INFLUENCE OF SECONDARY METABOLITES OF MICROMYCETES ON THE LIPID PROFILE OF CURLY FISH

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/naturalspu/2025.2.4

Keywords:

carp, secondary metabolites of micromycetes, T2-toxin, lipid metabolism, lipid peroxidation, oxidative stress, pollutants, lipid composition, lipase

Abstract

The problem of pollution of aquatic ecosystems, in particular by anthropogenic pollutants and xenobiotics, is one of the most urgent in modern fish farming. A particular threat to the health of aquatic organisms is posed by secondary metabolites of micromycetes, known as mycotoxins, which can enter water bodies through contaminated feed and other sources. These compounds are able to accumulate in the body of fish and cause significant disruptions in their physiological and biochemical functions. It has been established that one of the most sensitive systems to toxic effects is lipid metabolism, which plays a key role in energy supply and structural organization of cells. In this regard, the study of the influence of mycotoxins on the lipid profile and lipid peroxidation processes in fish is an important task for understanding the mechanisms of toxicosis and developing measures to protect the health of aquatic organisms.The aim of this work was to study the effect of mycotoxin T2 on key indicators of lipid metabolism, the intensity of lipid peroxidation (LPO) and the state of antioxidant protection in carp (Cyprinus carpio L.). Research methods. The experiment was conducted for 14 days, using four groups of fish: a control group (without toxin) and three experimental groups with different concentrations of mycotoxin T2 in water (1.0 μg/l, 2.0 μg/l and 5.0 μg/l). Samples of liver and white skeletal muscle tissues were taken for biochemical analyses.The content of total lipids and their fractions (triglycerides, phospholipids, cholesterol) was determined. The intensity of LPO was assessed by the level of malondialdehyde (MDA) and the content of diene conjugates. Additionally, the activity of antioxidant defense enzymes (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase) and the key enzyme of lipid metabolism – lipase were analyzed.Results. Studies have shown that the effect of mycotoxin T2 causes significant disorders of lipid metabolism, which had a pronounced dose-dependent nature. A significant increase in the content of total lipids and their triglyceride fraction in liver tissues was established in all experimental groups, which indicates the development of fatty dystrophy. At the same time, an intensive increase in the level of MDA and diene conjugates was observed, especially in the liver, which indicates an increase in lipid peroxidation processes and massive damage to cell membranes. The reaction of the antioxidant system had a two-phase nature: at low concentrations of the toxin, the activity of enzymes increased as a compensatory reaction, while at high doses its inhibition was noted, which indicated the depletion of protective mechanisms. In addition, a significant decrease in lipase activity was recorded, which explains the mechanism of triglyceride accumulation in tissues.Conclusions. The results obtained confirm that mycotoxin T2 is a powerful inducer of oxidative stress and leads to profound disturbances in lipid metabolism in cyprinid fish. These data are important for assessing the environmental risks associated with water pollution and have practical significance for developing strategies for protecting aquatic organisms in aquaculture.

References

Грубінко В.В. Інтегральна оцінка токсичного ураження у біологічних системах. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. 2005. № 3. С. 111–114.

Ніколаєнко Т., Іващенко М., Іващенко Н., Мехед О. Адаптивні зміни показників крові коропа лускатого (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) як відповідь на забруднення води. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату. Десна-Поліграф. 2023. С. 99-100

Марценюк В.М. Особливості регуляції енергозабезпечення адаптації риб до дії абіотичних та антропогенних чинників. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук (доктора філософії) зі спеціальності 03.00.10 «Іхтіологія». Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2019. 225 с.

Мусієнко Н.Г., Жиденко А.О., Мехед О.Б., Коваленко О.М. Вплив пестицидів на морфологічні показники коропа. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. 2005. №3 (26). С.319-321. https://tinyurl.com/279a3azx

Желай М. В., Полотнянко Л. В., Ячна М. Г., Мехед О. Б., Третяк О. П. Вплив мікотоксину Т2 на іхтіологічні показники коропових риб. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. 2023. Т. 84, №1. С. 35-40 https://doi.org/10.25128/2078-2357.24.1.5

Полотнянко Л., Мехед О. Накопичення мікотоксинів у м'язах коропа лускатого (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) при згодовуванні корму, контамінованого T2-токсином. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату. Чернігів : Десна-Поліграф. 2023. С. 105-106

Gruber-Dorninger, C., Müller, A., Rosen, R. Multi-Mycotoxin Contamination of Aquaculture Feed: A Global Survey. Toxins. 2025. Т. 17. № 3. С. 116. https://doi.org/10.3390/ toxins17030116

Symonova, N. A., Mekhed, O. B., Kupchyk, O. Y., & Tretyak, O. P. (2018). Toxicants in the degradation of lipids in the organism of scaly carp. Ukrainian Journal of Ecology, 8(4), 6-10.

