Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
В естественных условиях фенолы образуются в процессе метаболизма водных организмов, а также при биохимическом распаде и трансформации органических веществ в воде и в донных отложениях. При повышенных концентрациях фенол и его производные становятся опасными для живых организмов. Токсичность фенолов повышается в ряду: пирогаллол, резорцин, фенол, крезолы, ксиленолы, нитрофенолы, нафтолы, гидрохинон, хлорфенолы. Особенно значительное количество фенола и его производных поступает в водоёмы со сточными водами предприятий целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, химической, нефтяной и металлургической промышленности. Вместе с тем, несмотря на широкое распространение фенолов в водных средах, их концентрация редко достигает уровня острой токсичности. В связи с этим гидробионты в большей степени подвержены риску хронического воздействия. В обзоре приведены данные, касающиеся реакции рыб из естественных экосистем, а также модельных видов рыб (данио Danio rerio, серебряный карась Carassius auratus) на хроническое воздействие фенола и его производных. Особое внимание уделено эффектам фенола, хлорфенолов, нитрофенолов и динитрофенолов. Приведены данные о свойствах, а также накоплении фенола и некоторых его производных в организме рыб. Рассмотрено влияние фенола и его производных на структуру органов и тканей, физиолого-биохимический статус, а также на эмбриональное развитие рыб. Систематизированы сведения о влиянии фенола и его производных на различные системы организма рыб: нервную, эндокринную, иммунную,репродуктивную и пищеварительную. Описаны механизмы токсического действия фенола и его производных.
1. Веселов Е.А. Токсическое действие фенолов на рыб и водных беспозвоночных // Учёные записки ПГУ. – 1957. – Т. 7. – № 3. – С. 171-196.
2. Кузьмина В.В., Грачева Е.Л., Тарлева А.Ф. Влияние фенола и его производных на активность пептидаз слизистой оболочки и химуса у рыб // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2015. – № 3. – С. 59-67.
3. Кузьмина В.В., Тарлева А.Ф., Грачева Е.Л. Влияние различных концентраций фенола и его производных на активность пептидаз кишечника рыб // Биология внутренних вод. – 2017. – № 2. – C. 104-111.
4. Куливацкая Е.А., Грачева Е.Л., Чиркова В.В., Кузьмина В.В. Влияние фенола и его производных на активность гликозидаз кишечника рыб // Мат. IV межд. конф.: «Проблемы патологии, иммунологии и охраны здоровья рыб и других гидробионтов», Борок, 2015. – Ярославль: Филигрань, 2015. – С. 317-324.
5. Лизенко Е.И., Нефедова З.А. Влияние фенола и сульфатного щелока на липидный состав изолированных лизосом печени рыб // В сб.: Сравнительная биохимия рыб и их гельминтов (Ред. В.С. Сидоров). – Петрозаводск: КФ АН СССР, 1977. – С. 61-68.
6. Лукьяненко В.И. Токсикология рыб. – М.: Пищевая промышленность, 1967. – 139 с.
7. Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 320 с.
8. Матей В.Е. Влияние субтоксических концентраций фенола на условнорефлекторную деятельность гуппи // Гидробиологический журнал. – 1970. – Т. 6. – № 3. – С. 100-103.
9. Матей В.Е. Высшая нервная деятельность и гипоталамическая нейросекреция гуппи при токсических воздействиях: автореф. дисс. ... к.б.н. – Ленинград, ЛГУ, 1973. – 23 с.
10. Микряков В.Р., Балабанова П.В., Заботкина Е.А., Лапирова Т.Б., Попов А.В., Силкина Н.И. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление среды. – М.: Наука, 2001. – 126 с.
11. Толкачева В.В. Анализ токсичности сточных вод методом биотестирования: автореф. дисс. к.б.н. – Омск, ОГУ. – 2004. – 18 с.
12. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных – СПб: Наука, 1989. – 144 с.
13. Флерова (Назарова) Е.А., Заботкина Е.А. Токсическое действие сублетальных концентраций фенола и нафталина на мезонефрос серебряного карася // Токсикологический вестник. – 2012. – № 4. – С. 49-51.
