Effect of the Concentration of Cations (Ca2+, Mg2+, Na+, and K+) in Water on the Level
of Oxidative Processes in the Tissues of Bivalves of the Family Dreissenidae

A. S. Sokolova; Соколова А. С.; O. L. Tselmovich; Цельмович О. Л.; D. V. Mikryakov; Микряков Д. В.

doi:10.31857/S0367059723020129

Effect of the Concentration of Cations (Ca2+, Mg2+, Na+, and K+) in Water on the Level of Oxidative Processes in the Tissues of Bivalves of the Family Dreissenidae

Authors: Sokolova A.S.¹, Tselmovich O.L.¹, Mikryakov D.V.¹
Affiliations:
1. Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences
Issue: No 2 (2023)
Pages: 154-160
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0367-0597/article/view/139181
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059723020129
EDN: https://elibrary.ru/MZSERK
ID: 139181

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The results of studying the influence of the content of Ca2+, Mg2+, Na+, and K+ cations in water on the level of lipid peroxidation products and antioxidants in the tissues of bivalve mollusks, D. bugensis and D. polymorpha, are presented. Mollusks were caught in four water areas of the Gorky Reservoir, which differ in the concentrations of Ca2+, Mg2+, Na+, and K+ cations. A correlation relationship has been established between the quantitative parameters of cations in water and the intensity of peroxide processes, on the one hand, and the level of general antioxidant activity in mollusk tissues, on the other. Statistically significant interspecific differences in the studied parameters have been recorded in mollusks from areas with an increased concentration of cations.

Keywords

Gorky Reservoir, concentrations of Ca2+, Mg2+, Na+, and K+ cations, bivalves D. bugensis and D. polymorpha, lipid peroxidation, antioxidant activity

