RU2571817C1 - Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat - Google Patents

Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat Download PDF

Info

Publication number
RU2571817C1
RU2571817C1 RU2014150448/15A RU2014150448A RU2571817C1 RU 2571817 C1 RU2571817 C1 RU 2571817C1 RU 2014150448/15 A RU2014150448/15 A RU 2014150448/15A RU 2014150448 A RU2014150448 A RU 2014150448A RU 2571817 C1 RU2571817 C1 RU 2571817C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
concentration
marine
water area
activity
Prior art date
Application number
RU2014150448/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Владимирович Кумейко
Андрей Викторович Гринченко
Юлия Николаевна Сокольникова
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to RU2014150448/15A priority Critical patent/RU2571817C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571817C1 publication Critical patent/RU2571817C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: in bivalved molluscs haemolymph is taken, divided into plasma and hemocytes, determining their phagocytic activity. Additionally, haemolytic activity of plasma and concentration of total protein in it are determined as biomarkers.
EFFECT: method enables to evaluate the state of health of marine bivalved molluscs and their habitat based on biological indication of cellular and humoral factors of haemolymph of molluscs while simplifying and reducing the labour intensity of the method.
3 cl, 3 dwg, 5 ex

Description

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды, иммунологии и физиологии, в частности к способам оценки здоровья морских двустворчатых моллюсков. The invention relates to the field of ecology, environmental protection, immunology and physiology, in particular to methods for assessing the health of marine bivalves.

Моллюски играют важную роль в структуре и функционировании морских бентосных сообществ, являются ценными пищевыми объектами. Эффективность культивирования и добычи промысловых объектов связана с необходимостью своевременной оценки состояния их здоровья и постоянного мониторинга состояния морских экосистем. Отсутствие четких критериев оценки физиологического состояния моллюсков, низкий уровень развития методов ветеринарного контроля и недостаток сведений о связи морфофизиологических признаков с границами нормы и патологии при оценке состояния здоровья этих животных существенным образом ограничивают экономическую эффективность морских хозяйств. В связи с этим разработка критериев и оптимизация методов диагностики для контроля физиологического состояния популяций промысловых моллюсков является важной практической задачей для решения широкого круга проблем, касающихся как развития морских хозяйств, так и сохранения морского биоразнообразия. Shellfish play an important role in the structure and functioning of marine benthic communities and are valuable food items. The effectiveness of the cultivation and extraction of fishing facilities is associated with the need for timely assessment of their health and constant monitoring of the state of marine ecosystems. The lack of clear criteria for assessing the physiological state of mollusks, the low level of development of veterinary control methods and the lack of information about the relationship of morphophysiological characters with the limits of norm and pathology in assessing the health status of these animals significantly limit the economic efficiency of marine farms. In this regard, the development of criteria and the optimization of diagnostic methods for monitoring the physiological state of commercial mollusk populations is an important practical task for solving a wide range of problems related to both the development of marine economies and the conservation of marine biodiversity.

Наиболее популярным способом оценки физиологического состояния двустворчатых моллюсков является метод оценки их двигательной активности, проявляющийся в регистрации положения створок. В нормальных условиях створки открыты большую часть времени для обеспечения непрерывного питания и поглощения кислорода из воды. Реагируя на загрязнение воды или другие ухудшения ее качества, моллюски первоначально закрывают раковину, потом изменяются характер их поведения, ритм чередования периодов закрытых и открытых створок. The most popular method for assessing the physiological state of bivalves is the method for assessing their motor activity, which manifests itself in registering the position of the valves. Under normal conditions, the valves are open most of the time to provide continuous nutrition and absorption of oxygen from the water. In response to water pollution or other deterioration of its quality, mollusks initially close the sink, then the nature of their behavior, the rhythm of alternating periods of closed and open leaves change.

Одним из последних в данной области является способ биологического мониторинга водной среды на основе регистрации положения створок раковин двухстворчатых раковинных моллюсков и система для его осуществления (RU 2361207, МПК G01N33/18, 10.07.2009). Способ включает закрепление на створках раковины моллюсков датчика положения створок, размещение моллюсков с датчиками в контролируемой воде, формирование и пропускание оптического излучения по оптическим волокнам линии передачи, один из участков каждой из которых выполнен в виде петли и установлен на одной из створок закрепленного основания датчика с упором одной стороной петли в дно паза, выполненного в основании датчика, с возможностью механического взаимодействия другой стороны петли с элементом воздействия на чувствительный элемент, установленным на другой створке раковины, и с возможностью деформации формы петли в ее плоскости в результате механического взаимодействия петли с элементом воздействия на чувствительный элемент и дном паза основания датчика. Далее способ предусматривает преобразование оптического излучения, прошедшего по оптическим волокнам, в электрические сигналы приемниками оптического излучения. В комплексе система содержит датчики положения створок раковины моллюска, усилители, аналого-цифровые преобразователи и компьютер. One of the latest in this area is a method of biological monitoring of the aquatic environment based on the registration of the valve leaflets of bivalve shell mollusks and a system for its implementation (RU 2361207, IPC G01N33 / 18, 07/10/2009). The method includes securing the valve of the position of the valves on the shell flaps of the shell, placing the clams with the sensors in controlled water, generating and transmitting optical radiation through the optical fibers of the transmission line, one of the sections of each of which is made in the form of a loop and mounted on one of the flaps of the fixed base of the sensor with focusing one side of the loop into the bottom of the groove made at the base of the sensor, with the possibility of mechanical interaction of the other side of the loop with the element of influence on the sensitive electric cop mounted on other casement shell, and with the possibility of deformation of the loop shape in its plane as a result of mechanical interaction with a loop member influence on the sensor element and the bottom of the sensor base of the groove. Further, the method provides for the conversion of optical radiation transmitted through the optical fibers into electrical signals by optical radiation receivers. In the complex, the system contains position sensors for the mollusk shell valves, amplifiers, analog-to-digital converters, and a computer.

Техническими недостатками системы является то, что данные датчики сложны в изготовлении, крепления громоздки и ненадежны, тяжелы для нормальной работы моллюсков, что приводит к ограничению естественных движений животного, система уязвима для реальных природных условий (течений и волн) из-за выступающих частей; провода и датчики легко подвержены быстрому обрастанию (водоросли, гидроиды, молодь моллюсков и т.д.), влияющему на работу системы, что приводит к необходимости его периодического обслуживания и калибровки; при гибели (замене) животного происходит потеря оборудования или его демонтаж. Кроме того, для осуществления заявленного способа необходимо размещение моллюсков в отдельной емкости, например проточном аквариуме; отсутствует возможность проследить влияние хронического загрязнения на состояние моллюсков. Данный способ, исходя из описания предлагаемой системы, включает сложную приборную базу, требующую значительных экономических затрат. Ограничением данного способа также является использование лишь двустворчатых моллюсков, ведущих прикрепленный образ жизни.The technical drawbacks of the system are that these sensors are difficult to manufacture, fasteners are bulky and unreliable, difficult for normal operation of mollusks, which leads to a restriction of the animal’s natural movements, the system is vulnerable to real environmental conditions (currents and waves) due to protruding parts; wires and sensors are easily susceptible to rapid fouling (algae, hydroids, mollusk juveniles, etc.), affecting the operation of the system, which leads to the need for periodic maintenance and calibration; when the animal is killed (replaced), equipment is lost or dismantled. In addition, for the implementation of the claimed method, it is necessary to place the mollusks in a separate container, for example a flowing aquarium; there is no possibility to trace the effect of chronic pollution on the state of mollusks. This method, based on the description of the proposed system, includes a complex instrument base, requiring significant economic costs. A limitation of this method is also the use of only bivalve mollusks leading an attached lifestyle.

Перспективным представляется использование биохимических показателей, поскольку любому физиологическому, а тем более морфологическому отклонению от нормы предшествуют определенные биохимические процессы, которые являются первопричиной изменения физиологического состояния организма, ухудшения качества его потомства или гибели. К биохимическим маркерам токсического загрязнения воды следует отнести, прежде всего, изменение концентрации и активности таких молекул, как ферментов - универсальных катализаторов и регуляторов обменных процессов, а также аккумулированных вредных веществ из окружающей среды. The use of biochemical indicators seems to be promising, since any physiological, and even more morphological deviation from the norm is preceded by certain biochemical processes, which are the root cause of a change in the physiological state of the body, deterioration in the quality of its offspring or death. Biochemical markers of toxic water pollution include, first of all, changes in the concentration and activity of molecules such as enzymes - universal catalysts and regulators of metabolic processes, as well as accumulated harmful substances from the environment.

