Теоретическая и прикладная экология1995-43012618-840610.25750/1995-4301-2026-2-174-182OtherВлияние токсикантов анионного типа на состояние тканей гепатопанкреаса живородки речной (Viviparus viviparus L.)Anionic toxicants’ effect on Viviparus viviparus L. hepatopancreas tissuesДрогановаТ. С.DroganovaT. S.tatyanadroganova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8917-7392ЛазареваА. А.LazarevaA. A.https://orcid.org/0009-0000-3909-7549ПоликарповаЛ. В.PolikarpovaL. V.https://orcid.org/0000-0002-5459-3054АрешидзеД. А.AreshidzeD. A.https://orcid.org/0000-0003-3006-6281ВасильевН. В.VasilievN. V.https://orcid.org/0000-0002-8215-6687Federal State University of EducationMoscowRussiaГосударственный университет просвещенияМоскваРоссияAvtsyn Research Institute of Human Morphology of Federal state budgetary scientific institution "Petrovsky National Research Centre of SurgeryMoscowRussiaНИИМЧ им. акад. А.П. Авцына" ФГБНУ "РНЦХ им. акад. Б.В. ПетровскогоМоскваРоссия250620262174182http://www.envjournal.ru/ari/v2026/v2/26217.pdf

Исследовано действие повышенных концентраций экотоксикантов анионного типа (на примере нитрати арсенат-анионов) на морфофункциональное состояние ткани и активность кислых фосфатаз (КФ) гепатопанкреаса моллюска живородка речная (Viviparus viviparus L.). Изменение удельной активности кислой фосфатазы у моллюсков в тканях гепатопанкреаса свидетельствует о нарушении метаболизма у исследованных животных, что подтверждается при оценке морфофункционального состояния тканей. При действии нитрат-ионов отмечаются сравнительно небольшие фазы повышения и снижения удельной активности КФ (в 1,5 раза по сравнению с контрольными значениями). К 96 часам экспозиции активность фермента остаётся выше контрольных значений. Действие арсенат-ионов приводит к более выраженной патологии тканей и существенному изменению удельной активности фермента, которая не стабилизируется даже через 30 суток после удаления токсиканта из воды. Полученные данные могут быть использованы в эколого-биохимическом мониторинге загрязнений пресных вод.

The effect of elevated concentrations of anionic ecotoxicants (using nitrate and arsenate anions as an example) on the morphofunctional state of tissue and the activity of acid phosphatases (AсP) in the Viviparus viviparus L. hepatopancreas was studied. It was found that the phases of AcP activity after exposure to the nitrate and arsenate ions do not coincide with those in the control. Changes in the specific activity of acid phosphatase in the tissues of the hepatopancreas of mollusks were not accompanied by a change in the number of multiple forms and indicated a metabolic disorder in the animals studied. The latter was confirmed by an assessment of the tissues morphofunctional state. When exposed to nitrate anions, there are relatively small phases of increase and decrease in the specific activity of AcP (by 1.5 times compared to the control values). The enzyme activity remains above control values by 96 hours of exposure. Morphological changes are heterogeneous - some epithelial cells are necrotic, in some sites the epithelial cells are hypertrophied, vacuolated, but not destroyed. The exposure to arsenate anions leads to more pronounced tissue pathology (the nuclei of epithelial cells are at different stages of destruction, the tubules are deformed or destroyed, the stroma grows) and a significant change in enzyme specific activity, which does not stabilize even 30 days after the toxicant removal from the water. The AcP activity in V. viviparus can be a marker of toxic effects on living organisms in ecological and biochemical monitoring of freshwater pollution.