References

Флерова Г.И., Мартемьянов В.И., Запруднова Р.А. Содержание электролитов в сыворотке крови пресноводных рыб // Биол. науки. 1980. № 3. С. 46–51.
Запруднова Р.А., Мартемьянов В.И. Использование параметров ионного обмена для оценки внутривидовой разнокачественности и устойчивости рыб к внешним воздействиям // Структура локальной популяции у пресноводных рыб / Ред. Поддубный А.Г. Рыбинск: ИББВВ РАН, 1990. С. 170–186.
Мартемьянов В.И. Содержание воды и катионов в различных тканях двустворчатых моллюсков, обитающих в Волжском плесе Рыбинского водохранилища // Журн. эвол. биохим. и физиол. 1996. Т. 32. № 2. С. 151–155.
Мартемьянов В.И. Динамика содержания натрия, калия, кальция, магния у пресноводного моллюска дрейссены Dreissena polymorpha при стрессе // Журн. эвол. биохим. и физиол. 2000. Т. 36. № 1. С. 33–36.
Запруднова Р.А. Изменения поведения и ионной регуляции у пресноводных рыб при стрессе // Успехи совр. биологии. 1999. Т. 119. № 3. С. 265–270.
Запруднова Р.А. Оценка стрессоустойчивости леща Abramis brama по обмену ионами натрия и калия между организмом и водой // Вопросы рыболовства. 2008. Т. 9. № 3. С. 697–710.
Виноградов Г.А., Мартемьянов В.И. Влияние экологических факторов на показатели водно-солевого обмена дрейссены Dreissena polymorpha: Эффект изменения рН и концентрации калия в воде // Биол. внутренних вод. 2004. № 3. С. 82–85.
Martemyanov V.I., Borisovskaya E.A. Indices of hydromineral metabolism in Tyulka (Clupeonella Cultriventris; Clupeiformes, Clupeidae) introduced in the Rybinsk reservoir in comparison to aboriginal and marine fish species // Russ. J. of Biological Invasions. 2010. V. 1. № 3. P. 187–193. https://doi.org/10.1134/S2075111710030082
Мартемьянов В.И. Пороговые концентрации катионов во внешней среде, определяющие границы распространения Dreissena polymorpha и Dreissena bugensis в пресных водоемах // Дрейссениды: эволюция, систематика, экология: Лекции и мат. докл. II междун. школы-конференции. Борок: Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина, 2013. С. 80–83.
Jones L.A., Ricciardi A. Influence of physicochemical factors on the distribution and biomass of invasive mussels (Dreissena polymorpha and Dreissena bugensis) in the St. Laurence River // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2005. V. 62. P. 1953–1962.
Farr M.D., Payne B.S. Environmental habitat conditions associated with freshwater dreissenids // Aquatic Nuisance Species Research Program. 2010. 32 p.
Шкорбатов Г.Л., Карпевич А.Ф., Антонов П.И. Экологическая физиология // Дрейссена Dreissena polymorpha (Pall.) (Bivalvia, Dreissenida): Систематика, экология и практическое значение. Сер. “Виды фауны России и сопредельных стран”. М.: Наука, 1994. С. 67–108.
Karatayev A., Burlakova L., Padilla D. Physical factors that limit the distribution and abundance of Dreissena polymorpha (Pall.) // J. of Shellfish Research. 1998. V. 17. № 4. P. 1219–1235.
Mills E.L., Leach J.H., Carlton J.T., Secor C.L. Exotic species in the Great Lakes: A history of biotic crises and anthropogenic introductions // J. of Great Lakes Research. 1993. V. 19. P. 1–54.
Viarengo A., Pertica M., Canesi L. et al. Lipid peroxidation and level of antioxidant compounds (GSH, vitamin E) in the digestive glands of mussels of three different age groups exposed to anaerobic and aerobic conditions // Mar. Environ. Res. 1989. V. 28. P. 2991–2995.
Winston G.W. Oxidants and antioxidants in aquatic animals // Comp. Biochem. Physiol. 1991. V. 100. № 1–2. P. 173–176.
Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др. Окислительный стресс: Патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА, 2008. 284 с.
Скулачев В.П. Новые сведения о биохимическом механизме запрограммированного старения организма и антиоксидантной защите митохондрий // Биохимия. 2009. Т. 74. №. 12. С. 1718–1721.
Черноморские моллюски: элементы сравнительной и экологической биохимии. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2014. 323 с.
Экотоксикологические исследования прибрежной черноморской ихтиофауны в районе Севастополя. М.: ГЕОС, 2016. 360 с.
Экологические проблемы Верхней Волги. Отв. редактор Копылов А.И. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. 427 с.
Методика измерений массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, лития, магния, стронция, бария и кальция в пробах питьевых, природных (в том числе минеральных) и сточных вод методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель». ПНДФ 14.1:2:4.167-2000. 2014. 36 с.
Андреева Л.И., Кожемякин Н.А., Кишкун А.А. Модификация методов определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой // Лаб. дело. 1988. № 11. С. 41–43.
Семенов В. Л., Ярош А.М. Метод определения антиокислительной активности биологического материала // Укр. биохим. журн. 1985. Т. 57. № 3. С. 50–51.
Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1970. 444 с.
Пряничникова Е.Г. Структурно-функциональные характеристики дрейссенид Рыбинского водохранилища: Дис. … канд. биол. наук. Борок, 2012. 179 с.
Волга и ее жизнь. Л.: Наука, 1978. 348 с.
Martemyanov V.I. Influence of environmental mineral composition on the indices of water - salt metabolism in Dreissena polymorpha Pallas introduced in the Rybinsk reservoir // Russ. J. of Biological Invasions. 2011. V. 2. № 2–3. P. 213–222. https://doi.org/10.1134/S207511171103009X
Виноградов Г.А., Клерман А.К., Комов В.Т. Особенности ионного обмена пресноводных моллюсков в условиях высокой концентрации ионов водорода и низкой минерализации внешней среды // Экология. 1987. № 3. С. 81–84.
Dean P.M., Matthews E.K. Electrical activity in pancreatic islet cells: effect of ions // J. Physiol. 1970. V. 210. P. 265–275.
Sokolova A.S., Mikryakov V.R., Kuzmicheva S.V., Suvorova T.A. Immune physiological indices of Unio tumidus (Philipson, 1788) (Bivalvia) in different sections of the Akhtuba river // Hydrobiological Journal. 2018. V. 54. № 4. P. 78 – 84. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v54.i4.80
Томилина И.И., Гапеева М.В., Ложкина Р.А. Оценка качества воды и донных отложений каскада водохранилищ реки Волга по показателям токсичности и химического состава // Труды Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. 2018. № 82 (85). С. 107–131. https://doi.org/10.24411/0320-3557-2018-1-0015
Будняк А.К., Захариева З.Е., Сорокин А.В., Петров С.А. Состояние окислительно-восстановительной системы в органах черноморской мидии Mytilus galloprovincialis в присутствии солей цинка и меди в среде обитания // Вестник ОНУ. 2007. Т. 12. № 5. С. 19–24.
Гостюхина О.Л., Головина И.В. Состояние антиоксидантного комплекса и перекисного окисления липидов в тканях мидии из Севастопольских бухт в ранневесенний период // Экологическая химия. 2011. № 20 (4). С. 211–217.
Довженко Н.В., Бельчева Н.Н., Челомин В.П. Реакция антиоксидантной системы мидии Грея Mytilus grayanus как индикатор загрязнения прибрежных акваторий (залив Петра Великого в Японском море) // Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. 2014. № 4. С. 57–66.