14. Alabaster J.S., Lloyd R. Water Quality Criteria for Freshwater Fish. – London: Butterworths, FAO Publ., 1980. – 297 p.
15. Bhandari R.K., Deem S.L., Holliday D.K., Jandegian C.M., Kassotis C.D., Nagel S.C, Tillitt D.E., Saal F.S. Effects of the environmental estrogenic contaminants bisphenol A and 17α-ethinyl estradiol on sexual development and adult behaviors in aquatic wildlife species // Gen. Compar. Endocrinol. – 2015. – Vol. 214. – P. 195-214.
16. Brodeur J., Dixon D., Mckinley R. Inhibition of oxygen consumption by pentachlorophenol and tetrachloroguaiacol in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Aquat. Toxicol. – 2001. – Vol. 54. – P. 143-148.
17. Budavari S. The Merck Index, 13 ed. – NJ: Whitehouse station, Merck Co. Inc., 2011. doi: 10.4236/ns 2011. 39194 3 807
18. Chen J., Jiang J., Zhang F., Yu H., Zhang J. Cytotoxic effects of environmentally relevant chlorophenols on L929 cells and their mechanisms // Cell Biol. Toxicol. – 2004. – Vol. 20. – P. 183-196.
19. Cheng Y., Ekker M., Chan H. Relative developmental toxicities of pentachloroanisole and pentachlorophenol in a zebrafish model (Danio rerio) // Ecotoxicol. Environ. Safety. – 2015. – Vol. 112. – P. 7-14.
20. Clayton G.D., Clayton F.E. Patty's industrial hygiene and Toxicology. – New York: John Wiley and Sons Inc., 1994. – 132 p.
21. Corrales J., Kristofco L.A., Steele W.B., Yates B.S., Breed C.S., Williams E.S., Brooks B.W. Global assessment of bisphenol A in the environment: review and analysis of its occurrence and bioaccumulation // J. Dose-Response. – 2015. – Vol. 13. – No 3. – P. 1-29.
22. Daidoji T., Kaino T., Iwano H., Inoue H., Kurihara R., Hashimoto S., Yokota H. Down regulation of bisphenol A glucuronidation in carp during the winter pre-breeding season // Aquat Toxicol. – 2006. – Vol. 77. – No. 4. P. 386-392.
23. De Felice F.G., Ferreira S.T. Novel neuroprotective, neuritogenic and anti-amyloidogenic properties of 2, 4-dinitrophenol: the gentle face of Janus // IUBMB Life. – 2006. – Vol. 58. – No. 4. – P. 185-191.
24. Duan Z., Lin Z., Zhu L., Kun Y., Zhu X. Individual and joint toxic effect ofpentachlorophenols and bisphenol A on the development of zebrafish (Danio rerio) embryo // Ecotoxicol. Environ. Safety. – 2008. – Vol. 71. – P. 774-780.
25. Fang Y., Gao X., Zhao F., Zhang H., Zhang W., Yang H., Lin B., Xi, Z., Comparative proteomic analysis of ovary for Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) exposed to chlorophenol chemicals // J. Proteomics. – 2014. – Vol. 110. – P. 172-182.
26. Fang Q., Shi X., Zhang,L., Wang Q., Wang X., Guo, Y., Zhou B. Effect of titanium dioxide nanoparticles on the bioavailability, metabolism, and toxicity of pentachlorophenol in zebrafish larvae // J. Hazard. Materials. –2015. – Vol. 283. – P. 897-904.
27. Flint S., Markle T., Thompson S., Wallace E. Bisphenol A exposure, effects, and policy: a wildlife perspective // J. Environ. Manag. – 2012. –Vol. 104. – P. 19-34.
28. Ford M.D., Delaney K.A., Ling L.J., Erickson T. Clinical Toxicology. – Philadelphia: W.B. Saunders Company, 2001. – 753 p.
29. Gad N.S., Saad A.S. Effect of environmental pollutionby phenol on some physiological parameters of Oreochromis niloticus // Global Veterin. – 2008. – Vol. 2. – P. 312-319.