Способ определения токсического загрязнения сточных и природных пресных вод (RU 2308719, МПК G01N33/18, 20.10.2007) предусматривает помещение моллюсков в отдельные аквариумы с проточной водой, последующее убийство, изъятие печени, получение экстракта белков печени, определение в нем активности гидролитических ферментов - кислой фосфатазы или дезоксирибонуклеазы (ДНКазы). За показатель токсичности тестируемой воды принимают достоверное изменение общей активности тест-фермента или хотя бы одно качественное изменение в составе его множественных форм в опытном варианте по сравнению с контролем. The method for determining toxic pollution of wastewater and natural fresh water (RU 2308719, IPC G01N33 / 18, 10.20.2007) involves placing mollusks in separate aquariums with running water, subsequent killing, removal of the liver, obtaining an extract of liver proteins, determining the activity of hydrolytic enzymes in it - acid phosphatase or deoxyribonuclease (DNase). A significant change in the total activity of the test enzyme or at least one qualitative change in the composition of its multiple forms in the experimental version as compared with the control is taken as an indicator of the toxicity of the tested water.

Техническими недостатками является использование сложной приборной базы, необходимость отдельного содержания и гибель исследуемого моллюска.Technical disadvantages are the use of a complex instrument base, the need for a separate content and the death of the mollusk under study.

Известен способ мониторинга водного загрязнения (US 20130118236 A1, МПК G01N33/18, 16.05.2013), который предусматривает использование датчиков уровня потребления кислорода, клиренса частиц и апикального роста моллюсков, помещенных в специальную камеру. A known method of monitoring water pollution (US 20130118236 A1, IPC G01N33 / 18, 05.16.2013), which involves the use of sensors for oxygen consumption, particle clearance and apical growth of mollusks placed in a special chamber.

Известен способ определения лизоцимной активности биологических объектов (RU 2294373, МПК C12Q001/02, G01N033/48, 20.07.2006), который предусматривает выращивание тест-культуры Micrococcus lysodeikticus штамм № 2665 ГИСК им. Тарасевича на жидкой питательной среде при температуре 27°С до оптической плотности 3,2-3,4, подвергание среды лиофильной сушке, приготовление из тест-культуры суспензии, которую вносят в исследуемый биологический объект и оценивают лизоцимную активность биологического объекта по известному методу.A known method for determining the lysozyme activity of biological objects (RU 2294373, IPC C12Q001 / 02, G01N033 / 48, 07.20.2006), which involves the cultivation of a test culture of Micrococcus lysodeikticus strain No. 2665 GISK them. Tarasevich on a liquid nutrient medium at a temperature of 27 ° C to an optical density of 3.2-3.4, exposure of the medium to freeze drying, preparation of a suspension from a test culture, which is introduced into the biological object under study and lysozyme activity of the biological object is evaluated according to the known method.

Недостатком данного способа является сложность работы с бактериальной культурой, требующей стерильных условий и постоянного контроля за её состоянием.The disadvantage of this method is the difficulty of working with a bacterial culture that requires sterile conditions and constant monitoring of its condition.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ оценки состояния экосистемы, основанный на определении концентрации набора молекул-биомаркеров стресса в клетках животных различных систематических групп (WO 2002022859A2, МПК C12Q1/00, G01N33/50, 21.03.2002). В данном способе среди множества методов оценки концентрации биомакерных молекул авторы рекомендуют использовать методы, основанные на взаимодействии по принципу "антиген-антитело" (различные виды иммуноферментного анализа (ИФА), Вестерн блотинг и др.). Антиген - это интересующий биомаркер в клетке, антитела - выделенные и очищенные молекулы после иммунизации лабораторных животных. Авторы рекомендуют для выделения и очистки антител использовать высокоэффективную жидкостную хроматографию с протеином А, специфичным к Fc-ножкам антител. Полученные очищенные антитела, в свою очередь, используют для создания аффинных колонок, специфичных к интересующему биомаркеру. С их помощью можно уже многократно выделять целевые молекулы из материала организмов, подверженных стрессу. Если концентрация полученного белка позволяет, то далее возможно изучить его аминокислотный состав по одной из стандартных методик, например секвенированием по Эдману. Анализ исследуемых молекул авторы также рекомендуют дополнить одномерным электрофорезом в полиакриламидном геле по Леммли (ID SDS-PAGE) с последующим Вестерн блоттингом. Границы нормального содержания биомаркеров определяют методами Вестерн блоттинга и/или ИФА по образцам, полученным из подверженных и не подверженных стрессу животных. В качестве альтернативы в известном способе предлагается определять "нормальные" и "ненормальные" значения концентраций по литературным данным. В итоге исследуемые образцы (жидкие гомогенаты клеток или тканей организмов подверженных стрессу) делят по количеству используемых в анализе биомаркеров и для каждого из них проводят анализ по отработанной стандартизированной методике, пригодной и для лабораторного анализа, и для работы в поле. Полученные результаты сравнивают с ранее определенными границами нормы. The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method for assessing the state of an ecosystem based on determining the concentration of a set of stress biomarker molecules in animal cells of various systematic groups (WO 2002022859A2, IPC C12Q1 / 00, G01N33 / 50, 03.21.2002). In this method, among the many methods for assessing the concentration of biomaker molecules, the authors recommend using methods based on interaction on the principle of "antigen-antibody" (various types of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), Western blotting, etc.). Antigen is a biomarker of interest in a cell, antibodies are isolated and purified molecules after immunization of laboratory animals. The authors recommend the use of high performance liquid chromatography with protein A specific for Fc-legs of antibodies for the isolation and purification of antibodies. The obtained purified antibodies, in turn, are used to create affinity columns specific for the biomarker of interest. With their help, one can already repeatedly select target molecules from the material of organisms subjected to stress. If the concentration of the obtained protein allows, then it is possible to study its amino acid composition using one of the standard methods, for example, Edman sequencing. The authors also recommend supplementing the analysis of the studied molecules with one-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis according to Lemmley (ID SDS-PAGE) followed by Western blotting. The boundaries of the normal biomarker content are determined by Western blotting and / or ELISA using samples obtained from animals subjected to and not subject to stress. As an alternative, the known method proposes to determine the "normal" and "abnormal" concentration values from the published data. As a result, the studied samples (liquid homogenates of cells or tissues of organisms subjected to stress) are divided by the number of biomarkers used in the analysis and for each of them an analysis is carried out according to a well-developed standardized method suitable for laboratory analysis and for working in the field. The results are compared with previously defined normal limits.

К недостаткам данного способа следует отнести:The disadvantages of this method include:

- сложность, многоэтапность процедуры пробоподготовки и анализа; - complexity, multi-stage procedure for sample preparation and analysis;

- использование большого набора исследуемых молекул-биомаркеров;- the use of a large set of studied biomarker molecules;

- высокая трудоемкость и значительная отставленность получения во времени результатов, которые ограничивают возможности использования данного способа для проведения экспресс-мониторинговых исследований;- high complexity and a significant lag in obtaining results in time that limit the possibilities of using this method for conducting express monitoring studies;

- гибель тест-объекта, поскольку используется гомогенат всех тканей животного.- death of the test object, since the homogenate of all animal tissues is used.

Данный способ также отличается значительными экономическими затратами поскольку предусматривает содержание тест-объектов в контролируемых условиях, требующих отдельных аквариумов, а также использование дорогостоящих реактивов и оборудования (исходя из заявленного перечня в описании данного способа).This method also has significant economic costs because it involves the maintenance of test objects in controlled conditions requiring separate aquariums, as well as the use of expensive reagents and equipment (based on the list in the description of this method).

