Снижение жизнеспособности и изменение соотношения полов у потомства Danio rerio в результате воздействия 2,2',5,5'-тетрахлорбифенила (ПХБ 52) на производителей в преднерестовый период

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты воздействия 2,2',5,5'-тетрахлорбифенила (ПХБ 52) на организм пресноводных рыб Danio rerio (Hamilton, 1822) в период, предшествующий их нересту. В ходе эксперимента установлено, что воздействие ПХБ 52 и на самцов, и на самок приводит к повышенной гибели потомства на ранних стадиях развития. Она заметно преобладала в группах потомства, у которых вредному воздействию подвергались только родители–самцы. Существенными оказались и смещения соотношения полов в группах среди выжившего потомства с преобладанием самок, по сравнению с контролем. Этот эффект был более выраженным в группах потомства, у которых были экспонированы только родители–самки. После измерения концентраций ПХБ 52 у родительских особей методом газовой хромато-масс-спектрометрии было установлено, что содержание ПХБ 52 у самок почти в 2 раза превышало таковое у самцов. Сделано заключение, что снижение жизнеспособности и дисбаланс соотношения самцов полов в потомстве имеют выраженную половую зависимость при воздействии ПХБ 52 на организм родительских особей.

Об авторах

Д. А. Коцур

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск

Ю. И. Варакина

Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск

Т. Ю. Сорокина

Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск

А. С. Аксенов

Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск

А. П. Новоселов

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук

Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск

В. П. Чащин

Северный (Арктический) Федеральный университет им. М.В. Ломоносова; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова; Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья Федеральной службы по защите прав потребителей и благополучию человека