30. Guan Y., Gao J., Zhang Y., Chen S., Yuan C., Wang Z. Effects of bisphenol A on lipid metabolism in rare minnow Gobiocypris rarus // Comp. Biochem. Physiol. – 2016. – Vol. 179. – P. 144-149.
31. Guo Y., Zhou B. Thyroid endocrine system disruption by pentachlorophenol: An in vitro and in vivo assay // Aquat. Toxicol. – 2013. – Vol. 142-143. – P. 138-145.
32. Gupta S., Guha P., Majumder S., Pal P., Sen K., Chowdhury P., Chakraborty A., Panigrahi A.K., Mukherjee D. Effects of bisphenol A (BPA) on brain specific expression of cyp19a1b gene in swim-up fry of Labeo rohita // Comp. Biochem. Physiol. – 2018. – Vol. 209. – P. 63-71.
33. Hanson R., Dodoo D., Essumang D., Yankson K. The effect of some selected pesticides on the growth and reproduction of fresh water Oreochromis niloticus, Chrysicthys nigrodigitatus and Clarias gariepinus // Bull. Environ. Contamin. Toxicol. – 2007. – Vol. 79. – P. 544-547.
34. Hayashi L., Sheth M., Young A., Kruger M, Wayman G.A., Coffin A.B. The effect of the aquatic contaminants bisphenol-A and PCB-95 on the zebrafish lateral line // Neurotoxicology. – 2015.– Vol. 46. – P. 125-136.
35. Hori T.S.F., Avilez I.M., Inoue L.K., Moraes G. Metabolical changes induced by chronic phenol exposure in matrinxa Brycon cephalus (Teleostei: Characidae) juveniles // Comp. Biochem. Physiol. – 2006. – Vol. 143. – No. 1. – P. 67-72.
36. Hori T.S.F., Avilez I.M., Iwama G.K., Johnson S.C., Moraes Gand Afonso L.O.B. Impairment of the stress response in matrinxa˜ juveniles (Brycon amazonicus) exposed to low concentrations of phenol // Comp. Biochem. Physiol. – 2008. –Vol. 147. – P. 416-423.
37. Ibrahem M. Experimental exposure of African catfish Clarias Gariepinus (Burchell, 1822) to phenol: Clinical evaluation, tissue alterations and residue assessment // J. Adv. Res. – 2012. – Vol. 3. – P. 177-183.
38. Igbinosa E.O., Odjadjare E. E., Chigor V.N., Igbinosa I.H., Emoghene A.O., Ekhaise F.O., Igiehon N.O., Idemudia O.G. Toxicological profile of chlorophenols and their derivatives in the environment: the public health perspective // Sci. World J. – 2013 – Article ID 460215. – 11 ??
39. Kan H., Zhao F., Zhang X.X., Ren H., Gao S. correlations of gut microbial community shift with hepatic damage and growth inhibition of Carassius auratus induced by pentachlorophenol exposure // Environ. Sci. Technol. – 2015. – Vol. 49. – No. 19. – P. 11894-11902.
40. Kinch C.D., Ibhazehiebo K., Jeong J.H., Habibi H.R., Kurrasch D.M. Low-dose exposure to bisphenol A and replacement bisphenol S induces precocious hypothalamic neurogenesis in embryonic zebrafish // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2015. – Vol. 112. – No. 5. – P. 1475-1480.
41. Laing L.V., Viana J., Dempster E.L., Trznadel M, Trunkfield L.A., Uren Webster T.M., van Aerle R., Paull G.C., Wilson R.J., Mill J., Santos E.M. Bisphenol A causes reproductive toxicity, decreases dnmt1 transcription, and reduces global DNA methylation in breeding zebrafish (Danio rerio) // Epigenetics. – 2016. – Vol. 11. – No. 7. – P. 526-538.
42. Lewis S., Grimwood M., Comber S., Wroath A., Sutton A. Proposed environmental quality standards for phenol in water. – Environment Agency Rio House Waterside Drive Aztec West Almondsbury Bristol BS32 4UD, 1995. – 100 p.
43. Li F., Ji L., Luo Y., Oh K. Hydroxyl radical generation and oxidative stress in Carassius auratus liver as affected by 2,4,6-trichlorophenol // Chemosphere. – 2007. – Vol. 67. – No 1. – P. 13-19.