Задача настоящего изобретения - разработка способа биомониторинга на основе биоиндикации клеточных и гуморальных факторов гемолимфы моллюсков, обладающей достаточной чувствительностью к изменениям среды, упрощение и уменьшение трудоемкости способа проведения биомониторинга. The objective of the present invention is to develop a method of biomonitoring based on the bioindication of cellular and humoral factors of mollusk hemolymph, which is sufficiently sensitive to environmental changes, simplifying and reducing the complexity of the method of biomonitoring.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе оценки здоровья морских гидробионтов и состояния среды их обитания, включающем отбор морских гидробионтов, приготовление проб тканей, определение биомаркера и сравнение значений биомаркера животных, подверженных стрессу с животными не подверженных стрессу, согласно настоящему изобретению в роли морских гидробионтов берут двустворчатых моллюсков. В качестве исследуемой ткани используют гемолимфу, которую затем разделяют на плазму и гемоциты. В качестве биомаркера для оценки здоровья морских гидробионтов и состояния среды их обитания определяют фагоцитарную активность гемоцитов.The problem is solved in that in the known method for assessing the health of marine aquatic organisms and the state of their habitat, including the selection of marine aquatic organisms, preparing tissue samples, determining the biomarker and comparing the biomarker values of animals subject to stress with animals not subject to stress, according to the present invention in the role of marine hydrobionts take bivalve mollusks. As the test tissue, hemolymph is used, which is then divided into plasma and hemocytes. The phagocytic activity of hemocytes is determined as a biomarker for assessing the health of marine aquatic organisms and the state of their environment.

В предлагаемом техническом решении в качестве морских гидробионтов могут быть использованы прикрепленные и не прикрепленные двустворчатые моллюски, в частности приморский гребешок (Mizuhopecten yessoensis), мия аренария (Mya arenaria), модиолус курильский/длиннощетинистий (Modiolus kurilensis), тихоокеанская устрица (Crassostrea gigas) и различные виды мидий. Двустворчатые моллюски, являющиеся тест-объектами, используются непосредственно в день их вылова, т.е. не требуют специальных условий для их содержания, вследствие чего намного упрощается трудоемкость проведения биомониторинга и сокращается время на его проведение. In the proposed technical solution, attached and non-attached bivalve mollusks, in particular, scallop (Mizuhopecten yessoensis), mya arenaria (Mya arenaria), Kuril / Long-stemmed modiolus, and Pacific igreas (Pacific) various types of mussels. Bivalve mollusks, which are test objects, are used directly on the day of their catch, i.e. they do not require special conditions for their maintenance, as a result of which the laboriousness of biomonitoring is greatly simplified and the time spent on it is reduced.

Использование в качестве исследуемой ткани гемолимфы значительно увеличивает точность и чувствительность оценки состояния здоровья моллюска и среды его обитания. В связи с тем, что гемолимфа является защитно-транспортной разновидностью ткани внутренней среды, отвечающей за поддержание гомеостаза, обеспечение иммунной защиты и формирование физиологических адаптаций к изменениям, происходящих в окружающей среде. Взятие гемолимфы не требует уничтожения гидробионтов, упрощает пробоподготовку и исключает использование сложного дорогостоящего оборудования.The use of hemolymph as the test tissue significantly increases the accuracy and sensitivity of assessing the health status of the mollusk and its habitat. Due to the fact that hemolymph is a protective and transport type of tissue of the internal environment, responsible for maintaining homeostasis, providing immune defense and the formation of physiological adaptations to changes in the environment. Taking hemolymph does not require the destruction of hydrobionts, simplifies sample preparation and eliminates the use of sophisticated expensive equipment.

Отделение гемоцитов от плазмы гемолимфы позволяет вести оценку здоровья моллюсков на основе диагностики биомаркера, в качестве которого используют фагоцитарную активность гемоцитов. Клетки-фагоциты осуществляют поглощение и нейтрализацию внедрившихся чужеродных агентов путем их переваривания гидролитическими ферментами лизосом. Фагоцитоз как фундаментальная составляющая защитной функции является высокочувствительным показателем состояния здоровья живых организмов. Вследствие чего значительно повышается чувствительность заявленного способа. The separation of hemocytes from hemolymph plasma allows us to evaluate the health of mollusks based on the diagnosis of a biomarker, which uses the phagocytic activity of hemocytes. Phagocyte cells absorb and neutralize invading foreign agents by digesting them with hydrolytic enzymes of lysosomes. Phagocytosis as a fundamental component of the protective function is a highly sensitive indicator of the health status of living organisms. As a result, the sensitivity of the claimed method is significantly increased.

Для повышения уровня чувствительности и надежности способа оценки здоровья моллюсков и состояния среды их обитания предлагается дополнительно использовать в качестве биомаркера гемолитическую активность плазмы. Данная операция не требует дополнительного взятия материала, поскольку используется плазма, отделенная от клеток гемолимфы. Литические вещества (белки-лизины) осуществляют лизис (разрушение) чужеродных агентов (клеток, бактерий и др.). To increase the sensitivity and reliability of the method for assessing the health of mollusks and the state of their environment, it is proposed to additionally use hemolytic plasma activity as a biomarker. This operation does not require additional taking of material, since plasma is used, separated from hemolymph cells. Lytic substances (lysine proteins) carry out the lysis (destruction) of foreign agents (cells, bacteria, etc.).

Дополнительно предлагается использовать в качестве биомаркера концентрацию общего белка плазмы. В плазме постоянно содержатся в различной концентрации вещества: лектины (участвуют во всех взаимодействиях клетка-клетка, что проявляется в митогенетических, сигнальных, цитотоксических и прочих свойствах данных молекул, обеспечивают агглютинацию (склеивание) клеток и молекул), литические и антимикробные (оказывают бактериолитическое или подавляющее рост бактерий воздействие, проявляя бактериостатические свойства). От концентрации набора белков плазмы зависит эффективность реализации и обеспечения взаимодействия защитных реакций. В отличие от прототипа определяют содержание не определенного белка, а содержание общего белка в плазме. Вследствие чего нет необходимости проводить сложные манипуляции по их разделению, очистке на колонках и т.д. Это не только упрощает процесс проведения биомониторинга, сокращает время на его проведение. В конечном результате, это повышает чувствительность способа и точность оценки состояния здоровья двустворчатых моллюсков и состояния среды их обитания.Additionally, it is proposed to use the concentration of total plasma protein as a biomarker. The plasma is constantly contained in various concentrations of substances: lectins (participate in all cell-cell interactions, which is manifested in the mitogenetic, signaling, cytotoxic and other properties of these molecules, provide agglutination (gluing) of cells and molecules), lytic and antimicrobial (have bacteriolytic or inhibiting bacterial growth, exhibiting bacteriostatic properties). The effectiveness of the implementation and interaction of protective reactions depends on the concentration of a set of plasma proteins. Unlike the prototype, the content of a certain protein is not determined, but the total protein content in the plasma. As a result of which there is no need to carry out complex manipulations on their separation, cleaning on columns, etc. This not only simplifies the process of biomonitoring, reduces the time for its implementation. In the end result, this increases the sensitivity of the method and the accuracy of assessing the health status of bivalves and their habitat.

Использование в комплексе всех трех биомаркеров, сравнение их у животных, подверженных и не подверженных стрессу, позволяет достичь заявленного технического результата, а именно достаточной чувствительности к изменениям среды, упрощение и уменьшение трудоемкости способа проведения биомониторинга.The use of all three biomarkers in a complex, their comparison in animals prone and not prone to stress, allows to achieve the claimed technical result, namely, sufficient sensitivity to environmental changes, simplification and reduction of the complexity of the method of biomonitoring.

Способ биомониторинга осуществляют в несколько стадий:The biomonitoring method is carried out in several stages:

1 стадия - отбор морских гидробионтов - производят отлов тестируемых половозрелых особей двустворчатых моллюсков одинаковой возрастной категории, что определяется посредством измерения размера раковины, в импактной акватории и условно фоновой (чистой) акватории; Stage 1 - selection of marine aquatic organisms - they capture the tested sexually mature individuals of bivalves of the same age category, which is determined by measuring the size of the shell in the impact water area and conditionally background (clean) water area;

2 стадия - приготовление проб тканей, т.е. взятие гемолимфы - у каждого животного берут 2700 мкл гемолимфы с помощью шприца из гемального синуса заднего мускула-аддуктора. Для этого острие скальпеля располагают вдоль створок и, надавливая на него, приоткрывают слегка раковину моллюска;Stage 2 - preparation of tissue samples, i.e. taking hemolymph - from each animal, 2700 μl of hemolymph is taken with a syringe from the hemal sinus of the posterior adductor muscle. For this, the scalpel tip is placed along the valves and, pressing on it, slightly open the mollusk shell;

3 стадия - разделение гемолимфы на гемоциты и плазму - взятую гемолимфу переносят в пробирки на "ледяной бане" до момента отделения клеток от плазмы путем центрифугирования. Пробирки центрифугируют в течение 12 мин при 800g в рефрижераторной центрифуге при 15°C. После центрифугирования надосадочную жидкость, представляющую плазму, снимают и переносят в криопробирки, которые замораживают в жидком азоте при −195,8°С; образовавшийся осадок, содержащий гемоциты, используют для определения фагоцитарной активности (ФА). Stage 3 - separation of hemolymph into hemocytes and plasma - the taken hemolymph is transferred to test tubes in an "ice bath" until the cells are separated from the plasma by centrifugation. The tubes are centrifuged for 12 min at 800g in a refrigerated centrifuge at 15 ° C. After centrifugation, the supernatant representing the plasma is removed and transferred to cryovials, which are frozen in liquid nitrogen at −195.8 ° C; the resulting precipitate containing hemocytes is used to determine phagocytic activity (FA).

