Вивчення ефективності хлорелищодо зменшення цитотоксичних проявів у смугастого даніо за впливу органофосфатних пестицидів

Abstract

Екологічний потенціал мікроводоростей щодо очищення водних і ґрунтових екосистем та відновлення їх гомеостатичного функціонального стану природним шляхом вважається одним з найвищих завдяки швидкому росту й розвитку, лабільному й динамічному їх метаболізму та відносній невибагливості до умов зростання. Метою нашої роботи було дослідити ефективність хлорели як потенційного біоремедіатора для зменшення токсичного впливу пестицидів – раундапу та хлорпірифосу за умов їх індивідуальної та комплексної дії на коропову рибу даніо Danio rerio. Вплив екологічно реальних концентрацій раундапу (15 мкг/л) та хлорпірифосу (0,1 мкг/л) викликав часткове виснаження пулу клітинних тіолів порівняно з контролем, яке проявлялося зменшенням загального вмісту глутатіону та глутатіонтрансферазної активності (за умов поєднаного впливу). Також встановлене зменшення рівня загальної антиоксидантної активності, яке узгоджувалося зі збільшенням рівня активних форм оксигену в тканині печінки. Водночас у даніо не проявлялися гострі ознаки нейротоксичності – активність ацетилхолінестерази збільшувалася та тлі відсутності візуальних проявів порушення рухових реакцій. До специфічних, залежних від природи пестициду, реакцій можна віднести збільшення концентрації метилгліоксалю та найбільш помітні ознаки ендокринних розладів за вмістом вітелогеніну за дії хлорпірифосу. Інтегральний аналіз даних методом головних компонент дозволив виявити окрему локалізацію кожної з досліджуваних груп та проміжне положення тварин за умов комбінованого впливу порівняно з їх індивідуальною дією. Внесення Chlorella vulgaris у кількості близько 100 тис. кл/дм3 у середовище не продемонструвало істотного коригуючого впливу на токсичність пестицидів для нетаргетного організму Danio rerio, що не виключає позитивного впливу водоростей на функціонування екосистеми загалом та потребує більш детального аналізу.

The ecological potential of microalgae for purification of aquatic and soil ecosystems and natural restoration of their homeostatic functional state is considered to be high due to the rapid growth and development of algae, their labile and dynamic metabolism and simple growth conditions. The aim of present work was to study the effectiveness of Chlorella as a potential bioremediator to reduce the toxic effects of pesticides, roundup and chlorpyrifos after their individual and complex influence on zebrafish Danio rerio. The effect of environmental concentrations of roundup (15 μgÅL-1) and chlorpyrifos (0,1 μgÅL-1) provoked partial depletion of the cell thiols pool when compared to the control, which appeared as a decrease in glutathione transferase activity (under combined exposure) and total glutathione concentration. A decrease in the level of total antioxidant capacity, which was consistent with an increase in the level of reactive oxygen species in the liver tissue was also shown. Meanwhile, the studied organophosphate pesticides didn’t cause severe signs of neurotoxicity, but activated acetylcholinesterase in line with no visual manifestations of locomotion reactions. Chlorpyrifos determined an increase in the concentration of methylglyoxal and the most noticeable sign of endocrine disruption from all studied groups in terms of vitellogenin concentration. Principal component analysis allowed to identify a separate localization of each of the studied groups and the interim position of animals after combined exposure when compared to the individual action. The introduction of Chlorella vulgaris in the exposure media in the amount of about 100 thousand cells / dm3 did not show a significant corrective effect on the toxicity of pesticides for non-target species Danio rerio, which doesn’t exclude the positive impact of algae on the functioning of the ecosystem in general and requires a more detailed analysis.