Email: mitia.kotsur@yandex.ru
Россия, Архангельск; Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Воскобойников Ю.Е . 2005. Эконометрика в Excel: учебное пособие. Новосибирск: Новосиб. гос. арх.-стр. ун-т.
  2. Коцур Д.А., Сорокина Т.Ю., Аксe нов А.С., Чащин В.П. 2023. Danio rerio как модель изучения репродуктивных рисков, связанных с воздействием полихлорированных бифенилов на людей (систематический обзор) // Экология человека. Т. 30. № 4. С. 245. https://doi.org/10.17816/humeco321190
  3. Яглова Н.В., Яглов В.В. 2012. Эндокринные дизрапторы – новое направление исследований в эндокринологии // Вестн. Российской академии медицинских наук. Т. 67. № 3. C. 56. https://doi.org/10.15690/vramn.v67i3.186
  4. Alfonso S., Blanc M., Joassard L. et al. 2019. Examining multi- and transgenerational behavioral and molecular alterations resulting from parental exposure to an environmental PCB and PBDE mixture // Aquat. Toxicol. V. 208. P. 29. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.12.021
  5. Berg V., Lyche J.L., Karlsson C. et al. 2011. Accumulation and effects of natural mixtures of persistent organic pollutants (POP) in zebrafish after two generations of exposure // J. Toxicol. Environ. Health. Part A. V. 74. № 7–9. P. 407. https://doi.org/10.1080/15287394.2011.550455
  6. Bonde J.P., Toft G., Rylander L. et al. 2008. Fertility and markers of male reproductive function in Inuit and European populations spanning large contrasts in blood levels of persistent organochlorines // Environ. Health Perspect. V. 116. P. 269. https://doi.org/10.1289/ehp.10700
  7. Brion F., Tyler C.R., Palazzi X. et al. 2004. Impacts of 17beta-estradiol, including environmentally relevant concentrations, on reproduction after exposure during embryo-, larval-, juvenile- and adult-life stages in zebrafish ( Danio rerio ) // Aquat. Toxicol. V. 68. P. 193. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2004.01.022
  8. Broding H.C., Schettgen T., Hillert A. et al. 2008. Subjective complaints in persons under chronic low-dose exposure to lower polychlorinated biphenyls (PCBs) // Int. J. Hyg. Environ. Health. V. 211. № 5–6. P. 648. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2008.02.001
  9. Daouk T., Larcher T., Roupsard F. et al. 2011. Long-term food-exposure of zebrafish to PCB mixtures mimicking some environmental situations induces ovary pathology and impairs reproduction ability // Aquat. Toxicol. V. 105. № 3–4. P. 270. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2011.06.021
  10. Erickson M.D., Kaley II R.G. 2011. Applications of polychlorinated biphenyls // Environ. Sci. Pollut. Res. V. 18. № 2. P. 135. https://doi.org/10.1007/s11356-010-0392-1
  11. German A.V., Mamontov A.A., Mamontova E.A. 2023. Polychlorinated biphenyls in the bream Abramis brama from the Volga Reach of the Rybinsk Reservoir: effect of fish age and assessment of risk to human health // Inland Water Biol. V. 16. P. 377. https://doi.org/10.1134/S1995082923020074
  12. Grandjean P., Gronlund C., Kjaer I.M. et al. 2012. Reproductive hormone profile and pubertal development in 14-year-old boys prenatally exposed to polychlorinated biphenyls // Reprod. Toxicol. V. 34. P. 498. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2012.07.005
  13. Harper C., Lawrence C. 2011. The Laboratory Zebrafish // CRC Press. ISBN: 9780429150159. https://doi.org/10.1201/b13588
  14. He Q.L ., Zhang L ., Liu S.Z . 2021. Effects of polychlorinated biphenyls on animal reproductive systems and epigenetic modifications // Bull. Environ. Contam. Toxicol. V. 107. № 3. P. 398. https://doi.org/10.1007/s00128-021-03285-6
  15. Kossack M.E., Draper B.W. 2019. Genetic regulation of sex determination and maintenance in zebrafish ( Danio rerio ) // Curr. Top. Dev. Biol. V. 134. P. 119. https://doi.org/10.1016/bs.ctdb.2019.02.004
  16. Kraugerud M., Doughty R.W., Lyche J.L. et al. 2012. Natural mixtures of persistent organic pollutants (POPs) suppress ovarian follicle development, liver vitellogenin immunostaining and hepatocyte proliferation in female zebrafish ( Danio rerio ) // Aquat. Toxicol. V. 116. P. 16. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2012.02.031
  17. Lakhmanov D., Varakina Yu., Aksenov A. et al. 2020. Persistent organic pollutants (POPs) in fish consumed by the indigenous peoples from Nenets Autonomous Okrug // Environments. V. 7. № 1. e3. https://doi.org/10.3390/environments7010003
  18. Liu Y., Wang X.N., Wang J. et al. 2016. Graphene oxide attenuates the cytotoxicity and mutagenicity of PCB 52 via activation of genuine autophagy // Environ. Sci. Technol. V. 50. № 6. P. 3154. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b03895
  19. Loomis D., Browning S.R., Schenck A.P. et al. 1997. Cancer mortality among electric utility workers exposed to polychlorinated biphenyls // Occup. Environ. Med. V. 54. P. 720. http://dx.doi.org/10.1136/oem.54.10.720
  20. Ludewig G., Robertson L.W. 2013. Polychlorinated biphenyls (PCBs) as initiating agents in hepatocellular carcinoma // Cancer Lett. V. 334. № 1. P. 46. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2012.11.041
  21. Lyche J.L., Nourizadeh-Lillabadi R., Almaas C. et al. 2010. Natural mixtures of persistent organic pollutants (pop) increase weight gain, advance puberty, and induce changes in gene expression associated with steroid hormones and obesity in female zebrafish // J. Toxicol. Environ. Health. Part A. V. 73. № 15. P. 1032. https://doi.org/10.1080/15287394.2010.481618
  22. Mills S.A. 3 rd , Thal D.I., Barney J. 2007. A summary of the 209 PCB congener nomenclature // Chemosphere. V. 68. № 9. P. 1603. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.03.052
  23. Moser G.A., McLachlan M.S. 2001. The influence of dietary concentration on the absorption and excretion of persistent lipophilic organic pollutants in the human intestinal tract // Chemosphere. V. 45. № 2. P. 201. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(00)00551-8
  24. Njiwa J.R., Müller P., Klein R. 2004. Binary mixture of DDT and Arochlor1254: effects on sperm release by Danio rerio // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 58. № 2. P. 211. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2003.11.003
  25. Nourizadeh-Lillabadi R., Lyche J.L., Almaas C. et al. 2009. Transcriptional Regulation in Liver and Testis Associated with Developmental and Reproductive Effects in Male Zebrafish Exposed to Natural Mixtures of Persistent Organic Pollutants (POP) // J. Toxicol. Environ. Health. Part A. V. 72. № 3–4. P. 112. https://doi.org/10.1080/15287390802537255
  26. Olsson P.E., Westerlund L., Teh S.J. et al. 1999. Effects of maternal exposure to estrogen and PCB on different life stages of zebrafish ( Danio rerio ) // Ambio. V. 28. № 1. P. 100.
  27. Orn S., Andersson P.L., Forlin L. et al. 1998. The impact on reproduction of an orally administered mixture of selected PCBs in zebrafish ( Danio rerio ) // Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 35. № 1. P. 52. https://doi.org/10.1007/s002449900348
  28. Plísková M., Vondrácek J., Canton R.F. et al. 2005. Impact of polychlorinated biphenyls contamination on estrogenic activity in human male serum // Environ. Health Perspect. V. 113. № 10. P. 1277. https://doi.org/10.1289/ehp.7745
  29. Quintaneiro C., Soares A.M.V.M., Costa D. et al. 2019. Effects of PCB-77 in adult zebrafish after exposure during early life stages // J. Environ. Sci. Health. Part A: Environ. Sci. Eng. Toxic Hazard. Subst. Control. V. 54. № 5. P. 478. https://doi.org/10.1080/10934529.2019.1568793
  30. Ritter R., Scheringer M., MacLeod M. et al. 2011. Intrinsic human elimination halflives of polychlorinated biphenyls derived from the temporal evolution of cross-sectional biomonitoring data from the United Kingdom // Environ. Health Perspect. V. 119. P. 225. https://doi.org/10.1289/ehp.1002211
  31. Spence R., Gerlach G., Lawrence C., Smith C. 2008. The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio // Biol. Rev. V. 83. P. 13. https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.2007.00030.x
  32. Sun S.-X., Wu J.-L., Lv H.-B. et al. 2020. Environmental estrogen exposure converts lipid metabolism in male fish to a female pattern mediated by AMPK and mTOR signaling pathways // J. Hazard. Mater. V. 394. Article № 122537. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122537
  33. Wilson C.A., High S.K., McCluskey B.M. et al. 2014. Wild sex in zebrafish: Loss of the natural sex determinant in domesticated strains // Genetics. V. 198. № 3. P. 1291. https://doi.org/10.1534/genetics.114.169284
  34. Wolff M.S., Zeleniuch-Jacquotte A., Dubin N., Toniolo P. 2000. Risk of breast cancer and organo chlorine exposure // Cancer Epidemiol., Biomarkers Prev. V. 9. P. 271.
  35. Xu H., Yang J., Wang Y. et al. 2008. Exposure to 17alpha-ethynylestradiol impairs reproductive functions of both male and female zebrafish ( Danio rerio ) // Aquat. Toxicol. V. 88. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2008.01.020

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024