4 стадия определения биомаркера - ФА. Данная стадия осуществляется согласно общепринятым методам и включает три операции:Stage 4 determination of the biomarker - FA. This stage is carried out according to generally accepted methods and includes three operations:

а) приготовление клеточной суспензии гемоцитов - оставшийся осадок после отделения плазмы отмывают добавлением (с последующим ресуспендированием) 2700 мкл физиологической бескальциевой солевой среды (ФБСС) следующего состава: 436 мМ NaCl, 10 мМ KCl, 22 мМ Na2HPO4·7H2O, 16 мМ глюкоза, 12 мМ N-(2-гидроксиэтил) пиперазин-N′-2-этансульфокислота (HEPES), содержащей 0,045 М этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА). Аликвоту (10 мкл) полученной суспензии используют для подсчета в камере Горяева количества гемоцитов. Расчет концентрации проводят по известной формуле: количество клеток/мл = количество клеток над 1 большим квадратом*250*1000. Для получения первичной клеточной культуры клетки вновь центрифугируют при тех же условиях и ресуспендируют в 2700 мкл искусственной солевой среды (ИСС) с осмотичностью 1090 mOsM, содержащей 460 мМ NaCl; 9,4 мМ KCl; 48,3 мМ MgCl2·6H2O; 6 мМ NaHCO3; 10,8 мМ CaCl2·2H2O; 10 мМ HEPES;a) preparation of a cell suspension of hemocytes - the remaining precipitate after plasma separation is washed by adding (with subsequent resuspension) 2700 μl of physiological calcium-free salt medium (PBS) of the following composition: 436 mm NaCl, 10 mm KCl, 22 mm Na 2 HPO 4 · 7H 2 O, 16 mM glucose, 12 mM N- (2-hydroxyethyl) piperazine-N′-2-ethanesulfonic acid (HEPES) containing 0.045 M ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). An aliquot (10 μl) of the resulting suspension is used to count the number of hemocytes in the Goryaev’s chamber. The calculation of the concentration is carried out according to the well-known formula: the number of cells / ml = the number of cells over 1 large square * 250 * 1000. To obtain a primary cell culture, the cells are again centrifuged under the same conditions and resuspended in 2700 μl of artificial salt medium (ASC) with an osmosis of 1090 mOsM containing 460 mM NaCl; 9.4 mM KCl; 48.3 mM MgCl 2 · 6H 2 O; 6 mM NaHCO 3 ; 10.8 mM CaCl 2 · 2H 2 O; 10 mM HEPES;

б) проведение реакции in vitro фагоцитоза - для постановки реакции фагоцитоза по 50 мкл клеточной суспензии от каждого животного помещают в лунки черного 96-луночного планшета. Образцы инкубируют во влажной камере при 17°С в течение 40 мин для максимальной адгезии клеток к субстрату. В качестве биотических частиц для проведения in vitro реакции фагоцитоза используют инактивировированных нагреванием и окрашенных раствором флуоресцеина-5-изотиоцианата (ФИТЦ, MP Biomedicals) бактерий из расчета 15-20 клеток на 1 гемоцит. Через каждые 10 минут после добавления бактерий к клеткам в лунках в течение 3 часов производят тушение флуоресценции неинтернализованных бактерий путем отбора надосадочной жидкости из лунок, добавлением 50 мкл 0,1% раствора трипанового синего, приготовленном на ИСС, и инкубацией препаратов в течение 12 мин. Препараты отмывают, трижды чередуя отбор и добавление ИСС. Реакцию фагоцитоза останавливают через 1 ч 20 мин с момента добавления бактерий к клеткам фиксацией 50 мкл раствора 4% параформальдегида, приготовленном на ИСС, в течение 1 ч. Реакцию фагоцитоза ставят в трех параллельных повторах. b) the in vitro reaction of phagocytosis - to set the phagocytosis reaction, 50 μl of the cell suspension from each animal is placed in the wells of a black 96-well plate. Samples are incubated in a humid chamber at 17 ° C for 40 min for maximum cell adhesion to the substrate. As in vitro biotic particles, the phagocytosis reaction is performed using heat-inactivated and stained with a solution of fluorescein-5-isothiocyanate (FITC, MP Biomedicals) bacteria at the rate of 15-20 cells per 1 hemocyte. Every 10 minutes after adding bacteria to the cells in the wells for 3 hours, the fluorescence of non-internalized bacteria is quenched by selecting the supernatant from the wells, adding 50 μl of a 0.1% trypan blue solution prepared on ASC and incubating the preparations for 12 minutes. The drugs are washed three times alternating the selection and addition of ASC. The phagocytosis reaction is stopped after 1 h 20 min from the moment of adding bacteria to the cells by fixing 50 μl of a solution of 4% paraformaldehyde prepared on ASC for 1 h. The phagocytosis reaction is set in three parallel repeats.

в) оценка ФА - активность фагоцитов анализируют по интенсивности флуоресценции образцов в планшетах при помощи планшетного флуориметра с возбуждающим светофильтром 485 нм и поглощающим 535 нм. Результатом оценки является оптимальное время проведения реакции in vitro фагоцитоза, которое включает максимальное значение фагоцитарной активности. Данные выражают в условных единицах (усл.ед.). c) assessment of FA - the activity of phagocytes is analyzed by the fluorescence intensity of the samples in the tablets using a flatbed fluorimeter with an excitation light filter of 485 nm and an absorbing 535 nm. The result of the assessment is the optimal time for the in vitro reaction of phagocytosis, which includes the maximum value of phagocytic activity. Data are expressed in arbitrary units (conventional units).

5 стадия - определение биомаркера - гемолитической активности (ГА) плазмы. Данная стадия осуществляется согласно общепринятым методам и включает две операции:Stage 5 - determination of a biomarker - hemolytic activity (GA) of plasma. This stage is carried out according to generally accepted methods and includes two operations:

а) определение ГА - проводят гемолитическую реакцию, для чего предварительно отмывают донорские эритроциты (Эр) от консервирующего раствора изотоничной фосфатной буферной смесью (0,8% NaCl, 0,02% KCl, 10мM Na2HPO4-КH2PO4, pH 7,4) центрифугированием в течение 12 мин при 300g и 15°С до полного осветления надосадочной жидкости. Определение количества Эр в полученной суспензии производят подсчетом их в камере Горяева с дальнейшим разведением ее до концентрации 1,25×105 кл/мкл Трис-HCl буфером с pH 7,5 (ТБС) (10 мМ Трис-HCl, 150 мМ NaCl, 2 мМ CaCl2). В пробирки на 1,5 мл добавляют 50 мкл ранее замороженной плазмы, 50 мкл ТБС и 400 мкл суспензии Эр. Полученную ресуспендированную суспензию инкубируют в течение 1 ч, с периодическим встряхиванием на шейкере каждые 15 мин. Реакцию останавливают добавлением 1 мл ТБС1 (10 мМ трис HCl, 150 мМ NaCl, 30 мМ Na2ЭДТА), в состав которого входит хелатирующий агент, связывающий ионы Са2+, необходимые для активности большинства лизинов беспозвоночных. Центрифугируют в течение 12 мин при 800g и 15°С. Надосадочную жидкость разбавляют раствором ТБС2 (10 мМ Трис-HCl, 150 мМ NaCl) в 6 раз. Полученную суспензию переносят в спектрофотометрическую кювету и измеряют оптическую плотность при длине волны 514 нм в спектрофотометре. В каждой серии реакций проводят негативный контроль (спонтанный гемолиз Эр). Для этой цели в самом начале вместо плазмы в пробирки добавляют 50 мкл ТБС; позитивный контроль (полный лизис Эр) - вместо плазмы добавляют 50 мкл 1% раствора Triton X-100 на ТБС. a) determination of HA - a hemolytic reaction is carried out, for which donor erythrocytes (Er) are pre-washed from the preservation solution with an isotonic phosphate buffer mixture (0.8% NaCl, 0.02% KCl, 10mM Na2HPOfour-KH2POfour, pH 7.4) by centrifugation for 12 min at 300g and 15 ° C until the supernatant is completely clarified. The amount of Er in the resulting suspension is determined by counting them in the Goryaev chamber with its further dilution to a concentration of 1.25 × 105 cells / μl Tris-HCl buffer with pH 7.5 (TBS) (10 mm Tris-HCl, 150 mm NaCl, 2 mm CaCl2) 50 μl of previously frozen plasma, 50 μl of TBS and 400 μl of Er suspension are added to 1.5 ml tubes. The resulting resuspended suspension is incubated for 1 hour, with periodic shaking on a shaker every 15 minutes. The reaction is stopped by adding 1 ml of TBSone(10 mM Tris HCl, 150 mM NaCl, 30 mM Na2EDTA), which includes a chelating agent that binds Ca ions2+necessary for the activity of most invertebrate lysines. Centrifuged for 12 min at 800g and 15 ° C. The supernatant is diluted with TBS2(10 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl) 6 times. The resulting suspension is transferred to a spectrophotometric cell and the absorbance is measured at a wavelength of 514 nm in a spectrophotometer. In each series of reactions, a negative control is carried out (spontaneous hemolysis of Er). For this purpose, at the very beginning, instead of plasma, 50 μl TBS are added to the tubes; positive control (complete lysis of Er) - instead of plasma, add 50 μl of 1% Triton X-100 solution on TBS.