44. Li H., Zhang X., Qiu Q., An Z., Qi Y., Huang D., Zhang Y. 2,4 primary dichloro-phenol induces apoptosis in hepatocytes of grass carp (Ctenopharyngodon idella) through mitochond-rial pathway // Aquat. Toxicol. – 2013. – Vol. 140-141. – P. 117-122.
45. Limaye A., Kashyap R., Kapley A., Galande S., Purohit H., Daginawala H., Taori G. Modulation of signal transduction pathways in lymphocytes due to sub-lethaltoxicity of chlorinated phenol // Toxicol. Letters – 2008. –Vol. 179. – P. 23-28.
46. Liu W., Zhang X., Wei P., Tian H., Wang W., Ru S. Long-term exposure to bisphenol S damages the visual system and reduces the tracking capability of male zebrafish (Danio rerio) // J. Appl. Toxicol. – 2018. – Vol. 38 – No. 2. – P. 248-258.
47. López-Romero F., Zúñiga G., Martínez-Jerónimo F. Asymmetric patterns in the cranial skeletonof zebrafish (Danio rerio) exposed to sodium pentachlorophenate at different embryonic developmental stages // Ecotoxicol. Environ. Safety. – 2012. – Vol. 84. – P. 25-31.
48. Lubzens E., Young G., Bobe J., Cerdà J. Oogenesis in teleosts: how eggs are formed // Gen. Compar. Endocrin. – 2010. – Vol. 165. – No 3. – P. 367-389.
49. Luo Y., Shi H.H., Wang X.R., Ji L.L. Free radical generation and lipid peroxidation induced by 2,4-dichlorophenol in liver of Carassius auratus // Huan Jing Ke Xue. – 2005. – Vol. 26. – No 3. – P. 29-32.
50. Ma Y., Han J., Guo Y., Lam P., Wu R., Giesy J., Zhang X., Zhou B. Disruption of endocrine function in in vitro H295R cell-based and in in vivo assay inzebrafish by 2,4-dichlorophenol // Aquat. Toxicol. – 2011. – Vol. 106-107. – P. 173-181.
51. Michałowicz J., Duda W. Phenols – Sources and Toxicity // Polish J. Environ. Stud. – 2007. – Vol. 16. – No. 3. – P. 347-362.
52. Mishra A., Poddar A. N. Hematological changes in the Indian Murrel (Channa punctatus Bloch) in response to phenolic industrial wastes of the Bhilai Steel plant (Chhattisgarh, India) // J. Res. Chem. Environ. – 2011. – Vol. 1. – No. 2. – P. 83-91.
53. Monfared A.L., Salati A.P. Histomorphometric and biochemical studies on the liver of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) after exposure to sublethal concentrations of phenol // Toxicol. Health. – 2013. – Vol. 29. – No. 9. – P. 856-861.
54. Mortazavi S., Bakhtiari A.R., Sari A.E., Bahramifar N., Rahbarizadeh F. Occurrence of endocrine disruption chemicals (Bisphenol-A, 4-nonylphenol,and Octylphenol) in muscle and liver of common carp Cyprinus carpio , from Anzali wetland, Iran // Bull. Environ. Contam. Toxicol. – 2013. – Vol. 90. – No. 5. – P. 578-584.
55. Ott M., Gogadze V., Orrenius, S., Zhivotovsky B. Mitochondria, oxidative stress and cell death // Apoptosis. – 2007. – Vol. 12. – P. 913-922.
56. Owens K.D., Baer K.N. Modifications of the topical Japanese medaka (Oryzias latipes) embryo larval assay for assessing developmental toxicity of pentachlorophenol and p, p'-dichlorodiphenyltrichloroethane // Ecotoxicol. Environ. Safety. – 2000. – Vol. 47. – P. 87-95.
57. Pepelko W., Gaylor D., Mukerjee D. Comparative toxic potency ranking of chlorophenols // Toxicol. Indust. Health. – 2005. – Vol. 21. – P. 93-111.