нитрати арсенат-анионыэколого-биохимический мониторинггидробионтыживородка речнаякислая фосфатазаактивность ферментовмножественные формы ферментовморфофункциональное состояниеecological and biochemical monitoringaquatic organismsViviparus viviparusacid phosphataseenzyme activitymultiple forms of enzymesnitrate and arsenate anionsmorphofunctional state1. Дроганова Т.С., Поликарпова Л.В., Коничев А.С. Белковые спектры печени живородки речной в норме и при интоксикации ионами свинца(II) // Теорeтическая и прикладная экология. 2019. № 3. С. 109–113. doi: 10.25750/1995-4301-2019-3-109-1132. Попов A.П., Коничев А.С., Цветков И.Л. Влияние токсичных соединений техногенного происхождения на активность и множественные формы кислой ДНКазы живородки речной (Viviparus viviparus L.) // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. Т. 39. № 5. С. 518–523.3. Tsvetkov I.L., Popov A.P., Konichev A.S. Acid phosphatase complex from the freshwater snail Viviparus viviparus L. under standard conditions and intoxication by cadmium ions // Biochemistry (Moscow). 2003. V. 68. No. 12. P. 1327–1334 (in Russian). doi: 10.1023/B:BIRY. 0000011654.71353.2a4. Дроганова Т.С., Поликарпова Л.В., Тишина Е.А., Анка М., Петренко Д.Б., Васильев Н.В. Влияние ионов Zn2+ на активность кислых нуклеаз пресноводных моллюсков // Известия РАН. Серия биологическая. 2022. № 2. C. 219–224. doi: 10.31857/S10263470220200565. Namasivayam C., Sangeetha D., Gunasekaran R. Removal of anions, heavy metals, organics and dyes from water by adsorption onto a new activated carbon from jatropha husk, an agro-industrial solid waste // Process Safety and Environmental Protection. 2007. V. 85. No. 2. P. 181–184. doi: 10.1205/psep050026. Saha A., Ahweyevu J.O., Baker E.M., Penn D. II, Saha S. Assessment of common anion and cation contaminants in surface waterbodies in Statesboro, Georgia, USA // Earth Syst. Environ. 2022. V. 6. P. 617–630. doi: 10.1007/s41748-022-00300-67. Зыкова Е.Л., Довнар А.К., Филиппова В.А., Лысенкова А.В. Санитарно-химическая оценка содержания анионов-токсикантов в природных водах Гомельской области // Проблемы здоровья и экологии. 2014. № 4 (42). С. 125–129. doi: 10.51523/2708-6011.2014-11-4-248. Solving the Nitrate Problem: progress in research and development. London: MAFF Publications, 37 p. [Электронный ресурс] https://archive.org/details/b32226998/mode/2up (Дата обращения: 21.04.2026).9. Галиулин Р.В., Башкин В.Н., Галиулина Р.А. Канцерогенный риск загрязнения нитратами водных экосистем // Проблемы анализа риска. 2016. Т. 13. № 3. С. 30–33. doi: 10.32686/1812-5220-2016-13-3-30-3310. Camargo J.A., Alonso A., Salamanca A. Nitrate toxicity to aquatic animals: a review with new data for freshwater invertebrates // Chemosphere. 2005.V. 58. No. 9. P. 1255–1267. doi: 10.1016/j.chemo-sphere.2004.10.04411. Cheng S.-Y., Chen J.-C. Study on the oxyhemocyanin, deoxyhemocyanin, oxygen affinity and acid-base balance of Marsupenaeus japonicus following exposure to combined elevated nitrite and nitrate // Aquat. Toxicol. 2002. V. 61. No. 3-4. P. 181–193. doi: 10.1016/s0166-445x(02)00053-x12. Чарыкова М.В., Кривовичев В.Г., Депмайер В. Физико-химические условия образования минералов мышьяка в приповерхностных обстановках // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7: Геология, география. 2008. Выпуск 4. С. 62–81.13. Moore J.W., Ramamoorthy S. Heavy Metals in Natural Waters. Springer New York, 1984. 268 p. doi: 10.1007/978-1-4612-5210-814. Zhang W., Chen L., Zhou Y., Wu Y., Zhang L. Biotransformation of inorganic arsenic in a marine herbivorous fish Siganus fuscescens after dietborne exposure // Chemosphere. 2016. V. 147. P. 297–304. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.12.12115. Zhang W., Guo Z., Zhou Y., Chen L., Zhang L. Comparative contribution of trophic transfer and biotransformation on arsenobetaine bioaccumulation in two marine fish // Aquat. Toxicol. 2016. V. 179. Р. 65–71. doi: 10.1016/j.aquatox.2016.08.01716. Альберт А. Избирательная токсичность. Физикохимические основы терапии / под ред. В.А. Филова. В 2 томах. Т. 1. М.: Медицина, 1989. 400 с.17. Альберт А. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии / под ред. В.А. Филова. В 2 томах. Т. 2. М.: Медицина, 1989. 432 с.18. Agah H., Leermakers M., Elskens M., Fatemi S.M.R., Baeyens W. Accumulation of trace metals in the muscle and liver tissues of five fish species from the Persian Gulf // Environ. Monit. Assess. 