б) оценка ГА - показатель ГА выражают в процентах по формуле:b) GA score - GA score is expressed as a percentage according to the formula:

Показатель ГА = ((X-X0)/(X1-X0))*100%, гдеGA index = ((XX 0 ) / (X 1 -X 0 )) * 100%, where

Х - оптическая плотность раствора после инкубирования с плазмой,X is the optical density of the solution after incubation with plasma,

Х0 - оптическая плотность раствора в негативном контроле,X 0 is the optical density of the solution in the negative control,

Х1 - оптическая плотность раствора в позитивном контроле.X 1 is the optical density of the solution in the positive control.

6 стадия - определение биомаркера - концентрации общего белка плазмы - проводят с помощью UV-метода, основанного на способности ароматических радикалов, присутствующих, главным образом, в аминокислотах белков, поглощать свет с длиной волны 280 нм. Для этой цели 100 мкл плазмы вносят в кварцевую микрокювету (кат. № 046-25302-11) с длиной оптического пути 10 мм и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине световой волны 280 нм и коэффициенте абсорбции 0,667.Stage 6 - determination of the biomarker - the concentration of total plasma protein - is carried out using the UV method, based on the ability of aromatic radicals, present mainly in amino acids of proteins, to absorb light with a wavelength of 280 nm. For this purpose, 100 μl of plasma is added to a quartz microcuvette (cat. No. 046-25302-11) with an optical path length of 10 mm and the optical density is measured on a spectrophotometer at a light wavelength of 280 nm and an absorption coefficient of 0.667.

7 стадия - статистическую обработку полученных данных проводят при помощи пакета программ Microsoft Excel 2007 и Statistica 6.0. Тест Колмогорова-Смирнова показывает, что полученные значения подчиняются закону нормального распределения с уровнями значимости p > 0,05 для всех выборок; исходя из этого, дальнейший статистический анализ проводят при помощи параметрических критериев. Для проверки значимости гипотезы об отсутствии или наличия различий между исследуемыми выборками животных используют однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) и парный t-критерий. Данные представляются в виде средней ± доверительного интервала (ФА в усл.ед., ГА в %, концентрация общего белка в г/мл).Stage 7 - statistical processing of the obtained data is carried out using the software package Microsoft Excel 2007 and Statistica 6.0. The Kolmogorov-Smirnov test shows that the obtained values obey the law of normal distribution with significance levels p> 0.05 for all samples; based on this, further statistical analysis is carried out using parametric criteria. One-way analysis of variance (ANOVA) and paired t-test are used to test the significance of the hypothesis of the absence or presence of differences between the studied animal samples. Data are presented as the average ± confidence interval (FA in conventional units, GA in%, total protein concentration in g / ml).

8 стадия - анализ ФА гемоцитов, ГА и концентрации общего белка плазмы проводят сравнение биомаркеров у животных, подверженных стрессу, выловленных в исследуемой (импактной) акватории и животных не подверженных стрессу из условно фоновой акватории.Stage 8 - analysis of hemocyte FA, GA, and total plasma protein concentration compares biomarkers in stressed animals caught in the studied (impact) water area and animals not exposed to stress from the background water area.

Пример 1 Example 1

Вылавливают 30 экземпляров половозрелых особей двустворчатых моллюсков одинаковой возрастной категории модиолуса курильского/длиннощетинистого (Modiolus kurilensis) из условно фоновой акватории (акватории с уровнем концентрации химического вещества, характерного для районов, не подверженных непосредственному влиянию человеческой деятельности, и обусловленного деятельностью местных природных источников) - зал. Восток залива Петра Великого Японского моря. В данном районе располагается Государственный природный комплексный морской заказник «Залив Восток», хозяйственная деятельность человека незначительна, геохимические условия и содержание поллютантов в воде и грунте соответствуют условно фоновому уровню ([5], [1], [2]). Одновременно собирают животных из импактной акватории (акватории, расположенной возле точечного источника эмиссии поллютантов и подверженной действию локальной токсической нагрузки от этого источника) - Амурский залив (30 экз.). Согласно физико-химическому мониторингу акваторий Дальнего Востока Амурский залив, расположенный вблизи агломерации города Владивостока, не отвечает санитарно-эпидемиологическим нормам и естественным показателям среды по фенолам, нефтепродуктам, численности патогенных бактерий, в частности энтерококков, концентрациям кислорода, фосфора, тяжелых металлов, а также ряду других параметров, которые существенно варьируют из года в год ([5], [6], [3], [4]). Животных используют в эксперименте в день их вылова. 30 specimens of sexually mature bivalve mollusks of the same age category of the Kuril / Long-boiled Modiolus (Modiolus kurilensis) are caught from conditionally background water (an area with a concentration of a chemical that is characteristic of areas not directly affected by human activity and caused by local natural sources) - . East of Peter the Great Bay of the Sea of Japan. The Gulf of Vostok State Natural Complex Marine Sanctuary is located in this region, human economic activity is insignificant, geochemical conditions and pollutant content in water and soil correspond to a conditionally background level ([5], [1], [2]). At the same time, animals are collected from the impact water area (the water area located near a point source of pollutant emission and exposed to local toxic load from this source) - Amursky Bay (30 specimens). According to physical and chemical monitoring of the Far East, the Amur Bay, located near the agglomeration of the city of Vladivostok, does not meet sanitary and epidemiological standards and natural environmental indicators for phenols, petroleum products, the number of pathogenic bacteria, in particular enterococci, oxygen, phosphorus, heavy metals, and a number of other parameters that vary significantly from year to year ([5], [6], [3], [4]). Animals used in the experiment on the day of their capture.

У каждого животного берут 2700 мкл гемолимфы с помощью шприца из гемального синуса заднего мускула-аддуктора. From each animal, 2700 μl of hemolymph is taken with a syringe from the hemal sinus of the posterior adductor muscle.

Взятую гемолимфу разделяют на гемоциты и плазму методом центрифугирования в течение 12 мин при 800g в рефрижераторной центрифуге при 15°C. После центрифугирования плазму снимают и переносят в криопробирки, которые замораживают в жидком азоте при −195,8°С.The taken hemolymph is separated into hemocytes and plasma by centrifugation for 12 min at 800 g in a refrigerator centrifuge at 15 ° C. After centrifugation, the plasma is removed and transferred to cryovials, which are frozen in liquid nitrogen at −195.8 ° C.

Определяют фагоцитарную активность оставшегося осадка из клеток, для чего клеточную суспензию, приготовленную после отмывки гемоцитов, помещают в лунки черного 96-луночного планшета. Образцы инкубируют во влажной камере при 17°С в течение 40 мин для максимальной адгезии клеток к субстрату. Проводят реакцию in vitro фагоцитоза. Активность фагоцитов оценивают по интенсивности флуоресценции образцов в планшетах при помощи планшетного флуориметра. The phagocytic activity of the remaining pellet from the cells is determined, for which a cell suspension prepared after washing the hemocytes is placed in the wells of a black 96-well plate. Samples are incubated in a humid chamber at 17 ° C for 40 min for maximum cell adhesion to the substrate. An in vitro phagocytosis reaction is performed. The activity of phagocytes is evaluated by the fluorescence intensity of the samples in the tablets using a plate fluorimeter.

