pdf35

Fisheries Science of Ukraine, 2026; 3(77): 152-171
DOI: https://doi.org/10.61976/fsu2026.03.152
UDC 577.121:594.381.5:574.64

Received: 30.07.2026
Received in revised form: 28.08.026
Published: 30.09.2026

Динаміка вмісту β-каротину в гемолімфі та гепатопанкреасі Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) за хронічної дії фенолу

Л. В. Музика, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , ORCID ID 0000-0001-7752-7853, Житомирський державний університет імені Івана Франка, м. Житомир
Г. Є. Киричук, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , ORCID ID 0000-0002-1059-2834, Житомирський державний університет імені Івана Франка, м. Житомир

Мета. Встановити закономірності змін вмісту β-каротину в гемолімфі та гепатопанкреасі Lymnaea stagnalis (Linnaeus, 1758) за дії фенолу у концентраціях 0,0005, 0,002, 0,005 та 0,01 мг/дм3 за різної тривалості експозиції (2, 7, 14 та 21 доба).

Методика. Дослідження проведено на статевозрілих однорозмірних молюсках виду L. stagnalis. Тварин утримували у розчинах фенолу у концентраціях 0,0005, 0,002, 0,005 та 0,01 мг/дм3 протягом 2, 7, 14 і 21 доби. Усі досліди супроводжувались контролем. Вміст β-каротину визначали спектрофотометричним методом у гемолімфі та гомогенаті гепатопанкреасу після екстракції гексаном (1:4). Для статистичної обробки результатів застосовано двофакторний дисперсійний аналіз (Two-way ANOVA) та апостеріорний тест Тьюкі (Tukey HSD).

Результати. Двофакторний дисперсійний аналіз показав статистично значущий вплив факторів «концентрація фенолу» та «тривалість експозиції», а також їхньої взаємодії на вміст β-каротину у гепатопанкреасі (p < 0,001) та гемолімфі (p < 0,001) досліджуваних молюсків, що свідчить про нелінійний і часозалежний характер відповіді каротиноїдної системи. У гепатопанкреасі L. stagnalis на ранньому етапі експозиції (2 доби) за дії фенолу у концентраціях 0,0005 та 0,005 мг/дм3 вміст β-каротину достовірно зменшувався на 42,4–46,8 % (p < 0,001–0,01), тоді як пролонгація впливу до 21 доби супроводжувалася зростанням показників на 31,2–51,5 % (p < 0,01–0,05), що свідчить про перебудову каротиноїдного обміну за умов тривалого токсичного навантаження. У гемолімфі зміни були більш варіабельними, однак на 21 добу експозиції дія фенолу незалежно від концентрації зумовлювала збільшення вмісту β-каротину на 15,83–46,95 % щодо контролю (p < 0,01–0,05).

Наукова новизна. Встановлено особливості часової та тканинно-специфічної динаміки вмісту β-каротину в гемолімфі та гепатопанкреасі L. stagnalis за хронічної дії фенолу у діапазоні концентрацій 0,0005–0,01 мг/дм3 та показано залежність характеру цих змін від поєднаної дії концентрації фенолу і тривалості експозиції.

Практична значущість. Отримані результати розширюють сучасні уявлення про перебудову каротиноїдного обміну у прісноводних молюсків за умов фенольної інтоксикації та обґрунтовують перспективність використання β-каротину як потенційного біохімічного маркера фенольного забруднення під час екотоксикологічного моніторингу прісноводних екосистем.

Ключові слова: прісноводні молюски, водні біоресурси, водна токсикологія, каротиноїди, екотоксикологічний моніторинг.

