Это исследование помогает понять, как химикаты влияют на водных жителей, и показывает, что нужно осторожнее использовать средства против сорняков.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics.

В современном сельском хозяйстве активно используют гербициды — вещества для уничтожения сорняков. Препараты на основе глифосата распыляют на поля перед посевом, а также на дороги и промышленные территории, чтобы они не зарастали. Но из-за того, что данных о влиянии глифосата на водных обитателей мало, непонятно, насколько безопасно применять такие гербициды.

Ученые из Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН исследовали влияние глифосата и его продукта разложения в воде — (аминометил)фосфоновой кислоты — на рыбок данио-рерио. Эти рыбки часто используются в биологических экспериментах, потому что они быстро растут и просты в содержании.

Ранее ученые выяснили, что глифосат и АМФК влияют на количество белков, которые связаны с восстановлением ДНК, гибелью клеток, работой иммунной системы и обменом веществ в печени рыб. Например, глифосат мешает выработке ферритина — белка, который накапливает железо внутри клетки. А АМФК подавляет работу белка кальмодулина, он участвует в работе многих ферментов.

В новой работе ученые решили проверить, как глифосат и АМФК действуют на концентрацию белков, реагирующих на стресс и поддерживающих баланс окислительных и восстановительных процессов в клетках печени. Для этого они провели эксперимент на взрослых рыбках данио.

Одну группу рыб поместили в чистую воду, а три другие группы — в воду, где растворили глифосат, АМФК или их смесь. Через 14 дней исследователи изучили печень рыб и определили состав и количество белков в ней.

Ученые исследовали печень рыб, которые находились в воде с тестируемыми веществами. Они обнаружили, что в печени угнетаются ферменты и белки, защищающие от окислительного стресса — состояния, при котором усиливается выработка активных форм кислорода. Это приводит к повреждению клеток, включая мембраны, ДНК и белки.

Самые сильные изменения произошли в печени рыб, находившихся в воде со смесью гербицида и АМФК. Эти вещества подавляли работу белков нуклеотидного обмена.

Во всех случаях количество стерол-27-гидролазы (цитохрома P450) увеличилось более чем в пять раз. Этот цитохром участвует в обмене холестерина и синтезе витамина D3. Поскольку концентрация цитохрома менялась под влиянием глифосата и АМФК, ученые предполагают, что синтез этого белка может усиливаться в ответ на поступление чужеродных веществ. Поэтому он может служить биомаркером загрязнения среды обитания рыб.

Глифосат и АМФК — это вещества, которые могут негативно влиять на обменные процессы в клетках печени рыб. Это может привести к тому, что рыба будет тратить больше энергии, а ее защита от болезней ослабнет.

Чтобы понять, насколько опасно использовать глифосат, нужно провести дополнительные исследования. Они помогут выяснить, как эти вещества влияют на молодых и взрослых рыб, — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Алексей Морозов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН.

Ранее мы опубликовали 10 инновационных технологий в химической промышленности, которые будут в тренде в 2025 году.