Изменение показателей перекисного окисления липидов в иммунокомпетентных тканях и органах стерляди Acipenser ruthenus после транспортировки
Институт биологии внутренних вод им. И.Д.Папанина РАН E-mail:sni@ibiw.yaroslavl.ru
SUMMARY CHANGE OF PARAMETERS PEROXID OXIDATIONS LIPIDS IN IMMUNOCOMPETENT TISSUES AND BODIES OF STERLET AC1PENSER RUTHENUS L. AFTER TRANSPORTATION N.I.
Silkina, D.V. Mikrjakov, V.R. Mikrjakov Institute for Biology of Inland Waters RAS, 152742, pos. Borok, Russia.
Investigated influences of transport loading on parameters peroxid oxidations lipids and antioxidizing activity (OAA) in immunocompetent tissues and bodies of sterlet Acipenser ruthenus L. The analysis of the received results has shown, that the fishes, subjected to transport influence, had deviations from the control of the studied parameters, depending from functional features of body and time which has been last after transportation. At skilled fishes in comparison with control authentically high level of the maintenance of end-products peroxid oxidations lipids in all investigated tissues and bodies during all time of supervision.
Strengthening peroxid processes in immunocompetent tissues of the skilled fishes, reflecting infringement of oxidation-reduction balance, was accompanied by change of integrated parameter OAA. The revealed shift of oxidation-reduction balance in fabrics, strengthening freeradicals and peroxidation processes, change of the maintenance of structures antioxidizing activity arc specific to reaction of fishes to negative influence and reflect consequences of transport stress.
Одной из важных технологических операций в прудовом рыбном хозяйстве является транспортировка (перевозка) рыб. По имеющимся данным, прежде чем рыба попадет к месту реализации, она проходит через ряд перевалочных, насчитывающих до 35, операций, которые являются причиной травмирования, ослабления и частичной гибели рыб. Транспортировка оказывает стрсссирующее воздействие на рыб, вызывая повышение концентрации глюкокортикоидных гормонов (Barton et al., 1980), глюкозы (Wardle, 1972), приводя к сдвигу гематологических параметров (Fletcher, 1975), водно-солевому дисбалансу (Мартемьянов, 1983), снижению иммунитета к паразитам, вызывающим инфекционные и инвазионные болезни (Ведемейер и др., 1981; Бауэр и др, 1984; Pickering A.D. 1993; Schaperclaus, 1979; Wendelaar Bonga, Sjoerd, 1997; Van Muiswinkel, Vervoorn-Van Der Wai, 2006) и др. В ряде работ было показано негативное воздействие перевозки на физиолого-биохимическое состояние рыб, однако остается неясным вопрос об отдаленных последствиях перенесенного рыбой транспортного стресса, в частности, его влияния на особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ). Известно, что ПОЛ зеркально отражает характер влияния неблагоприятных факторов на состояние здоровья и иммунный статус рыб (В. Микряков и др., 2001; 2006) и является показателем нарушения баланса в системе «прооксидант-антиоксидант». Цель настоящей работы состояла в исследовании влияния транспортной нагрузки на показатели перекисного окисления липидов и антиокислительную активность (ОАА) в иммунокомпетентных тканях и органах стерляди Acipenser ruthenus L.
Влияние транспортировки изучали на 25 двухлетках стерляди Acipenser ruthenus L. в возрасте 2+ средней массой 250-300 г. Рыб перевозили в оцинкованных каннах в течение 7 часов из тепловодного рыбоводного хозяйства ОАО РТФ «Диана» поселка Кадуй Вологодской области до аквариальной ИБВВ им. И.Д. Папанина РАН. После транспортировки рыб содержали в принудительно аэрируемых бассейнах при температуре воды 16-18°С. Сбор материала проводили через 1, 3, 7, 14 и 21 сут после транспортировки. Для анализа брали сыворотку крови, головную почку, печень и селезенку. Исследовали интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) и общую (интегральную) антиокислительную активность (ОАА).
Перекисное окисление липидов изучали в гомогенатах тканей печени, туловищных почек и селезенки. Липиды из тканей экстрагировали общепринятым методом по Фолчу (Folch et al., 1957). Об интенсивности ПОЛ в тканях судили по накоплению малонового диальдеги-да (МДА) - одного из конечных продуктов перекисного окисления. Концентрацию МДА определяли на основе учета количества продуктов перекисного окисления липидов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой и дающих с ней окрашенный комплекс. Интенсивность окрашивания оценивали спектрофотометрически по изменению максимума поглощения при 532 нм (Андреева и др., 1988). Содержание МДА вычисляли с учетом коэффициента молярной экстинкции МДА (1.56 х Ю5 М-1 с-1) и выражали в нмолях на 1 г ткани. Исходно в животных тканях содержание малонового диальдегида крайне незначительно, и 98% его образуется в процессе взаимодействия тиобарбитуровой кислоты при разрушении гидроперекисей липидов. Содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, вычисляли по формуле: Х= Е х 85.47, где Х- содержание продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, выраженное в количестве малонового диальдегида (мкмоль/л); Е - оптическая плотность при 535 нм.
Об общей (интегральной) антиокислительной активности судили по кинетике окисления восстановленной формы 2,6-дихлорфенолиндофенола кислородом воздуха в присутствии тканевых экстрактов по общепринятой методике, описанной Семеновым и Ярошем (1985). Гомогенат получали путем растирания тканей иммунокомпетентных органов с физиологическим раствором в соотношении 1:1. Константу ингибирования окисления субстрата, являющуюся показателем антиокислительной активности органа, определяли относительно контроля по формуле: Кi = KKOH - KКО/С, где: KKOН и КОН - константы скоростей окисления субстрата соответственно в контроле и в опыте, С- концентрация биологического материала в кювете.
В качестве контроля использовали исследуемые показатели карпов, полученные до начала транспортировки.
Результаты исследований подвергали статистической обработке при помощи стандартного пакета программ (Microsoft Office 98, приложение Statistica) с последующей оценкой различий с использованием t-теста, р < 0.05.
Анализ полученных результатов показал, что рыбы, подвергнутые транспортному воздействию, имели отклонения от контроля изученных показателей, зависящие от функциональных особенностей органа и времени, прошедшего после транспортировки (табл.1, 2). У опытных рыб по сравнению с контрольными установлен достоверно высокий уровень содержания конечных продуктов переокисления липидов во всех исследуемых тканях и органах в течение всего времени наблюдения, кроме 1 сут в головной почке. Более высокие отклонения МДА от контроля были зафиксированы в сыворотке и печени по сравнению с другими тканями. Максимальные значения МДА у опытных рыб сравнению с контрольными были зафиксированы на 3 сут в сыворотке крови (в 2,4 раза) и в печени (в 2,8 раза), а головной почке (в 1,5 раза) и в селезенке (в 1,3 раза) - на 7 сут. До конца наблюдения содержание продуктов ПОЛ в исследуемых тканях и органах оставалось повышенным относительно показателей контрольных рыб.
Таблица 1.
Дата отбора проб |
Сыворотка крови |
Головная почка |
Печень |
Селезенка |
Контроль |
5.93±0.05 |
5.52±0.09 |
3.13±0.12 |
6.43±0.18 |
Через 1 сут |
7.91±0.18* |
5.71±0.16 |
5.16±0.06* |
6.90±0.05* |
Через 3 сут |
14.37±0.21* |
8.15±0.17* |
8.85±0.14* |
8.23±0.11* |
Через 7 сут |
12.81±0.15* |
8.59±0.17* |
7.72±0.27* |
8.76±0.12* |
Через 14 сут |
10.58±0.25* |
8.32±0.14* |
5.87±0.08* |
8.56±0.15* |
Через 21 сут |
8.30±0.08* |
8.04±0.04* |
4.18±0.08* |
8.71±0.16* |
Установленные закономерности накопления МДА в исследуемых органах и обнаруженные различия в содержании в них продуктов ПОЛ свидетельствуют о разном уровне содержания структур, индуцирующих свободнорадикальные процессы и ПОЛ. Известно, что одними из важных источников интенсификации развития процессов ПОЛ при воздействии стероидных гормонов при стрессе являются активированные кислородные метаболиты (АКМ: О2-, О21, Н2О2, ОН, NО и др.), генерируемые нейтрофилами, миелобластами, промиелоцитами, моноцитами (Зенков и др., 1999). Гранулоциты, состоящие из нейтрофилов, миелобластов и других типов клеток миелопоэза, превосходят все другие типы лейкоцитов по способности нарабатывать АКМ, что делает их опасными не только для бактерий, но и для тканей собственного организма (Зенков и др., 1999). В физиологических условиях деструктивное действие АКМ, образующихся в гранулоцитах, сдерживается многоуровенной системой антиоксидантов. В случае недостатка антиоксидантов в организме, развивается окислительный стресс, сопровождающийся нарушением баланса в системе АКМ-антиоксиданты. Одной из основных причин активации окислительного стресса, вызывающего нарушение баланса в системе АКМ-антиоксиданты, является супрессия образования и снижения активности ферментативных антиоксидантов: глутатионпероксидазы, каталазы, супероксиддисмутазы (Зенков и др., 1999).
Таблица 2.
Дата отбора проб |
Сыворотка крови |
Головная почка |
Печень |
Селезенка |
Контроль |
9.05±0.11 |
5.80±0.16 |
3.99±0.08 |
8.26±0.08 |
Через 1 сут |
9.01±0.05 |
5.25±0.10* |
4.43±0.24 |
8.10±0.13 |
Через 3 сут |
7.11±0.26* |
2.99±0.21* |
2.97±0.22* |
6.52±0.27* |
Через 7 сут |
7.14±0.21* |
2.54±0.14* |
3.97±0.14 |
5.77±0.16* |
Через 14 сут |
7.16±1.23* |
3.29±0.18* |
4.27±0.21 |
5.84±0.07* |
Через 21 сут |
6.84±0.04* |
4.89±0.11* |
4.15±0.21 |
4.81±0.17* |
Усиление ПОЛ, отражая избыточное накопление промежуточных и конечных метаболитов и физиологически активных интермедиаторов, свидетельствует об ответной защитной реакции организма на биохимическом уровне на действие стрессорного для организма фактора. Накопление содержания продуктов переокисления липидов в тканях опытных рыб показывает, что транспортное воздействие приводит к нарушению регуляции процессов ПОЛ и окислительному стрессу (Winston, 1991).
Усиление перекисеобразовательных процессов в иммунокомпетентных тканях опытных рыб, отражающее нарушение окислительно-восстановительного баланса, сопровождалось изменением интегрального показателя ОАА. В сыворотке крови, печени и селезенке достоверное снижение ОАА отмечено начиная с 3 сут, а в головной почке - на следующие сутки после транспортировки. Наиболее сильное снижение уровня ОАА зафиксировано на 3 сут в сыворотке крови (на 21,5 %) и в печени (на 25,6 %), а в головной почке и селезенке - на 7 сут (на 56,3 % и 30,2 % соответственно). У опытных рыб в сыворотке крови, почке и селезенке интегральный показатель оставался пониженным конца эксперимента, а в печени, начиная с 7 сут повысился до контрольных значений.
Достоверное снижение интегрального показателя антиокислительной активности у опытных рыб свидетельствует об адаптивном увеличении содержания веществ, обладающих свойствами антиоксидантов в тканях и организме рыб в целом, и о протекании в организме процессов восстановления нарушенного равновесия в системе ПОЛ - антиоксидантная защита, возникшего при транспортировке.
Таким образом, выявленный сдвиг окислительно-восстановительного баланса в тканях, усиление свободнорадикальных и перекисных процессов, изменение содержания структур антиоксидантной защиты специфичны для реакции рыб на негативное воздействие и отражают последствия транспортного стресса.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 06-04-48812).
1. Андреева Л.И., Кожемякин Н.А. Кишкун А.А. // Лаб. дело, 1988. №11. С.41-43.
2. Бауэр О.Н., Мусселиус B.C., Стрелков Ю.С. Болезни прудовых рыб. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. 319 с.
3. Ведемейер Г.А., Мейер Ф.П., Смит Л. Стресс и болезни рыб. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. 127 с.
4. Зенков Н.К., Меньшикова Е.Б., Вольский Н.Н., Козлов В.А. Внутриклеточный окисли
тельный стресс и апоптоз // Успехи соврем, биол. 1999. Т. 119. № 5. С. 440—450.
5. Мартемьянов В.И. Динамика содержания электролитов у пресноводных рыб при стрессе. Автореф. дисс.канд биол. наук. 1983. 18 с.
6. Микряков В.Р., Балабанова Л.В., Заботкина Е.А. и др. Реакция иммунной системы рыб на загрязнение воды токсикантами и закисление воды. М.: Наука, 2001. 126 с.
7. Микряков В.Р., Силкина Н.И., Микряков Д.В. Влияние дексаметазон-фосфата на морфо-функциональное состояние иммунокомпетентных органов карпа Cyprinus carpio L. // Вестник Южного научного центра Российской академии наук, 2006, Том 2, Выпуск 1, С. 72-77.
8. Семенов В.Л., Ярош A.M. // Укр. биохим. журн, 1985. Т.57, № 3. С.50-52.
9. Barton B.A., Peter R.E., Paulencu Ch.R. // Can. J. Fish, and Aquat. Sci., 1980. V. 37. № 5. P. 805-811.
10. Fletcher G.L. // Can. J. Zool., 1975. V. 53. P. 197-206.
11. Folch J., Lees M., Stenley G.N. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animals tissues // J. Biol. Chem. 1957. V. 226. № 3. P. 497-509.
12. Pickering A.D. 1993. Endocrine-induced pathology in stressed salmonid fish // Fish. Res. V. 17. P. 35-40.
13. Schaperclaus W. Fisch-krankheiten. Academic-Verlag, Berlin. 1979. 317 p.
14. Van Muiswinkel W., Vervoorn-Van Der Wal B. The immune system of fish // Fish Diseases and Disorders, 2006, Vol. 1. P. 678-701.
15. Wardle C.S. // J. Mar. Biol. Ass. U. K., 1972, V. 52. №3. P. 635-561.
16. Wendelaar Bonga, Sjoerd E. The stress response in fish // Physiol. Rev. Vol. 1997. 77. № 3. P. 591-625.
17. Winston G.W. // Compar.biochem. and Physiol., 1991. -Vol. 100. № 1-2. P.173-176.
Пожалуйста, уважайте труд этих людей и помните о законе РФ «Об авторском праве и смежных правах»
Добавить комментарий