REFERENCES

  1. Ekelund Ugge, G. M., Jonsson, A., & Berglund, O. (2022). Molecular biomarker responses in the freshwater mussel Anodonta anatina exposed to an industrial wastewater effluent. Environmental Science and Pollution Research, 29(2), 2158–2170. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15633-4
  2. Atkinson, C. L., Hopper, G. W., Kreeger, D. A., Lopez, J. W., Maine, A. N., Sansom, B. J., Schwalb, A., & Vaughn, C. C. (2023). Gains and gaps in knowledge surrounding freshwater mollusk ecosystem services. Freshwater Mollusk Biology and Conservation, 26(1), 20–31. https://doi.org/10.31931/fmbc-d-22-00002 
  3. Strong, E. E., Gargominy, O., Ponder, W. F., & Bouchet, P. (2008). Global diversity of gastropods (Gastropoda; Mollusca) in freshwater. Hydrobiologia, 595(1), 149–166. https://doi.org/10.1007/s10750-007-9012-6
  4. Panda, F., Pati, S. G., Das, K., Samanta, L., Sahoo, D. K., & Paital, B. (2022). Biochemical and molecular responses of the freshwater snail Pila sp. to environmental pollutants, abiotic, and biotic stressors. Frontiers in Environmental Science, 10, 1033049. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1033049
  5. Al-Alam, J., Millet, M., Khoury, D., Rodrigues, A., Akoury, E., Tokajian, S., & Wazne, M. (2024). Biomonitoring of PAHs and PCBs in industrial, suburban, and rural areas using snails as sentinel organisms. Environmental Science and Pollution Research, 31(3), 4970–4984. https://doi.org/10.1007/s11356-023-31493-6
  6. Kutluyer Kocabaş, F., Gцktьrk Aksu, E., & Kocabaş, M. (2023). Evaluation of metal pollution related to human health risk in freshwater snail Viviparus contectus (Millet, 1813) as a potential bioindicator species in Lake Habitat (Turkey). Environmental Science and Pollution Research, 30(41), 93686–93696. https://doi.org/10.1007/s11356-023-29062-y
  7. Voloshyna, O. M., & Krupiei, K. S. (2015). Vplyv fenolu ta formaldehidu na pihmentosyntezuvalnu zdatnist vodnykh mikroorhanizmiv [Influence of phenol and formaldehyde on the pigment-synthesizing ability of the microorganisms]. Pytannia bioindykatsii ta ekolohii [Problems of bioindications and ecology], 20(1), 166–179.
  8. Guerra, R. (2001). Ecotoxicological and chemical evaluation of phenolic compounds in industrial effluents. Chemosphere, 44(8), 1737–1747. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(00)00562-2
  9. Ramos, R. L., Moreira, V. R., & Amaral, M. C. S. (2024). Phenolic compounds in water: Review of occurrence, risk, and retention by membrane technology. Journal of Environmental Management, 351, 119772. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119772
  10. Anku, W. W., Mamo, M. A., & Govender, P. P. (2017). Phenolic compounds in water: sources, reactivity, toxicity and treatment methods. Phenolic compounds – natural sources, importance and applications, 419–443. https://doi.org/10.5772/66927
  11. Zeng, X., Yu, J., Zhang, S., Ni, T., & Ma, D. (2023). Ecological risk of phenol on typical biota of the northern Chinese river from an integrated probability perspective: The Hun River as an example. Environmental Monitoring and Assessment, 195(12), 1512. https://doi.org/10.1007/s10661-023-12089-6
  12. Muthukumaravel, K., Priyadharshini, M., Kanagavalli, V., Vasanthi, N., Ahmed, M. S., Musthafa, M. S., ... & Ravindran, B. (2023). Impact of sublethal phenol in freshwater fish Labeo rohita on biochemical and haematological parameters. Environmental Monitoring and Assessment, 195(1), 10. https://doi.org/10.1007/s10661-022-10554-2
  13. Muthukumaravel, K., Kanagavalli, V., Pradhoshini, K. P., Vasanthi, N., Santhanabharathi, B., Alam, L., Musthafa, M. S., & Faggio, C. (2023). Potential biomarker of phenol toxicity in freshwater fish C. mrigala: Serum cortisol, enzyme acetylcholine esterase and survival organ gill. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 263, 109492. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2022.109492
  14. Chakraborty, D., Mandal, A. H., Ghosh, S., Sadhu, A., Das, D., Saha, N. C., & Saha, S. (2024). The physiological effects of acute and sub-lethal exposure to phenol on antioxidant enzyme activity in the freshwater sludge worm Tubifex tubifex. Toxicology Reports, 13, 101717. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2024.101717
  15. Gami, A. A., Shukor, M. Y., Khalil, K. A., Dahalan, F. A., Khalid, A., & Ahmad, S. A. (2014). Phenol and its toxicity. Journal of Environmental Microbiology and Toxicology, 2(1), 11–23. https://doi.org/10.54987/jemat.v2i1.89