58. Roche H., Boge G. In vivo effects of phenolic compounds on blood parameters of a marine fish (Dicentrarchus labrax) // Comp. Biochem. Physiol. – 2000. –Vol. 125. – P. 345-353.
59. Roszell L.E., Anderson R.S. Inhibition of phagocytosis and superoxideproduction by pentachlorophenol in two leukocyte subpopulations from Fundulus heteroclitus // Mar. Environ. Res. – 1994. – Vol. 38. – P. 195-206.
60. Sannadurgappa D., Aladakatti R.H. Effect of phenol on oxygen consumption and bioaccumulation in different tissues of freshwater fish Cyprinus carpio // J. Basic Clin. Physiol. Pharmacol. – 2010. – Vol. 21. – No. 1. – P. 1-14.
61. Shelley L., Balfry S., Ross P., Kennedy C. Immunotoxicological effects of a sub-chronic exposure to selected current-use pesticides in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Aquat. Toxicol. – 2009. – Vol. 92. – P. 95-103.
62. Tang T., Yang Y., Chen Y., Tang W., Wang F., Diao X. Thyroid disruption in zebrafish larvae by short-term exposure to bisphenol A, F // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2015. – Vol. 12. – No. 10. – P. 13069-13084.
63. Taysse L., Troutaud D., Khan N.A., Deschaux P. Structure-activity relationship of phenolic compounds (phenol, pyrocatechol and hydroquinone) on natural lymphocytotoxicity of carp (Cyprinus carpio) // Toxicology. – 1995. – Vol. 98. – P. 207-214.
64. Tokumoto T., Ishikawa K., Furusawa T., Ii S., Hachisuka K., Tokumoto M., Tsai H., Uchida S., Maezawa A. Sonophotocatalysis of endocrine-disrupting chemicals // Mar. Environ. Res. – 2008. – Vol. 66. – P. 372-377.
65. Tront J.M., Amos B.K., Loffler F.E., Saunders F.M. Activity of desulfitobacterium sp. strain Viet1 demonstrates bioavailability of 2,4-dichlorophenol previously sequestered by the aquatic plant Lemna minor // Environ. Sci. Technol. – 2006. – Vol. 40. – P. 529-535.
66. Wang X., Dong Q., Chen Y., Jiang H., Xiao Q., Wang Y., Li W., Bai C., Huang C., Yang D. Bisphenol A affects axonal growth, musculature and motor behavior in developing zebrafish // Aquat Toxicol. – 2013. – Vol. 142-143. – Р. 104-113.
67. Xu T., Zhao J., Hu P., Dong Z., Li J., Zhang H., Yin D., Zhao Q. Pentachlorophenol exposure causes Warburg-like effects in zebrafish embryos at gastrulation stage // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2014. – Vol. 277. – No. 2. – P. 183-191.
68. Yu L.Q., Zhao G.F., Feng M., Wen W., Li K., Zhang P.W., Peng X., Huo W.J., Zhou H.D. Chronic exposure to pentachlorophenol alters thyroid hormones and thyroid hormone pathway mRNAs in zebrafish // Environ. Toxicol. Chem. – 2014. – Vol. 33. – No. 1. – P. 170-176.
69. Zaki M.S., Fawzi O.M., Shalaby S.I. Phenol toxicity affecting hematological changes in cat fish // Life Sci. J. – 2011. – Vol. 8. – No. 2. – P. 244-248.
70. Zha J., Wang Z., Schlenk D. Effects of pentachlorophenol on the reproduction of Japanese medaka (Oryzias latipes) // Chemico-Biol. Interact. – 2006. – Vol. 161. – P. 26-36.
71. Zhang X., Zha J., Li W., Yang, L., Wang Z. Effects of 2,4-dichlorophenol on the expression of vitellogenin and estrogen receptor genes and physiology impairments in Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) // Environ. Toxicol. – 2008. – Vol. 23. – P. 694-701.
72. Zhao F., Jiang G., Wei P., WangH., Ru S. Bisphenol S exposure impairs glucose homeostasis in male zebrafish (Danio rerio) // Ecotoxicol Environ Saf. – 2018. – Vol. 147. – P. 794-802.