2009. V. 157. No. 1-4. Р. 499–514. doi: 10.1007/s10661-008-0551-819. Новиков М.А., Горбачева Е.А., Лаптева А.М. Содержание мышьяка в промысловых рыбах Баренцева моря (по многолетним данным) // Известия ТИНРО. 2021. Т. 201. № 4. С. 833–844. doi: 10.26428/1606-9919-2021-201-833-84420. Дроганова Т.С., Коничев А.С., Петренко Д.Б. Поликарпова Л.В., Цветков И.Л. Влияние фторида натрия и фторуксусной кислоты на активность кислой ДНКазы, кислой фосфатазы и спектр растворимых белков гепатопанкреаса живородки речной // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2017. № 4. С. 36–45. doi: 10.18384/2310-7189-2017-4-36-4521. Andersch M.A., Szczypinski A.J. Use of p-nitro-phenylphosphate as the substrate in determination of serum acid phosphatase // Am. J. Clin. Pathol. 1947. V. 17. No. 7. P. 571–574. doi: 10.1093/ ajcp/17.7_ts.57122. Lοwry O.H., Rοsebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Fοlin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. No. 1. P. 265–275.23. Ornstein L. Disc electrophoresis. I. Background and theory // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1964. V. 121. P. 321–349. doi: 10.1111/j.1749-6632.1964.tb14207.x24. Davis B.J. Disc electrophoresis – II. Method and application to human serum proteins // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1964. V. 121. No. 2. P. 404–427. doi: 10.1111/j.1749-6632.1964.tb14213x25. Burstone M.S. Enzyme histochemistry, and Its Application in the Study of Neoplasms. Academic Press, 1962. 621 p.26. Lojda Z., Gossrau R., Schiebler T.H. Enzyme Histochemistry. A laboratory Manual. Springer, 1979. 344 p. doi: 10.1007/978-3-642-67234-727. Babson A.L., Read P.A. A new assay for prostatic acid phosphatase in serum // American Journal of Clinical Pathology. 1959. V. 32. No. 1. P. 88–91. doi: 10.1093/ajcp/32.1_ts.8828. Тишина Е.А., Поликарпова Л.В., Дроганова Т.С., Лазарева А.А., Васильев Н.В. Множественные формы ферментативных систем брюхоногих моллюсков при действии пиретроидов // Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы: Сборник материалов VIII Всероссийской конференции по водной экотоксикологии, посвящённой 85-летию со дня рождения Бориса Александровича Флёрова. Борок: Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 2023. С. 109–111.1. Droganova T.S., Polikarpova L.V., Konichev A.S. River snail liver protein spectrum in normal conditions and when intoxicated with lead(II) ions // Theoretical and Applied Ecology. 2019. No. 3. P. 109–113 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2019-3-109-1132. Popov A.P., Konichev A.S., Tsvetkov I.L. Effect of toxic industrial pollutants on the activity and isoforms of acid dnase in the freshwater snail Viviparus viviparus L. // Applied Biochemistry and Microbiology. 2003. V. 39. No. 5. P. 518–523 (in Russian).3. Tsvetkov I.L., Popov A.P., Konichev A.S. Acid phosphatase complex from the freshwater snail Viviparus viviparus L. under standard conditions and intoxication by cadmium ions // Biochemistry (Moscow). 2003. V. 68. No. 12. P. 1327–1334 (in Russian). doi: 10.1023/B:BIRY .0000011654.71353.2a4. Droganova T.S., Polikarpova L.V., Tishina E.A., Anka M., Petrenko D.B., Vasiliev N.V. Effect of Zn2+ ions on acidic nuclease activity of freshwater molluscs // Biology Bulletin. 2022. No. 2. P. 219–224 (in Russian). doi:10.31857/S10263470220200565. Namasivayam C., Sangeetha D., Gunasekaran R. Removal of anions, heavy metals, organics and dyes from water by adsorption onto a new activated carbon from jatropha husk, an agro-industrial solid waste // Process Safety and Environmental Protection. 2007. V. 85. No. 2. P. 181–184. doi: 10.1205/psep050026. Saha A., Ahweyevu J.O., Baker E.M., Penn D. II, Saha S. Assessment of common anion and cation contaminants in surface waterbodies in Statesboro, Georgia, USA // Earth Syst. Environ. 2022. V. 6. P. 617–630. doi: 10.1007/s41748-022-00300-67. Zykova E.L., Dovnar A.K., Filippova V.A., Lysenkova A.V. The sanitary and chemical assessment of the contents of toxic anions in natural waters of Gomel region // Health and Ecology Issues. 2014. No. 4. P. 125–129 (in Russian). doi:10.51523/2708-6011.2014-11-4-248. Solving the Nitrate Problem: progress in research and development. London: MAFF Publications, 37 p. [Internet resource] https://archive.org/details/b32226998/mode/2up (Accessed: 21.04.2026).9. Galiulin R.V., Bashkin V.N., Galiulina R.A. Cancerogenic risk of nitrate contamination of water ecosystems // Issues of Risk Analysis. 