Екотоксикологічна оцінка впливу реальних концентрацій металів мілітарного походження на водні організми

Abstract

У статті проведено екотоксикологічну оцінку впливу реальних концентрацій металів мілітарного походження (цинку (Zn), стронцію (Sr) і міді (Cu) та їх сумішей із літієм (Li), стибієм (Sb) і кадмієм (Cd)) на гідробіонтів на прикладі коропа (Cyprinus carpio) в умовах in vitro. Спостережено підвищення рівня перекисного окислення ліпідів за дії стронцію і цинку та окисних модифікацій протеїнів за дії міді, цинку та суміші металів, що вказує на посилення окисного стресу. Активність каталази і глутатіонтрансферази практично не залежали від типу металів, що свідчить про лабільність метаболізму та ефективні адаптаційні реакції організму на токсичний вплив. Зменшення рівня глутатіону за дії сумішів металів вказує на потенційне виснаження антиоксидантних резервів. Відмінності в активності каспази-3 дозволило оцінити апоптотичні процеси, а зміна активності ацетилхолінестерази у більшості варіантів досліду свідчить про порушення передачі нервових імпульсів між нейронами за дії металів як окремо, так і у суміші. Отримані дані є важливими для розуміння впливу військових забруднень на водні екосистеми та можуть бути використані для розробки екологічних нормативів і стратегій зменшення наслідків забруднення металами.

This article presents an ecotoxicological evaluation of the impact of environmentally relevant concentrations of military-derived metals on aquatic organisms, using the common carp (Cyprinus carpio) as a model species. The study assessed total antioxidant activity, lipid peroxidation (LPO) intensity, oxidative protein modifications (OPM) levels, catalase and glutathione transferase activity, as well as glutathione levels in the brain, liver cells, and blood of the carp. Additionally, the activity of caspase-3 and acetylcholinesterase was examined under exposure to zinc (Zn), antimony (Sb), copper (Cu), and their mixtures with lithium (Li) and cadmium (Cd). The results demonstrated significant alterations in the antioxidant defense system of the exposed organisms. Elevated LPO and OPM levels indicated intensified oxidative stress, while fluctuations in catalase and glutathione transferase activity reflected adaptive responses to metal toxicity. A decline in glutathione levels suggested depletion of antioxidant reserves. The study of caspase-3 activity provided insights into apoptotic mechanisms, whereas changes in acetylcholinesterase activity pointed to potential neurotoxic effects. These findings are crucial for understanding the ecological risks associated with military-origin metal contamination in aquatic ecosystems. They provide valuable data for developing environmental regulations and mitigation strategies to address metal pollution and its effects on aquatic biota.