biologyscienceТимирязевский биологический журналTimiryazev Biological Journal2949-4710ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)10.26897/2949-4710-2026-4-1-1-05biologyscience-331Research Article1 - БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ, ЭКОЛОГИЯ1 - BIOLOGICAL RESOURCES, ECOLOGYИзменения процесса пролиферации кардиомиоцитов озерной лягушки Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) под действием ионов кадмияChanges in cardiomyocyte proliferation process of the lake frog Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) under the effect of cadmium ionshttps://orcid.org/0000-0002-2701-9225РуденкоЕлена ЮрьевнаRudenkoElena Yu.

Елена Юрьевна Руденко, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры морфологии ИАМ

Elena Yu. Rudenko, DSc (Bio), Associate Professor, Professor at the Department of Morphology of the Anatomy and Morphology Institute

e_rudenko@rambler.ruhttps://orcid.org/0009-0007-6539-9875МилютинМаксим ВикторовичMilyutinMaksim V.

Максим Викторович Милютин, кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры анатомии человека медицинского факультета

Maksim V. Milyutin, CSc (Med), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Human Anatomy of the Faculty of Medicine

mv-syktyvkar@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-2696-2320АгарковаАлиса АнатольевнаAgarkovaAlisa A.

Алиса Анатольевна Агаркова, кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент кафедры морфологии и ветеринарно-санитарной экспертизы

Alisa A. Agarkova, CSc (Ag), Assistant at the Department of Morphology and Veterinary and Sanitary Expertise

agarkova-vasilisa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0911-9791КубатбековТурсумбай СатымбаевичKubatbekovTursumbai S.

Турсумбай Сатымбаевич Кубатбеков, доктор биологических наук, профессор кафедры морфологии и ветеринарно-санитарной экспертизы

Tursumbai S. Kubatbekov, DSc (Bio), Professor at the Department of Morphology and Veterinary and Sanitary Expertise

tursumbai61@list.ruРоссийский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. ПироговаРоссияRussian National Research Medical University named after N.I. PirogovRussian FederationОбнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИРоссияObninsk Institute for Nuclear Power Engineering, National Research Nuclear University “MEPhI”Russian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation20261105202641105105Copyright © Руденко Е.Ю., Милютин М.В., Агаркова А.А., Кубатбеков Т.С., 20262026Руденко Е.Ю., Милютин М.В., Агаркова А.А., Кубатбеков Т.С.Rudenko E.Y., Milyutin M.V., Agarkova A.A., Kubatbekov T.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bioscience-journal.com/jour/article/view/331

Исследовали изменения процесса пролиферации кардиомиоцитов озерной лягушки Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) в период метаморфоза головастиков, происходящие под действием различных концентраций ионов кадмия. Личинок озерной лягушки выращивали в прудовой воде, содержащей 0.002 мг/л, 0.02 мг/л и 0.1 мг/л ионов кадмия. Для получения изолированных кардиомиоцитов использовали метод щелочной диссоциации тканей. В мазках изолированных клеток подсчитывали митотический индекс (процентное содержание делящихся клеток) и индекс двуядерных кардиомиоцитов (процентное содержание двуядерных клеток). Проведенные исследования показали, что развитие головастиков озерной лягушки в воде, содержащей различные концентрации ионов кадмия, не вызывает существенных изменений морфологии сердечных миоцитов. Большинство кардиомиоцитов имеют цилиндрическую форму, овальное, центрально расположенное ядро и небольшое количество боковых и концевых отростков. Наряду с одноядерными встречаются и двуядерные кардиомиоциты. Под влиянием на организм головастиков озерной лягушки ионов кадмия в различных концентрациях, содержащихся в среде обитания личинок озерной лягушки, в период метаморфоза головастиков в молодых лягушат происходит угнетение пролиферативной активности сердечных мышечных клеток предсердий и желудочка на всех изученных стадиях развития, которое особенно заметно при воздействии на организм ионов кадмия в концентрации 0.02 мг/л. При этом наблюдается закономерное снижение индекса двуядерных кардиомиоцитов в предсердии и желудочке сердца озерной лягушки. Изменение протекания процесса пролиферации сердечных миоцитов может быть обусловлено нарушением синтеза или структурной организации белков цитоскелета, принимающих участие в формировании веретена деления и расхождении хромосом в анафазе митоза.

The study investigated changes in the cardiomyocyte proliferation process of the lake frog Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) during tadpole metamorphosis under the effect of various concentrations of cadmium ions. Lake frog larva were raised in pond water containing 0.002 mg/L, 0.02 mg/L, and 0.1 mg/L of cadmium ions. The alkaline tissue dissociation method was used to obtain isolated cardiomyocytes. The mitotic index (percentage of dividing cells) and the index of binucleated cardiomyocytes (percentage of binucleated cells) were counted in smears of isolated cells. The research showed that the development of lake frog tadpoles in water containing various concentrations of cadmium ions did not cause significant changes in the morphology of cardiac myocytes. Most cardiomyocytes had a cylindrical shape, an oval centrally located nucleus, and a small number of lateral and terminal processes. Both uninucleated and binucleated cardiomyocytes were present. Under the effect of cadmium ions at various concentrations in the tadpoles’ environment during the metamorphosis period, there was an inhibition of proliferative activity of cardiac muscle cells in the atria and ventricle at all studied developmental stages. This effect was most noticeable at a cadmium concentration of 0.02 mg/L. A systematic decrease in the index of binucleated cardiomyocytes in the atrium and ventricle of the lake frog was observed. The altered course of cardiomyocyte proliferation of cardiac myocytes may be due to disruption of the synthesis or structural organization of cytoskeleton proteins involved in spindle formation and chromosome separation during anaphase of mitosis