2016. V. 13. No. 3. P. 30–33 (in Russian). doi: 10.32686/1812-5220-2016-13-3-30-3310. Camargo J.A., Alonso A., Salamanca A. Nitrate toxicity to aquatic animals: a review with new data for freshwater invertebrates // Chemosphere. 2005. V. 58. No. 9. P. 1255–1267. doi: 10.1016/j.chemo-sphere.2004.10.04411. Cheng S.-Y., Chen J.-C. Study on the oxyhemocyanin, deoxyhemocyanin, oxygen affinity and acid-base balance of Marsupenaeus japonicus following exposure to combined elevated nitrite and nitrate // Aquat. Toxicol. 2002. V. 61. No. 3-4. P. 181–193. doi: 10.1016/s0166-445x(02)00053-x12. Charykova M.V., Krivovichev V.G., Depmeier W. Physico-chemical conditions of selenium mineral formation in near-surface environmental // Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Seriya 7: Geologiya, geografiya. 2008. No. 4. P. 62–81 (in Russian).13. Moore J.W., Ramamoorthy S. Heavy Metals in Natural Waters. Springer New York, 1984. 268 p. doi: 10.1007/978-1-4612-5210-814. Zhang W., Chen L., Zhou Y., Wu Y., Zhang L. Biotransformation of inorganic arsenic in a marine herbivorous fish Siganus fuscescens after dietborne exposure // Chemosphere. 2016. V. 147. P. 297–304. doi: 10.1016/j.chemosphere.2015.12.12115. Zhang W., Guo Z., Zhou Y., Chen L., Zhang L. Comparative contribution of trophic transfer and biotransformation on arsenobetaine bioaccumulation in two marine fish // Aquat. Toxicol. 2016. V. 179. Р. 65–71. doi: 10.1016/j.aquatox.2016.08.01716. Albert A. Selective toxicity. The physic-chemical basis of therapy / Ed. V.A. Filov. In 2 volumes. V. 1. Moskva: Meditsina, 1989. 400 p. (in Russian).17. Albert A. Selective toxicity. The physic-chemical basis of therapy / Ed. V.A. Filov. In 2 volumes. V. 2. Moskva: Meditsina, 1989. 432 p. (in Russian).18. Agah H., Leermakers M., Elskens M., Fatemi S.M.R., Baeyens W. Accumulation of trace metals in the muscle and liver tissues of five fish species from the Persian Gulf // Environ. Monit. Assess. 2009. V. 157. No. 1-4. Р. 499–514. doi: 10.1007/s10661-008-0551-819. Novikov М.А., Gorbacheva Е.А., Lapteva А.М. Arsenic content in commercial fish of the Barents Sea (according to long-term data) // Izv. TINRO. 2021. V. 201. No. 3. P. 833–844 (in Russian). doi: 10.26428/1606-9919-2021-201-833-84420. Droganova T., Konichev A., Petrenko D., Polikarpova L., Tsvetkov I. Influence of sodium fluoride and fluoroacetic acid on the activity of acidic DNAse, acid phosphatase and the spectrum of soluble proteins of the freshwater snall, Viviparus viviparous L. // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Seriya: Estestvennye nauki. 2017. No. 4. P. 36–45 (in Russian). doi: 10.18384/2310-7189-2017-4-36-4521. Andersch M.A., Szczypinski A.J. Use of p-nitrophenylphosphate as the substrate in determination of serum acid phosphatase // Am. J. Clin. Pathol. 1947. V. 17. No. 7. P. 571–574. doi: 10.1093/ ajcp/17.7_ts.57122. Lοwry O.H., Rοsebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Fοlin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. No. 1. P. 265–275.23. Ornstein L. Disc electrophoresis. I. Background and theory // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1964. V. 121. P. 321–349. doi: 10.1111/j.1749-6632.1964.tb14207.x24. Davis B.J. Disc electrophoresis – II. Method and application to human serum proteins // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1964. V. 121. No. 2. P. 404–427. doi: 10.1111/j.1749-6632.1964.tb14213x25. Burstone M.S. Enzyme histochemistry, and Its Application in the Study of Neoplasms. Academic Press, 1962. 621 p.26. Lojda Z., Gossrau R., Schiebler T.H. Enzyme Histochemistry. A laboratory Manual. Springer, 1979. 344 p. doi: 10.1007/978-3-642-67234-727. Babson A.L., Read P.A. A new assay for prostatic acid phosphatase in serum // American Journal of Clinical Pathology. 1959. V. 32. No. 1. P. 88–91. doi: 10.1093/ajcp/32.1_ts.8828. Tishina E.A, Polikarpova L.V., Droganova T.S., Lazareva A.A., Vasilev N.V. Mnozhestvennye formy fermentativnykh sistem bryukhonogikh mollyuskov pri deystvii piretroidov // Antropogennoe vliyanie na vodnye organizmy i ekosistemy: Sbornik materialov VIII Vserossiyskoy konferentsii po vodnoy ekotoksikologii, posvyashchennoy 85-letiyu so dnya rozhdeniya Borisa Aleksandrovicha Flerova. Borok: Papanin Institute for Biology of Inland Waters Russian Academy of Sciences, 2023. P. 109–111 (in Russian).