  16. Lemos, M. F. (2021). Biomarker studies in stress biology: from the gene to population, from the organism to the application. Biology, 10(12), 1340. https://doi.org/10.3390/biology10121340
  17. Lim, K. C., Yusoff, F. M., Karim, M., & Natrah, F. M. I. (2023). Carotenoids modulate stress tolerance and immune responses in aquatic animals. Reviews in Aquaculture, 15(2), 872–894. https://doi.org/10.1111/raq.12767
  18. Oros, A., Coatu, V., Damir, N., Danilov, D., Ristea, E., & Lazar, L. (2025). Molecular mechanisms and biomarker-based early-warning indicators of heavy metal toxicity in marine fish. Fishes, 10(7), 339. https://doi.org/10.3390/fishes10070339
  19. Gonzбlez-Peсa, M. A., Ortega-Regules, A. E., Anaya de Parrodi, C., & Lozada-Ramнrez, J. D. (2023). Chemistry, occurrence, properties, applications, and encapsulation of carotenoids – a review. Plants, 12(2), 313. https://doi.org/10.3390/plants12020313 
  20. Terao, J. (2023). Revisiting carotenoids as dietary antioxidants for human health and disease prevention. Food & Function, 14(17), 7799–7824. https://doi.org/10.1039/D3FO02330C
  21. Miazek, K., Beton, K., Śliwińska, A., & Brożek-Płuska, B. (2022). The effect of β-carotene, tocopherols and ascorbic acid as anti-oxidant molecules on human and animal in vitro/in vivo studies: a review of research design and analytical techniques used. Biomolecules, 12(8), 1087. https://doi.org/10.3390/biom12081087
  22. Muzyka, L. V., Dmytrenko, I. M., Slidzevskyi, B. L., & Kyrychuk, H. Ye. (2014). Osoblyvosti khronichnoi dii nyzkykh kontsentratsii fenolu na vmist β-karotynu v hepatopankreasi Lymnaea stagnalis [Peculiarities of the chronic action of low phenol concentrations on the content of β-carotene in the hepatopancreas of Lymnaea stagnalis]. In Biolohichni doslidzhennia-2014:Zbirnyk naukovykh prats V Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii molodykh uchenykh i studentiv [Biological Research 2014. Proceedings of the 5th All-Ukrainian Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Students], 246–248.
  23. Kyrychuk, G. E., & Muzyka, L. V. (2015). The effect of ammonium chloride concentrations on the content of carotenoid pigments in the body of Lymnaea stagnalis. Biosystems Diversity, 23(2), 154–160. https://doi.org/10.15421/011522 
  24. Kyrychuk, G. Ye., & Muzyka, L. V. (2016). Peculiarities of the distribution of β-carotene in the organism of Lymnaea stagnalis under the influence of the ions of heavy metals. Hydrobiological Journal, 52(5), 63–72. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v52.i5.70
  25. Kyrychuk, G. Ye., Muzyka, L. V., & Mykula, M. M. (2024). Peculiarities of low concentrations of heavy metal ions’ effect on β-carotene content in Lymnaea stagnalis. Hydrobiological Journal, 60(4), 72–84. https://doi.org/10.1615/HydrobJ.v60.i4.50
  26. Campoy-Diaz, A. D., Malanga, G., Giraud-Billoud, M., & Vega, I. A. (2023). Changes in the oxidative status and damage by non-essential elements in the digestive gland of the gastropod Pomacea canaliculata. Frontiers in Physiology, 14, 1123977. https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1123977 
  27. Calabrese, E. J., & Mattson, M. P. (2017). How does hormesis impact biology, toxicology, and medicine? NPJ Aging and Mechanisms of Disease, 3(1), 13. https://doi.org/10.1038/s41514-017-0013-z
  28. Harrison, P. J., & Bugg, T. D. (2014). Enzymology of the carotenoid cleavage dioxygenases: reaction mechanisms, inhibition and biochemical roles. Archives of Biochemistry and Biophysics, 544, 105–111. https://doi.org/10.1016/j.abb.2013.10.005
  29. Somuncu, S., Atmaca, H., & Ilhan, S. (2024). Effects of acute exposure to environmentally realistic tebuconazole concentrations on stress responses of kidney and digestive gland of Lymnaea stagnalis. Environmental Toxicology and Pharmacology, 105, 104352. https://doi.org/10.1016/j.etap.2023.104352
  30. Boisseaux, P., Delignette-Muller, M. L., Abbaci, K., Thomas, H., & Garric, J. (2016). Analysis of hemocytes in Lymnaea stagnalis: characterization and effects of repeated hemolymph collections. Fish & Shellfish Immunology, 57, 116–126. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2016.08.007 
  31. Livingstone, D. R. (2001). Contaminant-stimulated reactive oxygen species production and oxidative damage in aquatic organisms. Marine Pollution Bulletin, 42(8), 656–666. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(01)00060-1
Головна2026№ 3/2026 (77)2026_03-152_171-Muzyka