Показники ДНК-репараційної системи у мозку риб як біомаркер навантаження неорганічною ртуттю

Abstract

Ртуть – поширений важкий метал, який спричиняє стабільне та тривале забруднення навколишнього середовища. Низькі концентрації неорганічних та органічних сполук ртуті виявлені майже у всіх водоймах. Високий рівень біоакумуляції ртуті є причиною тканинно-специфічної токсичності, включаючи нейротоксичність. Поглинаючись нервовою тканиною, ртуть може спричиняти порушення роботи мозку як у нервових, так і в гліальних клітинах. Мозок риб вважається однією з найбільш вразливих мішеней для цитотоксичності ртуті у водних екосистемах. Враховуючи, що різні форми ртуті мають широке поширення та проявляють сильний нейротоксичний ефект, оцінка цитотоксичності ртуті в мозку риб є актуальною та надзвичайно важливою. Райдужна форель Oncorhynchus mykiss зазнала впливу хлориду ртуті в діапазоні доз 5-20 мкг/л протягом 60 днів для вивчення хронічного впливу низьких доз. У цій роботі ми вивчали вплив неорганічної ртуті на оксидативний стрес, білки репарації ДНК – ERCC1 та PARP1 у мозку форелі. Отримані результати показали, що хронічний вплив неорганічної ртуті викликає дозозалежний оксидативний стрес у мозку риб. Крім того, низькі концентрації ртуті (10 та 20 мкг/л) спричинили зниження вмісту ERCC1 у мозку риб. Навпаки, ті ж дози спричинили збільшення експресії PARP1. Тобто хронічний вплив низьких концентрацій неорганічної ртуті негативно впливає на мозок риб. Спостережувані результати показали, що неорганічна ртуть має потенціал для пригнічення репарації ДНК і, отже, збільшує нестабільність геному. Таким чином, ERCC1 та PARP1 можна розглядати як чутливі біомаркери цитотоксичності ртуті в мозку риб. Необхідне подальше дослідження нейротоксичності ртуті, щоб з'ясувати небезпеку забруднення навколишнього середовища ртуттю, а також валідація біомаркерів їхнього впливу. Mercury is a widespread heavy metal that causes a stable and prolonged environmental pollution. Low concentrations of inorganic and organic mercury compounds are found in almost all water bodies. The high level of mercury bioaccumulation is a cause of tissue-specific toxicity, including neurotoxicity. Absorbed in nervous tissue mercury can cause brain disorders both in neural and glial cells. The brain of fish is considered one of the most susceptible targets for cytotoxicity of mercury in aquatic ecosystems. Taking into account that different forms of mercury have widespread distribution and exhibit a strong neurotoxic effect, the assessment of mercury cytotoxicity in the brain of fish is relevant and extremely important. Rainbow trout Oncorhynchus mykiss was exposed to mercury chloride in the dose range of 5-20 μg/L for 60 days to study the chronic exposure of low doses. In this paper, we studied the influence of inorganic mercury on oxidative stress, DNA repair proteins – ERCC1 and PARP1 in the trout’s brain. The results obtained have shown that the chronic effect of inorganic mercury causes dose-dependent oxidative stress in the fish brain. In addition, low concentrations of mercury (10 and 20 μg/L) caused a decrease in the content of ERCC1 in the brain of fish. On the contrary, the same doses have caused an increase in PARP1 expression. That is the chronic influence of low concentrations of inorganic mercury has a negative effect in the fish brain. Observed results showed that inorganic mercury has a potential for suppressing DNA repair and, therefore, increases the instability of genome. Thus, ERCC1 and PARP1 can be considered as the sensitive biomarkers of mercury cytotoxicity in the fish brain. A further study of mercury neurotoxicity is needed to find out the hazard of mercury environmental pollution as well as a validation of biomarkers of their impact.