ФА модиолуса курильского из импактной акватории 9000 ± 2000 усл. ед. FA modiolus of the Kuril from the impact area of 9000 ± 2000 conv. units

ФА модиолуса курильского из условно фоновой акватории 17400 ± 3700 усл. ед.FA of the Kurilsky modiolus from the conditionally background water area of 17,400 ± 3,700 conv. units

Пример 2Example 2

Осуществляют аналогично примеру 1. Только проводят дополнительное определение биомаркеров ГА и концентрации общего белка плазмы. Carried out analogously to example 1. Only conduct an additional determination of GA biomarkers and the concentration of total plasma protein.

Для определения ГА берут 50 мкл ранее замороженной плазмы, смешивают с 50 мкл ТБС и 400 мкл суспензии Эр. Полученную ресуспендированную суспензию инкубируют в течение 1 ч с периодическим встряхиванием на шейкере каждые 15 мин. Реакцию останавливают добавлением 1 мл ТБС1. Центрифугируют в течение 12 мин при 800g и 15°С. Надосадочную жидкость разбавляют раствором ТБС2 в 6 раз. Полученную суспензию переносят в спектрофотометрическую кювету и измеряют оптическую плотность при длине волны 514 нм в спектрофотометре.To determine the HA, 50 μl of previously frozen plasma are taken, mixed with 50 μl of TBS and 400 μl of Er suspension. The resulting resuspended suspension is incubated for 1 hour with periodic shaking on a shaker every 15 minutes. The reaction is stopped by adding 1 ml of TBSone. Centrifuged for 12 min at 800g and 15 ° C. The supernatant is diluted with TBS26 times. The resulting suspension is transferred to a spectrophotometric cell and the absorbance is measured at a wavelength of 514 nm in a spectrophotometer.

ГА модиолуса курильского из импактной акватории 20,7 ± 10,3 %. GA of the Kuril modiolus from the impact water area 20.7 ± 10.3%.

ГА модиолуса курильского из условно фоновой акватории 31,1 ± 10,6 %.GA of the Kuril modiolus from the conditionally background water area is 31.1 ± 10.6%.

Определение концентрации общего белка плазмы производят с помощью UV-метода, для чего 100 мкл плазмы вносят в кварцевую микрокювету (кат. № 046-25302-11) с длиной оптического пути 10 мм и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине световой волны 280 нм и коэффициенте абсорбции 0,667. The concentration of total plasma protein is determined using the UV method, for which 100 μl of plasma is added to a quartz microcuvette (cat. No. 046-25302-11) with an optical path length of 10 mm and the optical density is measured on a spectrophotometer at a light wavelength of 280 nm and the absorption coefficient of 0.667.

Концентрация общего белка плазмы модиолуса курильского из импактной акватории 0,87 ± 0,09 г/мл.The concentration of total plasma protein of the Kuril modiolus from the impact water area is 0.87 ± 0.09 g / ml.

Концентрация общего белка плазмы модиолуса курильского из условно фоновой акватории 1,03 ± 0,07 г/мл.The concentration of total plasma protein of the Kuril modiolus from the conditionally background water area is 1.03 ± 0.07 g / ml.

Пример 3Example 3

Осуществляют аналогично примеру 1 и 2, только в качестве двустворчатого моллюска берут приморского гребешка (Mizuhopecten yessoensis). Carried out analogously to examples 1 and 2, only as a bivalve mollusk take the scallop (Mizuhopecten yessoensis).

ФА приморского гребешка из импактной акватории 9000 ± 2000 усл. ед. FA of the scallop from the impact area 9000 ± 2000 conv. units

ФА приморского гребешка из условно фоновой акватории 13400 ± 4000 усл. ед.FA of the scallop from the conditionally background water area of 13400 ± 4000 conv. units

ГА приморского гребешка из импактной акватории 12,8 ± 7,5 %.GA of the coastal scallop from the impact water area 12.8 ± 7.5%.

ГА приморского гребешка из условно фоновой акватории 19,7 ± 10,9 %.GA of the scallop from the conditionally background water area is 19.7 ± 10.9%.

Концентрация общего белка плазмы приморского гребешка из импактной акватории 0,6 ± 0,1 г/мл.The concentration of total plasma protein of the coastal scallop from the impact water area is 0.6 ± 0.1 g / ml.

Концентрация общего белка плазмы приморского гребешка из условно фоновой акватории 0,9 ± 0,10 г/мл.The concentration of total plasma protein of the coastal scallop from the conditionally background water area is 0.9 ± 0.10 g / ml.

Пример 4Example 4

Осуществляют аналогично примеру 1 и 2, только в качестве двустворчатого моллюска берут мию аренарию (Mya arenaria).Carried out analogously to examples 1 and 2, only as a bivalve mollusk they take mya arenaria (Mya arenaria).

ФА мии аренарии из импактной акватории 13000 ± 3000 усл. ед.FA missions of the arenaria from the impact water area 13000 ± 3000 conv. units

ФА мии аренарии из условно фоновой акватории 19500 ± 4000 усл. ед.FA missions of the arenaria from the conditionally background water area 19500 ± 4000 conv. units

ГА мии аренарии из импактной акватории 32,7 ± 6,8 %.GA of the arenaria from the impact water area 32.7 ± 6.8%.

ГА мии аренарии из условно фоновой акватории 46,2 ± 9,6 %.GA missions of arenaria from the conditionally background water area 46.2 ± 9.6%.

Концентрация общего белка плазмы мии аренарии из импактной акватории 1,26 ± 0,17 г/мл.The concentration of the total plasma protein of the arenaria mission from the impact water area is 1.26 ± 0.17 g / ml.

Концентрация общего белка плазмы мии аренарии из условно фоновой акватории 1,78 ± 0,07 г/мл.The concentration of the total plasma protein of the arenaria mission from the conditionally background water area is 1.78 ± 0.07 g / ml.

Пример 5 Example 5

Осуществляют аналогично примеру 1 и 2, только в качестве двустворчатого моллюска берут мидию гигантскую/Грея (Crenomytilus graynus).Carried out analogously to examples 1 and 2, only as a bivalve mollusk take a giant mussel / Gray (Crenomytilus graynus).

ФА мидии гигантской из импактной акватории 9300 ± 4100 усл. ед.FA of mussel giant from the impact water area 9300 ± 4100 conv. units

ФА мидии гигантской из условно фоновой акватории 18600 ± 3300 усл. ед. FA of mussel giant from the conditionally background water area 18600 ± 3300 srvc. units

ГА мидии гигантской из импактной акватории 62,9 ± 9,4 %.The giant mussels from the impact water area are 62.9 ± 9.4%.

ГА мидии гигантской из условно фоновой акватории 96,7 ± 27,3 %.GA of mussel giant from conditionally background water area 96.7 ± 27.3%.

Концентрация общего белка плазмы мидии гигантской из импактной акватории 1,9 ± 0,1 г/мл.The concentration of the total plasma protein of the giant mussel from the impact water area is 1.9 ± 0.1 g / ml.

Концентрация общего белка плазмы мидии гигантской из условно фоновой акватории 3,45 ± 0,57 г/мл.The concentration of the total plasma protein of the giant mussel from the conditionally background water area is 3.45 ± 0.57 g / ml.

Анализ фагоцитарной активности модиолусов показал, что животные из импактной акватории имеют достоверно более низкие значения средней фагоцитарной активности (9000 ± 2000 усл. ед.) по сравнению с таковыми из условно фоновой акватории (17400 ± 3700 усл. ед.). Примененный t-критерий подтвердил достоверность различий (p > 0,05) (Пример 1). Сравнительный анализ гемолитической активности и общей концентрации белка плазмы M. kurilensis из условно фоновой и импактной акваторий показал достоверное снижение таковых у животных из импактной - Амурского залива (p < 0,05). Гемолитическая активность плазмы модиолусов из импактной акватории достигала 20,7 ± 10,3 %, концентрация общего белка 0,87 ± 0,09 г/мл, тогда как значения этих же параметров у животных условно фоновой акватории составили 31,1 ± 10,6 % и 1,03 ± 0,07 г/мл (Пример 2).An analysis of the phagocytic activity of modioli showed that animals from the impact water area have significantly lower values of the average phagocytic activity (9000 ± 2000 conventional units) compared with those from the conventionally background water area (17400 ± 3700 conventional units). The applied t-test confirmed the significance of differences (p> 0.05) (Example 1). A comparative analysis of the hemolytic activity and total plasma protein concentration of M. kurilensis from conditionally background and impact water areas showed a significant decrease in those in animals from the impact - Amursky Bay (p <0.05). The hemolytic activity of plasma of modioluses from the impact water area reached 20.7 ± 10.3%, the concentration of the total protein was 0.87 ± 0.09 g / ml, while the values of the same parameters in animals of the conditionally background water area were 31.1 ± 10.6 % and 1.03 ± 0.07 g / ml (Example 2).