Ячна М. Г., Мехед О. Б., Третяк О. П., Яковенко Б. В. Вміст фосфоліпідів у тканинах коропа луcкатого (Cyprinus carpio L.) за дії натрій лаурилсульфатвмісного та безфосфатного синтетичних миючих засобів. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія, 2019, № 2 (76). С.48-52.

Головчак Н. П., Тарновська А. В., Коцюмбас Г. І., Санагуський Д. І. Процеси перекисного окиснення ліпідів у живих організмах : монографія. Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2012. 252 с.

Особа І. А. Біологічна роль перекисного окиснення ліпідів у забезпеченні функціонування організму риб. Рибогосподарська наука України. 2013. № 1. С. 87–96. URL: http://www.fishukr.org.ua

Хоменчук В. О., Рабченюк О. О., Станіславчук А. В., Курант В. З. Вільнорадикальне перекисне окиснення ліпідів у тканинах риб за дії феруму (ІІІ). Сучасні проблеми теоретичної та практичної іхтіології: матеріали XI іхтіологічної науково-практичної конференції. Львів, 2018. С. 82–85.

Особа І. А., Грициняк І. І. Активність неферментативної ланки системи антиоксидантного захисту у печінці однорічок лускатих та рамчастих коропів несвицького зонального типу. Рибогосподарська наука України. 2010. № 3. С. 62–65. URL: http://www.fishukr.org.ua

Клименко О. Ю., Гассо В. Я. Інтенсивність процесів перекісного окислення ліпідів у прудкої ящірки з екосистем різного рівня трансформації. Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VI Міжнародної наукової конференції. Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. С. 292–294.

Грубінко В.В. Системна оцінка метаболічних адаптацій у гідробіонтів. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. 2005. № 2. С. 36–39.

Желай М., Ячна М., Мехед О., Третяк О. Адаптивні зміни іхтіологічних показників коропових риб за дії мікотоксину Т2. Природні ресурси прикордонних територій в умовах зміни клімату. Чернігів : Десна-Поліграф. 2023. С. 77-78.

World Medical Association. (‎2013)‎. World Medical Association Declaration of Helsinki. Ethical principles for medical research involving human subjects. JAMA, 310(20), 2191-2194. https://doi.org/10.1001/jama.2013.281053

Левадна О. В., Донченко Г. В., Валуцина В. М. та ін. Співвідношення між величинами активності ферментів антиоксидантної системи в різних тканинах інтактних щурів. Український біохімічний журнал. 1998. Т. 70, № 6. С. 53–58.

Ou P., Wolf S. P. Erythrocyte catalase inactivation (H2O2 production) by ascorbic acid and glucose in presence of aminotriazole: role of transition metals and relevance to diabetes. Biochemical Journal. 1994. Vol. 303. P. 935–940.

Доценко О. І., Доценко В. А., Міщенко А. М. Активність супероксиддисмутази і каталази в еритроцитах і деяких тканинах мишей в умовах низькочастотної вібрації. Фізика живого. 2010. Т. 18, № 1. С. 107–113.

Костюк В. А., Потапович А. І., Ковальова Ж. В. Простий і чутливий метод визначення активності супероксиддисмутази, оснований на реакції окиснення кверцетину. Питання медичної хімії. 1990. № 2. С. 88–91.

Lowry, O., Rosebrough, N., Farr, A., & Randall, R. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951. 193, 265–275. https://www.jbc.org/article/S0021-9258(19)52451-6/pdf

Koletsi, P., Schrama, J.W., Graat, E.A.M., Wiegertjes, G.F., Lyons, P., Pietsch, C. The Occurrence of Mycotoxins in Raw Materials and Fish Feeds in Europe and the Potential Effects of Deoxynivalenol (DON) on the Health and Growth of Farmed Fish Species–A Review. Toxins. 2021. Т. 13. № 6. С. 403. https://doi.org/10.3390/toxins13060403

Liu, H., Xie, R., Huang, W., Yang, Y., Zhou, M., Lu, B., Li, B., Tan, B., Dong, X. Negative effects of aflatoxin B1 (AFB1) in the diet on growth performance, protein and lipid metabolism, and liver health of juvenile hybrid grouper (Epinephelus fuscoguttatus Epinephelus lanceolatus♂). Aquaculture Reports. 2023. Т. 33. С. 101779. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2023.101779

Fornari, D.C., Peixoto, S., Ksepka, S.P., Bullard, S.A., Rossi, W., Nuzback, D.E., Davis, D.A. Effects of dietary mycotoxins and mycotoxin adsorbent additives on production performance, hermatological parameters, and liver histology in juvenile Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Frontiers in Animal Science. 2023. Т. 4. С. 1281722. https://doiorg/10.3389/fanim.2023.1281722

Phudkliang, J., Soonthornchai, W., Maele, L.V., Xu, H., Qi, Z., Lee, P.-T., Chantiratikul, A., Wangkahart, E. Studies on the use of mycotoxin binders as an effective strategy to mitigate mycotoxin contamination in aquafeed: A case study in Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture Reports. 2025. Т. 43. С. 102984. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2025.102984

Published

2025-10-31