АНАЛІЗ АКТИВНОСТІ ЕНЗИМНИХ МАРКЕРІВ ГЕПАТОТОКСИЧНОСТІ ЗА УМОВ МОДЕЛЬНОГО ВПЛИВУ ГЛІФОСАТУ ТА ІМІДАЗОЛІНОНІВ НА CARASSIUS GIBELIO
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2025.03.361Ключові слова:
гліфосат, імідазолінони, амінотрансферази, лужна фосфатаза, гамма-глутамілтрансфераза, рибиАнотація
У статті представлено результати порівняльного аналізу активності ензимних маркерів гепатотоксичності у сироватці крові карася сріблястого (Carassius gibelio) за умов модельного впливу високих концентрацій поширених гербіцидів — гліфосату (препарат «Ураган Форте 500 SL») та імідазолінонів (препарат «Євролайтинг»). Актуальність дослідження зумовлена необхідністю оцінки екологічних ризиків в умовах повномасштабних бойових дій в Україні, що можуть призводити до локальних «залпових» викидів агрохімікатів у водойми у концентраціях, що значно перевищують фонові показники.
Експеримент тривалістю 7 діб проводився на особинах C. gibelio, які утримувалися у воді з градієнтом концентрацій токсикантів від 1 до 10 ГДК. Оцінку функціонального стану печінки здійснювали за активністю ключових ферментів: аланінамінотрансферази (АЛТ), аспартатамінотрансферази (АСТ), лужної фосфатази (ЛФ) та гамма-глутамілтрансферази (ГГТ). Встановлено, що обидва класи сполук викликають виражений метаболічний дисбаланс, ініціюючи каскад патологічних реакцій. Дослідження виявило чітку дозозалежну реакцію: максимальна активність ензимів фіксувалася при експозиції 10 ГДК. При цьому виявлено суттєві відмінності у порогах токсичної дії: для гліфосату значне підвищення активності АЛТ спостерігалося вже при 1 ГДК, тоді як для імідазолінонів аналогічний рівень цитолізу реєструвався лише при 5 ГДК.
Результати свідчать про різну спрямованість токсичної дії препаратів. Вплив імідазолінонів має переважно гепатотропний характер, що підтверджується зростанням АЛТ та зниженням коефіцієнта де Рітіса. Натомість гліфосат виявляє ознаки системної цитотоксичності, спричиняючи глибоке ураження не лише гепатоцитів, а, ймовірно, й міоцитів, про що свідчить екстремальне підвищення АСТ. Поєднання високої активності ЛФ та ГГТ при концентраціях 5–10 ГДК вказує на розвиток синдрому холестазу та глибоку мембранну дисфункцію клітин жовчних проток.
Зроблено висновок щодо принципової різниці в спрямованості токсичної дії досліджуваних сполук: якщо імідазолінони мають виражену гепатотоксичну дію з локалізацією патологічних процесів переважно в паренхімі печінки, то гліфосат виявляє агресивнішим токсикантом для гідробіонтів та виявляє властивості системного цитотоксиканту для організму риб. Отримані дані є критично важливими для моделювання сценаріїв аварійного забруднення водойм та розробки стратегій збереження їх біорізноманіття.
Посилання
1. Bojarski, B., Witeska, M., & Kondera, E. (2025). Blood Biochemical Biomarkers in Fish Toxicology - A Review. Animals, 15(7), 965. https://doi.org/10.3390/ani15070965
2. Duggleby, R. G., McCourt, J. A., & Guddat, L. W. (2008). Structure and mechanism of inhibition of plant acetohydroxyacid synthase. Plant Physiology and Biochemistry, 46(3), 309–324. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2007.12.004
3. Falco F., Stincone P., Cammarata M., Brandelli A. (2020) Amino Acids as the Main Energy Source in Fish Tissues. Aquac Fish Stud , 3(1), 1-11. https://doi.org/10.31038/AFS.2020223
4. Golombieski, J.I., Sutili, F.J., Salbego, J. et al. (2016). Imazapyr + imazapic herbicide determines acute toxicity in silver catfish Rhamdia quelen. Ecotoxicology and Environmental Safety, 128, 91–99. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.02.010
5. Gupta, A., Sharma, B. (2023). A study on transaminases in lindane exposed fish C. punctatus. Journal of Biomedical Research & Environmental Sciences, 4(6), 1100–1107. https://doi.org/10.37871/jbres1773
6. Jin J, Kurobe T, Ramírez-Duarte WF, Bolotaolo MB, Lam CH, Pandey PK, Hung TC, Stillway ME, Zweig L, Caudill J, Lin L, Teh SJ. (2018) Sub-lethal effects of herbicides penoxsulam, imazamox, fluridone and glyphosate on Delta Smelt (Hypomesus transpacificus). Aquat Toxicol, Apr;197, 79-88 https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.01.019
7. Jovičić, K., Đikanović, V., Subotić, S., Dimitrijević, M., Kovačević, S., Miljanović, B., & Vranković, J. S. (2025). Assessment of Hepatic Enzyme Biomarkers in Northern Pike (Esox lucius) from Lotic and Lentic Freshwater Habitats: Implications for Monitoring Metal Pollution and Ecological Stress in Aquatic Ecosystems. Fishes, 10(11), 541. https://doi.org/10.3390/fishes10110541
8. Klátyik, S., Simon, G., Oláh, M., Takács, E., Mesnage, R., Antoniou, M. N., & Zaller, J. G. (2024) Aquatic ecotoxicity of glyphosate, its formulations, and co-formulants: evidence from 2010 to 2023. Environmental Sciences Europe, 36, Article 22. https://doi.org/10.1186/s12302-024-00849-1
9. Lallès, J. P. (2019). Biology, environmental and nutritional modulation of skin mucus alkaline phosphatase in fish: A review. Fish & Shellfish Immunology, 89, 179–186. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2019.03.053
10. Ma, J., Zhu, J., Wang, W., Ruan, P., Rajeshkumar, S., & Li, X. (2019). Biochemical and molecular impacts of glyphosate-based herbicide on the gills of common carp (Cyprinus carpio). Environmental Pollution, 252, 1288–1300. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.06.040
11. Rivas-Garcia, T., Espinosa-Calderón, A., Hernández-Vázquez, B., Schwentesius-Rindermann, R. (2022) Overview of Environmental and Health Effects Related to Glyphosate Usage Sustainability , 14, 6868 https://doi.org/10.3390/su14116868
12. Shumilova, O., Tockner, K., Sukhodolov, A., & others. (2023). Impact of the Russia–Ukraine armed conflict on water resources and water infrastructure. Nature Sustainability, 6, 578–586. https://doi.org/10.1038/s41893-023-01068-x
13. Solokha, M., Demyanyuk, O., Symochko, L., Mazur, S., Vynokurova, N., & Sementsova, K. (2024). Soil degradation and contamination due to armed conflict in Ukraine. Land, 13(10), 1614. https://doi.org/10.3390/land13101614
14. Weeks Santos S., Gonzalez P., Cormier B., Mazzella N., Bonnaud B., Morin S., Clérandeau C., Morin B., Cachot J. A (2019) Glyphosate-based herbicide induces sub-lethal effects in early life stages and liver cell line of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Aquat Toxicol, 216.105291. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2019.105291
15. Zhang H, Forman H.J. (2009) Redox regulation of gamma-glutamyl transpeptidase. Am J Respir Cell Mol Biol. Nov;41(5), 509-515. https://doi.org/10.1165/rcmb.2009-0169TR
