ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2020-1-99-106ecodag-1874Research ArticleМЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙENVIRONMENTAL RESEARCH METHODSИспользование маркера оксидативного стресса (МДА) и цитогенетического маркера в системе эколого-генетического мониторинга Северного КаспияUse of Oxidative Stress (MDA) Markers and Cytogenetic Markers in the Ecological‐Genetic Monitoring of the Northern Caspian Seahttps://orcid.org/0000-0002-4527-0333КузинаТ. В.KuzinaT. V.

Татьяна В. Кузина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а (корпус АГУ  №2). Тел. +79033475484

Tatiana V. Kuzina, Cand. Biol. Sci., Senior Researcher

20a (ASU bldg No. 2) Tatishchev St, Astrakan, 414056. Tel. +79033475484

tatuls@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8144-5081КузинА. В.KuzinA. V.

Алексей В. Кузин

Alexey V. Kuzin

Астраханский государственный университетAstrakhan State UniversityООО «ЛУКОЙЛ‐Нижневолжскнефть»LUKOIL‐Nizhnevolzhskneft LLC20201504202015199106Copyright © Кузина Т.В., Кузин А.В., 20202020Кузина Т.В., Кузин А.В.Kuzina T.V., Kuzin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1874Цель

Цель. Важными задачами эколого‐генетического мониторинга являются оценка и последующее длительное динамическое наблюдение за возможными отрицательными генетическими последствиями воздействия поллютантов на определенные звенья метаболизма. Цитогенетические и биохимические биомаркеры используются в биомониторинговых исследованиях с целью анализа генотоксичности загрязняющих факторов водной среды. Целью является анализ использования маркеров оксидативного стресса и цитогенетических нарушений у бычковых рыб, выловленных на мелководных и глубоководных станциях Северного Каспия, в системе эколого‐генетического мониторинга.

Материал и методы

Материал и методы. Исследование проведено на 227 экземплярах рыб бычковой породы, методом цитогенетического и биохимического анализа.

Результаты

Результаты. Выявлена корреляционная зависимость между эритроцитами с микроядрами и эритроцитами с суммированным количеством нарушений ядра R=‐0,83 (p˂0,05). Представлены результаты корреляционного анализа между показателями оксидативного стресса и количеством деструктивных изменений в ядре эритроцитов. Таким образом, проведенный анализ позволяет сделать вывод, что соматический мутагенез (образование микроядер) после воздействия свободных радикалов может являться адаптивной реакцией на данный стрессовый фактор.

Заключение

Заключение. Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что соматический мутагенез (образование микроядер) после воздействия свободных радикалов может являться адаптивной реакцией на стрессовый фактор в условиях обитания в районе ликвидированных поисково‐оценочных скважин «ЛУКОЙЛ‐Нижневолжскнефть» в Северном Каспии.

Aim

Aim. Assessment and subsequent long‐term dynamic observation of possible negative genetic consequences of the effect of pollutants on certain units of metabolism are important tasks in ecological‐genetic monitoring. Cytogenetic and biochemical biomarkers are used in biomonitoring studies to analyze the genotoxicity of aquatic pollutants. The purpose of the work was to analyse the use of markers of oxidative stress and cytogenetic disorders in goby fish caught at shallow and deep‐water stations of the Northern Caspian Sea in the ecological‐genetic monitoring system. 

Material and Methods

Material and Methods. The study was undertaken on 227 specimens of goby fish by cytogenetic and biochemical analysis. 

Results

Results. The correlation dependence between erythrocytes with micronuclei and erythrocytes with the quantity of damaged nuclei summarized as R= ‐0.83 (p˂0.05) was shown. The results of correlation analysis between oxidative stress indices and the number of destructive changes in erythrocyte nucleus are presented. Our analysis thus leads us to the conclusion that somatic mutagenesis (micronuclear formation) after exposure to free radicals can be an adaptive response to this stress factor.

Conclusion

Conclusion. Analysis leadsus to the conclusion that somatic mutagenesis (formation of micro‐nuclei) after exposure to free radicals can be an adaptive response to stress factor in habitat conditions in areas of liquidated prospecting wells of LUKOIL‐Nizhnevolzhskneft in the Northern Caspian Sea.