Сравнительный анализ фагоцитарной активности гемоцитов приморского гребешка выявил достоверное снижение таковой у животных из импактной акватории (8500 ± 3200 усл. ед.). Среднее значение фагоцитарной активности моллюсков из зал. Восток составило 13400 ± 4000 усл. ед. Концентрация общего белка составила 0,9 ± 0,10 г/мл, а гемолитическая активность 19,7 ± 10,9 %; из Амурского залива - 0,6 ± 0,1 г/мл и 12,8 ± 7,5 %. Примененный t-критерий подтвердил достоверность различий (p > 0,05) (Пример 3).A comparative analysis of the phagocytic activity of hemocytes in the scallop revealed a significant decrease in such in animals from the impact water area (8500 ± 3200 conventional units). The average phagocytic activity of mollusks from the hall. East was 13400 ± 4000 conv. units The concentration of total protein was 0.9 ± 0.10 g / ml, and hemolytic activity of 19.7 ± 10.9%; from the Amur Bay - 0.6 ± 0.1 g / ml and 12.8 ± 7.5%. Applied t-test confirmed the significance of differences (p> 0.05) (Example 3).

Сравнительный анализ фагоцитарной активности гемоцитов мии аренарии выявил различие таковой у животных из импактной (13000 ± 3000 усл. ед.) и условно фоновой (19500 ± 4000 усл. ед.) акваторий. Также у моллюсков из импактной акватории наблюдалось снижение концентрации общего белка 1,26 ± 0,17 г/мл и гемолитической активности - 32,7 ± 6,8 %, тогда как из зал. Восток эти же параметры были соответственно 1,78 ± 0,07 г/мл и 46,2 ± 9,6 %. Примененный t-критерий подтвердил достоверность различий (p > 0,05) (Пример 4).A comparative analysis of the phagocytic activity of hemocytes of the myria arenaria revealed a difference in animals from impact (13000 ± 3000 conventional units) and conditionally background (19500 ± 4000 conventional units) waters. Also, mollusks from the impact water area showed a decrease in the concentration of total protein 1.26 ± 0.17 g / ml and hemolytic activity - 32.7 ± 6.8%, whereas from the hall. East, the same parameters were 1.78 ± 0.07 g / ml and 46.2 ± 9.6%, respectively. Applied t-test confirmed the significance of differences (p> 0.05) (Example 4).

Среднее значение фагоцитарной активности мидии гигантской из условно фоновой акватории составило 18600 ± 3300 усл. ед. Сравнительный анализ фагоцитарной активности гемоцитов выявил снижение таковой у моллюсков из импактной акватории (9300 ± 4100 усл. ед.). Концентрация общего белка у мидии из зал. Восток составила 3,45 ± 0,57 г/мл, а гемолитическая активность 96,7 ± 27,3 %, из Амурского залива - 1,9 ± 0,1 г/мл и 62,9 ± 9,4 %. Примененный t-критерий подтвердил достоверность различий (p > 0,05) (Пример 5).The average phagocytic activity of the giant mussel from the conditionally background water area was 18600 ± 3300 conv. units A comparative analysis of the phagocytic activity of hemocytes revealed a decrease in such in mollusks from the impact water area (9300 ± 4100 conventional units). The concentration of total protein in mussels from the hall. East was 3.45 ± 0.57 g / ml, and hemolytic activity was 96.7 ± 27.3%, from the Amur Bay - 1.9 ± 0.1 g / ml and 62.9 ± 9.4%. Applied t-test confirmed the significance of differences (p> 0.05) (Example 5).

Как видно из примеров 1-4 средние значения ФА гемоцитов, ГА и концентрации общего белка плазмы достоверно снижены у двустворчатых моллюсков из импактной акватории по сравнению с выборкой из условно фоновой акватории, что наглядно можно видеть из фиг. 1, 2, 3.As can be seen from examples 1-4, the average values of hemocyte FA, GA and total plasma protein concentrations were significantly reduced in bivalves from the impact water area compared to a sample from the conditionally background water area, which can be clearly seen from FIG. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлены сравнительные средние значения фагоцитарной активности (ФА) гемоцитов ± доверительный интервал для двустворчатых моллюсков из условно фоновой акватории (столбики светло-серого цвета) и импактной акваторий (столбики темно-серого цвета), где 1 - модиолус курильский, 2 - приморский гребешок, 3 - мия аренария, 4 - мидия гигантская.In FIG. Figure 1 shows the comparative average values of the phagocytic activity (FA) of hemocytes ± the confidence interval for bivalves from conditionally background water (light gray columns) and impact water (dark gray columns), where 1 is the Kuril modiolus, 2 is the scallop, 3 - mia arenaria, 4 - giant mussel.

На фиг. 2 представлены сравнительные средние значения гемолитической активности (ГА) плазмы ± доверительный интервал для двустворчатых моллюсков из условно фоновой акватории (столбики светло-серого цвета) и импактной акваторий (столбики темно-серого цвета), где 1 - модиолус курильский, 2 - приморский гребешок, 3 - мия аренария, 4 - мидия гигантская.In FIG. 2 shows comparative average values of hemolytic activity (GA) of the plasma ± confidence interval for bivalves from conventionally background water (light gray columns) and impact water (dark gray columns), where 1 is the Kuril modiolus, 2 is the scallop, 3 - mia arenaria, 4 - giant mussel.

На фиг. 3 представлены сравнительные средние значения концентрации общего белка плазмы ± доверительный интервал для двустворчатых моллюсков из условно фоновой акватории (столбики светло-серого цвета) и импактной акваторий (столбики темно-серого цвета), где 1 - модиолус курильский, 2 - приморский гребешок, 3 - мия аренария, 4 - мидия гигантская.In FIG. Figure 3 presents comparative average values of the concentration of total plasma protein ± confidence interval for bivalves from conventionally background water (light gray columns) and impact water (dark gray columns), where 1 is Kuril modiolus, 2 is the scallop, 3 is mia arenaria, 4 - giant mussel.

Полученные данные указывают на то, что разработанный способ оценки здоровья морских двустворчатых моллюсков и состояния среды их обитания обладает высокой чувствительностью и может быть реализован на основе имеющейся отечественной или зарубежной техники с использованием простого набора инструментов и реактивов, что упрощает и уменьшает трудоемкость способа проведения биомониторинга. Предложенный способ позволяет отслеживать влияние не только антропогенных, но и естественных текущих изменений природных факторов на морские организмы, регистрируя кумулятивный эффект их действия в реальных полевых условиях. При этом оцениваются изменения на различных уровнях организации живых организмов: клеточном и молекулярном. Способ работает, даже если определять только ФА, поскольку фагоцитоз является врожденным механизмом защитной реакции организма при вторжении чужеродных агентов.The data obtained indicate that the developed method for assessing the health of marine bivalves and the state of their habitat is highly sensitive and can be implemented on the basis of existing domestic or foreign equipment using a simple set of tools and reagents, which simplifies and reduces the complexity of the method of biomonitoring. The proposed method allows you to track the influence of not only anthropogenic, but also the natural current changes of natural factors on marine organisms, recording the cumulative effect of their action in real field conditions. At the same time, changes at various levels of organization of living organisms are evaluated: cellular and molecular. The method works, even if only FA is determined, since phagocytosis is an innate mechanism of the body's defensive reaction during the invasion of foreign agents.

Источники информацииInformation sources

1. Галышева Ю.А., Христофорова Н.К., Чернова Е.Н. и др. Некоторые экологические параметры водной среды и донных отложений бухты Киевка Японского моря // Изв. ТИНРО. 2008. Т. 154. С. 114-124. 1. Galysheva Yu.A., Khristoforova N.K., Chernova E.N. et al. Some ecological parameters of the aquatic environment and bottom sediments of Kievka Bay, Sea of Japan, Izv. TINRO. 2008.V. 154.P. 114-124.

