Вплив екологічно реальних та субтоксичних концентрацій малатіону на нетаргетні організмми (на прикладі Danio rerio)

Abstract

Роль гербіцидів та інсектицидів у підвищенні продуктивності сільського господарства сьогодні є беззаперечною. Водночас ці сполуки є небезпечними та персистентними джерелами забруднення навколишнього середовища загалом та водних еко- систем зокрема. Вивчення впливу фосфорорганічних інсектицидів на водну біоту є важливим з огляду на постійні екологічні зміни умов їх проживання та модифікації хімічного складу пестицидів. Це, в свою чергу, потребує систематичних додаткових досліджень стосовно механізмів дії таких забруднювачів, що дасть можливість вдосконалити стратегії захисту гідроекосистем. Метою нашої роботи стало дослідження впливу малатіону у екологічно реальній (5 мкг/л) та субтоксичній (50 мкг/л) концентраціях на коропову рибу Danio rerio. Для оцінки ступеня токсичності використовували визначення показників стану антиоксидантної системи та системи біотрансформації ксенобіотиків, а також маркерів ендокринних розладів та нейротоксич- ності. Одержані результати дозволяють зробити висновок, що, незважаючи на відносно швидкий період розпаду та статус речовини середнього класу токсичності, малатіон уже в екологічно реальних концентраціях викликає у смугастого даніо про- яви ознак окисного стресу, ендокринних розладів та нейротоксичності, а також ензимні порушення системи детоксикації ксенобіотиків. При цьому залежність значення показників від концентрації діючого чинника дозволяє виокремити вміст віте- логенінподібних протеїнів та активність карбоксилестерази як найбільш чутливі серед досліджуваних параметрів індикатори забруднення водойм даним інсектицидом. Для більш глибшого і детальнішого з’ясування механізмів дії цього інсектициду пропонуються подальші дослідження гормонального профілю, нейротоксичності, наслідків окисних ушкоджень, а також їх перехресної взаємодії. Це стане вихідною інформацією для розробки попереджувальних стратегій зменшення небезпечного впливу малатіону на риб та припинення скорочення їх популяцій.

Nowadays, the role of herbicides and insecticides in increasing agricultural productivity is undeniable. At the same time, these compounds are dangerous and persistent sources of pollution in the environment, particularly aquatic ecosystems. The study of the organophosphorus insecticides effect on water organisms is important due to the constant ecological changes in their living conditions and modifications in the pesticide’s chemical composition. This, in turn, requires systematic additional research into the mechanisms of the pollutants action to enable the improvement of the aquatic ecosystems’ protection strategies. The present work aims to study the effects of malathion in environmentally relevant (5 μg L-1) and subtoxic (50 μg L-1) concentrations on carp fish Danio rerio. Indicators of the oxidative stress, system of the xenobiotics biotransformation, markers of the endocrine disorders and neurotoxicity were determined to assess the toxicity degree. Our results revealed that despite the relatively rapid decay period and the status of the middle toxicity substance, malathion even in environmentally relevant concentrations causes signs of oxidative stress, endocrine disorders and neurotoxicity, as well as changes in the enzymes activity in the xenobiotics biotransformation system. The dependence of the biomarker values on the active factor concentration allows to distinguish the content of vitellogenin-like proteins and carboxylesterase activity as the most sensitive among the studied indicators of water pollution with the given insecticide. Additional research in the hormonal profile, neurotoxicity, effects of oxidative damage and their cross-interaction will be conducted to further investigate the action mechanisms of this insecticide. The results will be the starting point for developing prevention strategies to reduce the malathion dangerous effects on fish and stop their population reduction.