Окислительный стрессперекисное окисление липидовмалоновый диальдегидмикроядраэритроцитыOxidative stresslipid peroxidationmalonic dialdehydemicronucleuserythrocytesReferencesГенетика окислительного стресса. Ростов н/Д: Изд‐во СКНЦ ВЩ ЮФУ, 2009. 156 с.Genetika okislitel'nogo stressa [Genetics of Oxidizing Stress]. Rostov on Don, SKNC VSh SFY Publ., 2009, 156 p. (In Russian)Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико‐биохимические аспекты. Санкт‐Петербург: Медицинская пресса, 2006. 400 с.Dubinina Е.Е. Produkty metabolizma kisloroda v funktsional'noi aktivnosti kletok (zhizn' i smert', sozidanie i razrushenie). Fiziologicheskie i kliniko‐biokhimicheskie aspekty [Products of Oxygen Metabolism in the Functional Activity of Cells (Life and Death, Creation and Destruction). Physiological and Clinical‐Biochemical Aspects]. Saint Petersburg, Medical Press Publ., 2006, 400 p. (In Russian)Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты. Москва: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. 343 с.Zenkov N.K., Lankin V.Z., Menshikova E.B. [Oxidative Stress: Biochemical and Pathophysiological aspects]. Moscow, "Nauka/ Interperiodika" Publ., 2001, 343 p. (In Russian)Барабой В.А. Механизм стресса и перекисное окисление липидов // Успехи современной биологии. 1991. Т. 111. N 6. С. 923‐931.Baraboy V.A. Mechanism of stress and lipid peroxidation. Uspekhi sovremennoi biologii [Successes of Modern Biology]. 1991, vol. 111, no. 6, pp. 923‐931. (In Russian)Иванова Т.И., Фесенко Э.В., Дзиковская Л.А., Дегтярева Е.С., Мкртчян Л.С., Овсянникова Н.С., Хорохорина В.А., Крикунова Л.И. Исследование аббераций хромосом и маркеров оксидативного стресса (малоновый диальдегид, общая антиоксидантная активность плазмы) у жительниц загрязненных после аварии на ЧАЭС территорий // Радиация и риск. 2018. Т. 27. N 2. С. 46‐61. DOI: 10.21870/0131‐3878‐2018‐27‐2‐46‐61Ivanova T.I., Fesenko E.V., Dzikovskaya L.A., Degtyareva E.S., Mkrtchyan L.S., Ovsyannikova N.C., Khorokhorina V.A., Krikunova L.I. A study of chromosome aberrations and markers of oxidative stress (malondialdehyde, plasma total antioxidant activity) among females residing in terri tories contaminated with radionuclides as a result of the Chernobyl accident. Radiation and risk, 2018, vol. 27, no. 2, pp. 46‐61. (In Russian) DOI: 10.21870/0131‐3878‐2018‐27‐2‐46‐61Ильинских Н.Н., Ксенц А.С., Ильинских Е.Н., Манских В.Н., Васильев С.А., Ильинских И.Н. Микроядерный анализ в оценке цитогенетической нестабильности. Томск: изд‐во ТГПУ, 2011. 234 с.Il'inskikh N.N., Ksents A.S., Il'inskikh E.N., Manskikh V.N., Vasil'ev S.A., Il'inskikh I.N. Mikroyadernyi analiz v otsenke tsitogeneticheskoi nestabil'nosti [Micronuclear analysis in assessing cytogenetic instability]. Tomsk, TSPU Publ., 234 p. (In Russian)Ильинских Н.Н., Новицкий В.В., Ванчугова Н.Н., Ильинских И.Н. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность. Томск: Издательство Томского Университета, 1992. 270 с.Il'inskikh N.N., Novitskii V.V., Vanchugova N.N., Il'inskikh I.N. Mikroyadernyi analiz i tsitogeneticheskaya nestabil'nost' [Micronuclear analysis and cytogenetic in‐stability]. Tomsk, Tomsk University Publ., 1992, 270 p. (In Russian)Минеев А.К. Морфологический анализ и патологические изменения структуры клеток крови у рыб Саратовского водохранилища // Вопросы ихтиологии. 2007. Т. 47. N 1. С. 93‐100.Mineev A.K. Morphological analysis and pathological changes in the structure of blood cells in fishes from Saratov Reservoir. Voprosy ikhtiologii [Journal of Ichthyology]. 2007, vol. 47, no. 1, pp. 93‐100. (In Russian)Турченюк О.В., Томшина О.Л., Кальков А.П. Микроядерный тест для оценки экологической обстановки окружающей среды // Омский научный вестник. 