2. Журавель Е.В., Христофорова Н.К., Дроздовская О.А. и др. Оценка состояния вод залива Восток (залив Петра Великого, Японское море) по гидрохимическим и микробиологическим показателям // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14, № 1. С. 2325-2329. 2. Zhuravel EV, Khristoforova NK, Drozdovskaya OA et al. Assessment of the state of the waters of Vostok Bay (Peter the Great Bay, Sea of Japan) by hydrochemical and microbiological indicators // Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2012.V. 14, No. 1. S. 2325-2329.

3. Коршенко А.Н., Матвейчук И.Г., Плотникова Т.И. и др. Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям (Японское море) за 2009 год. Владивосток: ПУГМС. 2010. 28 с.3. Korshenko A.N., Matveychuk I.G., Plotnikova T.I. et al. Yearbook of seawater quality by hydrochemical indicators (Sea of Japan) for 2009. Vladivostok: PUGMS. 2010.28 p.

4. Маркина Ж.В., Журавель Е.В., Айздайчер Н.А. Оценка состояния вод залива Петра Великого (Японское море) на основе гидрохимических показателей и анализа роста и содержания хлорофилла А микроводоросли Phaeodactylum tricornutum // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2011. Т. 13, № 1. С. 1460-1463.4. Markina Zh.V., Zhuravel E.V., Aizdaycher N.A. Assessment of the state of the waters of Peter the Great Bay (Sea of Japan) based on hydrochemical indicators and analysis of the growth and content of chlorophyll A of the microalgae Phaeodactylum tricornutum // Izv. Samar. scientific center of Ros. Acad. sciences. 2011.Vol. 13, No. 1. S. 1460-1463.

5. Наумов Ю.А. Антропогенез и экологическое состояние геосистемы прибрежно-шельфовой зоны залива Петра Великого Японского моря. Владивосток: Дальнаука. 2006. 300 с.5. Naumov Yu.A. Anthropogenesis and ecological state of the geosystem of the coastal-shelf zone of Peter the Great Bay of the Sea of Japan. Vladivostok: Dalnauka. 2006.300 s.

6. Нигматулина Л.В. Оценка антропогенной нагрузки береговых источников на Амурский залив (Японское море) // Вестн. ДВО РАН. 2007. № 1. С. 73-76.6. Nigmatulin L.V. Estimation of the anthropogenic load of coastal sources on the Amur Bay (Sea of Japan) // Tomsk State University Journal. FEB RAS. 2007. No. 1. S. 73-76.

Claims (3)

1. Способ оценки здоровья морских гидробионтов и состояния среды их обитания, включающий отбор морских гидробионтов, приготовление проб тканей, определение биомаркера и сравнение биомаркера животных, подверженных стрессу с животными не подверженными стрессу, отличающийся тем, что в качестве морских гидробионтов используют двустворчатых моллюсков, в качестве исследуемой ткани берут их гемолимфу, которую затем разделяют на плазму и гемоциты, а в качестве биомаркера определяют фагоцитарную активность гемоцитов. 1. A method for assessing the health of marine aquatic organisms and the state of their habitat, including the selection of marine aquatic organisms, preparing tissue samples, determining the biomarker and comparing the biomarker of animals subject to stress with animals not subject to stress, characterized in that bivalve mollusks are used as marine aquatic organisms, as the test tissue, their hemolymph is taken, which is then divided into plasma and hemocytes, and the phagocytic activity of hemocytes is determined as a biomarker. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного биомаркера ведут определение гемолитической активности плазмы. 2. The method according to claim 1, characterized in that as an additional biomarker, hemolytic activity of the plasma is determined. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного биомаркера ведут определение концентрации общего белка в плазме. 3. The method according to claim 1, characterized in that as an additional biomarker, the concentration of total protein in plasma is determined.
RU2014150448/15A 2014-12-15 2014-12-15 Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat RU2571817C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150448/15A RU2571817C1 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150448/15A RU2571817C1 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571817C1 true RU2571817C1 (en) 2015-12-20

Family

ID=54871494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014150448/15A RU2571817C1 (en) 2014-12-15 2014-12-15 Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571817C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002022859A2 (en) * 2000-09-15 2002-03-21 Envirtue Biotechnologies, Inc. Assessment of ecosystem health by evaluating multiple biomarkers in a nonhuman organism
RU2441215C1 (en) * 2010-06-23 2012-01-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method of determining radioactive contamination of water bodies

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002022859A2 (en) * 2000-09-15 2002-03-21 Envirtue Biotechnologies, Inc. Assessment of ecosystem health by evaluating multiple biomarkers in a nonhuman organism
RU2441215C1 (en) * 2010-06-23 2012-01-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method of determining radioactive contamination of water bodies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОСТЫЛЕВ Э.Ф и др. "Оценка качества морской среды с использованием биомаркеров у мидий"// Украинский научный центр экологии моря Минэкоресурсов Украины, 03.07.2001 [найдено 05.08.2015 из Интернет на сайте http://www.ecologylife.ru/ekologiya-chernogo-morya-2001/otsenka-kachestva-morskoy-sredyi.html]. MOOR M.N. et al. Lysosomal and lysosomal responses in Littorina littorea: further investigations of invironmental effects in the vicinity of the Sullomon Voe Oil Terminal and effects of experimental exposure to phenantherene.// In: Oceanic Processes in &Igrave;arine Pollution-Biological process and Waste in the ocean, 1986, Vol.1.P.86-96. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Effects of dietary heavy metals on the immune and antioxidant systems of Galleria mellonella larvae
Pinsino et al. Sea urchin immune cells as sentinels of environmental stress
Deblois et al. Microcystin accumulation in liver and muscle of tilapia in two large Brazilian hydroelectric reservoirs
Uthicke et al. Effects of elevated p CO 2 and the effect of parent acclimation on development in the tropical Pacific sea urchin Echinometra mathaei
Rocha et al. Do microplastics affect the zoanthid Zoanthus sociatus?
Zi et al. Cyanobacteria blooms induce embryonic heart failure in an endangered fish species
Dubovskiy et al. The effects of dietary nickel on the detoxification enzymes, innate immunity and resistance to the fungus Beauveria bassiana in the larvae of the greater wax moth Galleria mellonella
Ferrão-Filho et al. A rapid bioassay for detecting saxitoxins using a Daphnia acute toxicity test
Munari et al. Combined effects of temperature and salinity on functional responses of haemocytes and survival in air of the clam Ruditapes philippinarum
Ghaffar et al. Arsenic and urea in combination alters the hematology, biochemistry and protoplasm in exposed rahu fish (Labeo rohita)(Hamilton, 1822)
Borowska et al. Effects of heavy metals on insect immunocompetent cells
Dubey et al. Toxoplasmosis in captive dolphins (Tursiops truncatus) and walrus (Odobenus rosmarus)
Smolowitz A review of current state of knowledge concerning Perkinsus marinus effects on Crassostrea virginica (Gmelin)(the eastern oyster)
Freitas et al. Acute and chronic effects of sodium and potassium on the tropical freshwater cladoceran Pseudosida ramosa
Richards et al. Production of calcium-binding proteins in Crassostrea virginica in response to increased environmental CO2 concentration
Ragg et al. The effects of aragonite saturation state on hatchery-reared larvae of the Greenshell mussel Perna canaliculus
Norman-Boudreau et al. A simple technique for detection of feeding in newly metamorphosed abalone
Khanaychenko et al. Grazing and feeding selectivity of Oithona davisae in the Black Sea: importance of cryptophytes
Weng et al. Hemocytes of bivalve mollusks as cellular models in toxicological studies of metals and metal-based nanomaterials
De Rijcke et al. Toxic dinoflagellates and Vibrio spp. act independently in bivalve larvae
Park et al. Grazers modify the dinoflagellate relationship between toxin production and cell growth
Berezina et al. Biomarkers in bivalve mollusks and amphipods for assessment of effects linked to cyanobacteria and elodea: Mesocosm study
RU2571817C1 (en) Method of assessment of health of marine bivalved molluscs and condition of their habitat
Ray Levels of toxicity screening of environmental chemicals using aquatic invertebrates—A review
Kern et al. Plasticity of protective mechanisms only partially explains interactive effects of temperature and UVR on upper thermal limits