кадмийкардиомиоцитыпролиферациядифференцировкаозерная лягушкаCadmiumcardiomyocytesproliferationdifferentiationlake frogReferencesMatović V., Buha A., Ðukić-Ćosić D., Bulat Z. Insight into the oxidative stress induced by lead and/or cadmium in blood, liver and kidneys. Food and Chemical Toxicology. 2015;78:130-140. https://doi.org/10.1016/j.fct.2015.02.011Matovic V., Buha A., Dukic-Cosic D., Bulat Z. Insight Into the Oxidative Stress Induced by Lead and/or Cadmium in Blood, Liver and Kidneys. Food and Chemical Toxicology. 2015;78:130-140. https://doi.org/10.1016/j.fct.2015.02.011.Li X., Zheng Y., Zhang G. et al. Cadmium induced cardiac toxicology in developing Japanese quail (Coturnix japonica): Histopathological damages, oxidative stress and myocardial muscle fiber formation disorder. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology and Pharmacology. 2021;250:109168. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2021.109168Li X., Zheng Y., Zhang G., Wang R., Jiang J., Zhao H. Cadmium Induced Cardiac Toxicology in Dedeveloping Japanese quail (Coturnix japonica): Histopathological Damages, Oxidative Stress and Myocardial Muscle Fiber Formation Disorder. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology and Pharmacology. 2021;250:109168. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2021.109168.Dal-Medico S.E., Rissoli R.Z., Gamero F.U. et al. Negative impact of a cadmium concentration considered environmentally safe in Brazil on the cardiac performance of bullfrog tadpoles. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2014;104:168-174. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2014.03.003Dal-Medico S.E., Rissoli R.Z., Gamero F.U., Victorio J.A., R.F. Salla, F.C. Abdalla, E.C.M. Silva-Zacarin, C.S. Carvalho, M.J. Costa Negative Impact of a Cadmium Concentration Considered Environmentally Safe in Brazil on the Cardiac Performance of Bullfrog Tadpoles. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2014;104:168-174. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2014.03.003.Rudenko E.Yu., Milyutin M.V. Effect of cadmium ions on differentiation of lacustrine frog (Pelophylax ridibundus) cardiomyocytes. International Scientific Agricultural Journal. 2025;(2):20-25. (In Russ.)Rudenko E.Yu., Milyutin M.V. Impact of cadmium ions on the differentiation of lacustrine frog cardiomyocytes (Pelophylax ridibundus). 2025;2:20-25. (In Russ.)Dunaev E.A., Orlova V.F. Amphibians and reptiles of Russia. Atlas-guide. Moscow, Russia: Fiton, 2021:328. (In Russ.)Bannikov A.G., Darevsky I.S., Ishchenko V.G., et al. Identification of amphibians and reptiles of the USSR fauna: Textbook for biological specialties of ped. in-tov. Moscow, Prosveshchenie Publisher, 1977:414. (In Russ.)Bakulina E.D., Baranov V.S., Belorusov L.V. et al. Objects of developmental biology. Moscow, USSR: Nauka, 1975:579. (In Russ.)Objects of developmental biology. Moscow: Nauka Publ., 1975. – 580 p. (In Russ.)Brodsky V.Ya., Tsirekidze N.N., Kogan M.E. Changes in the absolute number of cells in the heart and liver. Quantitative preservation of proteins and DNA in isolated cells. Tsitologiya. 1983;(3):260-265. (In Russ.)Brodsky V.Ya., Tsirekidze N.N., Kogan M.E. Changes in the absolute number of cells in the heart and liver. Quantitative Preservation of Proteins and DNA in Isolated Cells. 1983;3:260-265. (In Russ.)Mavlikeev M.O., Kiyasov A.P., Deev R.V. et al. Histological technique in the pathomorphological laboratory. Moscow, Russia: Prakticheskaya meditsina, 2023:112. (In Russ.)Volkova O.V., Eletsky Yu.K. Fundamentals of histology with histological technique: Textbook for Students of Feldsher-Laboratory Departments of Med. Schools. Moscow: Meditsina Publisher, 1982:304. (In Russ.)Genchi G., Sinicropi M.S., Lauria G. et al. The effects of cadmium toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(11):3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782Genchi G., Sinicropi M.S., Lauria G., Carocci A.; Catalano, A. The Effects of Cadmium Toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17:3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782.Tai Y.-T., Chou S.-H., Cheng C.-Y. et al. The preferential accumulation of cadmium ions among various tissues in mice. Toxicology Reports. 2022;9:111-119. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2022.01.002Tai Y.-T., Chou S.-H., Cheng C.-Y., Ho C.-T., Lin H.-C., Jung S.-M., Chu P.-H., Ko F.-H. The Preferential Accumulation of Cadmium Ions Among Various Tissues in Mice. Toxicology Reports. 2022;9:111-119. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2022.01.002.Tokumoto M., Lee J.-Y., Satoh M. Transcription factors and downstream genes in cadmium toxicity. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 2019;42(7):1083-1088. https://doi.org/10.1248/bpb.b19-00204Tokumoto M., Lee J.-Y., Satoh M. Transcription Factors and Downstream Genes in Cadmium Toxicity. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 2019;42(7):1083-1088. https://doi.org/10.1248/bpb.b19-00204.Genchi, G.; Sinicropi, M.S.; Lauria, G.; Carocci, A.; Catalano, A. The Effects of Cadmium Toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17:3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782Genchi, G.; Sinicropi, M.S.; Lauria, G.; Carocci, A.; Catalano, A. The Effects of Cadmium Toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17:3782. https://doi.org/10.3390/ijerph17113782

The authors declare that there are no conflicts of interest present.