2006. N 6. С. 293‐297.Turchenyuk O. V., Tomshina O.L., Kalkov A.P. Micronuclear Test for Environmental Assessment. Omskii nauchnyi vestnik [Omsk Scientific Journal]. 2006, no. 6, pp. 293‐297. (In Russian)Ильинских Н.Н., Ильинских Е.Н., Ильинских И.Н., Янковская А.Е., Саушкин С.А. Гигиеническая оценка состояния окружающей среды в нефтегазоносном районе на основе цитогенетического и молекулярно‐генетического методов // Гигиена и санитария. 2017. Т.96. N 2. С. 121‐124. DOI: 10.18821/0016‐9900‐2017‐96‐2‐121‐124Ilyinskikh N.N., Ilyinskikh E.N., Ilyinskikh I.N., Yankovskaya A.E., Saushkin S.A. Hygienic assessment of the state of the environment in the oil and gas‐bearing area based on cytogenetic and molecular genetic methods. Hygiene and sanitation, 2017, vol. 96, no. 2, pp. 121‐124. (In Russian) DOI: 10.18821/0016‐9900‐2017‐96‐2‐121‐124Биологический контроль окружающей среды: генетический мониторинг / Под ред. С.А. Гераськина и Е.И. Сарапульцевой. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 208 с.Geraskina S.A., Sarapultseva E.I., eds. Biologicheskii kontrol' okruzhayushchei sredy: geneticheskii monitoring [Biological environmental control: genetic monitoring]. Moscow, Academy Publ., 2010, 208 p. (In Russian)Кузина Т.В., Галактионова М.Л. Анализ взаимосвязи цитогенетического гомеостаза и оксидативного стресса в организме бычковых рыб Северного Каспия // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13. N 2. С. 64‐72. DOI: 10.18470/1992‐1098‐2018‐2‐64‐72Kuzina T.V., Galaktionova M.L. Analysis of the interrelation of cytogenetic homeostasis and oxidative stress in the organism of goby fish (gobiidae) of the Northern Caspian. South of Russia: ecology, development, 2018, vol. 13, no. 2, pp. 64‐72. (In Russian) DOI: 10.18470/1992‐1098‐2018‐2‐64‐72Строев Е.А., Макарова В.Г. Практикум по биологической химии. М.: «Высшая школа», 1986. С. 211‐214.Stroyev E.A., Makarova V.G. Praktikum po biologicheskoi khimii [Workshop on Biological Chemistry]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1986, pp. 211‐214. (In Russian)Козак М.Ф., Козак М.В. Биометрические методы в научных исследованиях: монография. Астрахань: Астраханский государственный университет, ИД «Астраханский университет», 2018. 168 с.Kozak M.F., Kozak M.V. Biometricheskie metody v nauchnykh issledovaniyakh [Biometric methods in scientific research]. Astrakhan, Astrakhan State University Publ., 2018, 168 p. (In Russian)Shimizu N. Molecular mechanisms of the origin of micronuclei from extrachromosomal elements // Mutagenesis. 2011. V. 26. Iss. 1. P. 119‐123. DOI: 10.1093/mutage/geq053Shimizu N. Molecular mechanisms of the origin of micronuclei from extrachromosomal elements. Mutagenesis, 2011, vol. 26, iss. 1, pp. 119‐123. DOI: 10.1093/mutage/geq053Трухачев В.И., Некрасова И.И., Квочко А.Н. Основы общей патологии (местные реакции организма на повреждение): учебное пособие. Ставропольский государственный аграрный университет. Ставрополь: АГРУС, 2015. 68 с.Trukhachev V.I., Nekrasova I.I., Kvochko A.N. Osnovy obshchei patologii (mestnye reaktsii organizma na povrezhdenie) [Fundamentals of General Pathology (Local Reactions of the Body to Damage)]. Stavropol, AGRUS Publ., 2015, 68 p. (In Russian)Al‐Sabti K., Metcalfe C.D. Fish micronuclei for assessing genotoxicity in water // Mutation Research / Genetic Toxicology. 1995. V. 343. Iss. 2‐3. P. 121‐135. DOI: 10.1016/0165‐1218(95)90078‐0Al‐Sabti K., Metcalfe C.D. Fish micronuclei for assessing genotoxicity in water. Mutation Research / Genetic Toxicology, 1995, vol. 343, iss. 2‐3, pp. 121‐135. DOI: 10.1016/0165‐1218(95)90078‐0.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.