраций в органах и тканях, то получаются следующие ряды [3]:
Скелет Ре е" 2п & gt- Мп & gt- Си & gt- РЬ & gt- Нд & gt- СС
Мышцы Ре & gt- 2п & gt- Си & gt- Мп & gt- Нд = РЬ & gt- СС
Печень Ре & gt- 2п & gt- Си & gt- Мп & gt- СС & gt- РЬ & gt- Нд
Сердце Ре & gt- 2п & gt- Си & gt- Мп & gt- РЬ = Нд & gt- СС
Жабры Ре е" 2п & gt- Мп & gt- Си & gt- РЬ & gt- Нд & gt- СС
Хотя в этих ранжированных рядах нивелированы все видовые, возрастные и половые различия в концентрациях рассматриваемых металлов в органах и тканях, тем не менее, для оценки общих тенденций локализации элементов в организме рыб именно такое обобщение данных представляется нам наиболее приемлемым.
В целом во всех рассмотренных органах и тканях преобладают железо (Ре) и цинк (2п) — минимальные концентрации характерны для свинца (РЬ), ртути (Нд) и кадмия (СС). Результаты исследований подтверждают имеющиеся в литературе сведения о высокой концентрации Ре и 2п у рыб, а также о значительных величинах коэффициентов их накопления по сравнению с другими элементами. Это явление объясняется интенсивной аккумуляцией в организме микроэлементов, которые принимают активное участие в протекании физиологических процессов [4].
По способности к концентрации тяжелых металлов внутренние органы и ткани можно расположить в следующий ряд [3]:
Ре Печень & gt- Жабры & gt- Сердце & gt- Скелет & gt- Мышцы
2п Скелет & gt- Печень & gt- Жабры & gt- Сердце & gt- Мышцы
Мп Жабры & gt- Скелет & gt- Печень & gt- Сердце & gt- Мышцы
Си Печень & gt- Жабры & gt- Сердце & gt- Мышцы & gt- Скелет
Р Ь Скелет & gt- Печень & gt- Жабры & gt- Мышцы & gt- Сердце
С С Печень & gt- Жабры & gt- Сердце & gt- Мышцы & gt- Скелет
Нд Печень & gt- Жабры & gt- Мышцы & gt- Скелет & gt- Сердце
Повышенные концентрации металлов в жабрах связывают с их участием в обмене химическими элементами между водой и организмом рыб [5]. Особое место среди исследуемых внутренних органов занимает печень, которая интенсивно аккумулирует металлы, превосходя по
8 5
БИОЛОГИЯ
этому показателю остальные органы. В печени рыб обнаружены наиболее высокие концентрации Си, 2п и Ре, поскольку она является функциональным депо этих элементов. Печень содержит в значительном количестве и токсичные металлы (РЬ, СС, Нд), что обусловлено участием данного органа в процессах детоксикации. Распределение микроэлементов в остальных тканях и органах (сердце, мышцах, скелете) не подчиняется определенной закономерности.
Кроме неравномерного распределения металлов по органам имеет место вариабельность со-держан ия этих элементов в разн ых частях одного и того же органа или ткани, что объясняется различной поглотительной способностью клеток и тканей, неодинаковой химической и физической
структурой, а также различным уровнем обмена веществ. Как известно, микроэлементы группы металлов обладают высоким сродством к таким радикалам, как — ЭН, = ЫН 2, — ОН, — СООН. Между тем относительное количество этих реакционных групп и доступность их для образования металлоорганических комплексов специфично для каждой ткани и зависит от ее биохимического состава [6, 7].
Таким образом, распределение металлов по органам и тканям рыб зависит как от физикохимических свойств самих металлов, так и от физиолого-биохимической специфики тканей и органов рыб и их морфофизиологического состояния, что следует учитывать при отборе проб тканей рыб на микроэлементный анализ.
Литература
1. Патин С. А. Микроэлементы в морских организмах и экосистемах / С. А. Патин, Н. П. Морозов. — М., 1981.
2. Ветров В. А. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал / В. А. Ветров, А. И. Кузнецова / СО РАН, Институт геохимии. Новосибирск, 1997.
3. Попов П. А. Оценка экологического состояния водоемов методами ихтиоиндикации. Новосибирск, 2002.
4. Петухов С. А. Распределение микроэлементов группы тяжелых и переходных металлов в органах и тканях рыб / С. А. Петухов, Н. П. Морозов, М.С. Добру-
син // Экологические аспекты химического и радиоактивного загрязнения водной среды. М., 1983.
5. Евтушенко Н. Ю. Особенности накопления тяжелых металлов в тканях рыб Кременчугского водохранилища / Н. Ю. Евтушенко, О. В. Данилко // Гидробиологический журнал. 1996. Т. 32. № 4.
6. Попов П. А. Накопление и распределение тяжелых и переходных металлов в рыбах Новосибирского водохранилища / П. А. Попов, Н. В. Андросова, Г. Н. Аношин // Вопросы ихтиологии. 2002. Т. 42. № 2.
7. Руднева Н. А. Тяжелые металлы и микроэлементы в гидробионтах Байкальского региона. Улан-Удэ, 2001.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой