Учёные показали снижение токсичности тяжёлых металлов у золотых рыбок с помощью жёсткой воды

Сброс промышленных стоков с высоким содержанием тяжёлых металлов в водоёмы представляет серьёзную угрозу для водных экосистем. Один из таких металлов, цинк, необходим организмам в микроколичествах, но при накоплении в высоких концентрациях он может вызывать окислительный стресс в организме рыб. Это приводит к метаболическим, физиологическим и клеточным повреждениям, включая дегенерацию белков и, в конечном итоге, гибель клеток. Кроме того, люди, употребляющие такую рыбу в пищу, также подвергаются воздействию высокого уровня цинка, что имеет аналогичные опасные последствия для организма человека.

Идеальным решением было бы контролировать сброс стоков, но есть и другой способ. Поддержание оптимальных параметров качества воды, таких как жёсткость (т.е. уровень определённых положительно заряженных ионов — например, ионов кальция и магния — в воде), может ингибировать поглощение тяжёлых металлов рыбами и, как следствие, снизить наше воздействие этими загрязнителями.

Как показало новое исследование, опубликованное в Antioxidants, учёные из Корейского морского и океанологического университета (KMOU) описали, как меняется поглощение цинка и токсический стресс у золотых рыбок при разных концентрациях цинка и жёсткости воды. «По сравнению с морской водой, пресная вода имеет более низкую концентрацию ионов, что увеличивает риск её загрязнения тяжёлыми металлами. Поэтому мы хотели изучить возможность снижения этой токсичности у рыб путём регулирования жёсткости воды», — поясняет доктор Чхоль Ён Чхве, профессор KMOU и ведущий учёный этого исследования.

Команда доктора Чхве оценила ключевые маркеры антиоксидантов и общую антиоксидантную способность, которые указывают на степень окислительного стресса в организме. Также были проведены TUNEL-анализы (terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) для определения степени апоптоза в печени, где антиоксидантный ответ наиболее выражен. Учёные изучали прогрессирование окислительного стресса у золотых рыбок, подвергавшихся воздействию воды с возрастающими концентрациями цинка (плюс контрольная группа без воздействия цинка) в течение 14 дней. Жёсткость этой воды регулировали с помощью карбоната кальция.

Результаты показали значительную разницу в накоплении цинка и его токсичности у рыб, подвергавшихся воздействию разных концентраций цинка и уровней жёсткости воды. Рыбы, подвергшиеся воздействию самой высокой концентрации цинка, показали наибольшее накопление металла и окислительный стресс за 14 дней. Однако при тех же концентрациях и времени накопление цинка и маркеры стресса были значительно ниже у рыб, содержавшихся в жёсткой или очень жёсткой воде. Аналогично, TUNEL-анализы показали больше клеточной дегенерации и гибели у рыб, подвергавшихся воздействию цинка, и это снижалось с увеличением жёсткости воды.

Это исследование демонстрирует эффективность повышенной жёсткости воды в снижении окислительного стресса и биоаккумуляции цинка у рыб. «Биоаккумулированные тяжёлые металлы опасны не только для рыб, но и для людей, которые впоследствии потребляют эту рыбу. Наше исследование предлагает экологичное решение этой проблемы. Надеюсь, это проложит путь для дальнейших исследований, изучающих вклад других параметров качества воды, таких как температура и pH, в снижение накопления тяжёлых металлов у водных организмов», — говорит доктор Чхве.