научная статья по теме АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕМАТОДЫ BUNODERA LUCIOPERCAE (MULLER) В КИШЕЧНИКЕ МОЛОДИ ОКУНЯ ПРИ ЗАРАЖЕНИИ ПЛЕРОЦЕРКОИДАМИ TRIAENOPHORUS NODULOSUS (PALLAS) Биология

Текст научной статьи на тему «АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕМАТОДЫ BUNODERA LUCIOPERCAE (MULLER) В КИШЕЧНИКЕ МОЛОДИ ОКУНЯ ПРИ ЗАРАЖЕНИИ ПЛЕРОЦЕРКОИДАМИ TRIAENOPHORUS NODULOSUS (PALLAS)»

БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2014, № 2, с. 76-81

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ ГИДРОБИОНТОВ

УДК 597.583.1-169-7-51+577.15

АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕМАТОДЫ Bunodera luciopercae (MÜLLER) В КИШЕЧНИКЕ МОЛОДИ ОКУНЯ ПРИ ЗАРАЖЕНИИ ПЛЕРОЦЕРКОИДАМИ Triaenophorus nodulosus (PALLAS)

© 2014 г. Г. И. Извекова, А. В. Тютин

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: izvekov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 19.10.2012 г.

Установлено, что заражение плероцеркоидами Triaenophorus nodulosus (Pallas) влияет на активность пищеварительных гидролаз и локализацию трематод в кишечнике сеголетков окуня. У рыб, зараженных плероцеркоидами T. nodulosus, доля марит Bunodera luciopercae (Müller) в заднем отделе кишечника выше, чем у незараженных. Кроме того, у сеголетков с поврежденным цестодами гепато-панкреасом снижается активность пищеварительных гидролаз особенно заметно в переднем отделе кишечника.

Ключевые слова: рыбы, цестоды, трематоды, пищеварительные ферменты.

Б01: 10.7868/80320965214010070

ВВЕДЕНИЕ

У рыб, как и у всех позвоночных животных, способность утилизировать перевариваемую пищу зависит от присутствия комплекса пищеварительных ферментов, характеризующихся определенной локализацией в слизистой и вдоль просвета кишечника. Распределение ферментов в слизистой оболочке кишечника рыб неравномерно. Описаны как проксимо-дистальные, так и радиальные градиенты активности различных гидролаз. Анализ данных свидетельствует о значительной внутривидовой и межвидовой изменчивости в распределении и активности ферментов слизистой оболочки кишечника рыб [10, 12, 14, 18, 19].

Одним из факторов, отражающихся на уровне активности пищеварительных ферментов животных, может быть заражение паразитами. Работ по влиянию паразитов на активность пищеварительных ферментов хозяев мало, приведенные в них сведения противоречивы и в основном касаются исследований цестод, паразитирующих в кишечнике [3, 6, 15, 16]. Заражение паразитами может ограничивать возможности приема пищи у хозяев, что влечет за собой изменение активности ферментов кишечника [6].

Ленточные черви рода ТИаепорНогыз — широко распространенные паразиты пресноводных рыб со сложным циклом развития, протекающим со сменой окончательного и двух промежуточных

хозяев, обитающих в водной среде. Развитие про-церкоидов происходит в полости тела первых промежуточных хозяев — веслоногих рачков отр. Copepoda. Наиболее распространенный представитель рода — Triaenophorus nodulosus (Pallas), имеет широкий круг вторых промежуточных хозяев и встречается в рыбах, относящихся к 17 семействам. В большинстве водоемов Палеарктики основным промежуточным хозяином T. nodulosus служит окунь Perca fluviatilis L. Плероцеркоиды, как правило, локализуются в гепатопанкреасе. Некоторые виды Triaenophorus представляют серьезную опасность для рыб, вызывая на стадии плероцеркоида массовые заболевания и гибель рыб, главным образом в прудовых хозяйствах [5]. Сведения о влиянии плероцеркоидов T. nodulosus на физиологические показатели организма промежуточного хозяина ограничены [2].

Для анализа межвидовых отношений в сообществе гельминтов исследуется их распределение по пищеварительному тракту хозяев, и в частности рыб, однако без учета активности пищеварительных гидролаз [1, 9]. Трематоды рода Bunodera входят в число видов, составляющих ядро сообществ кишечных паразитов пресноводных рыб сем. Percidae. Для окуня Percafluviatilis, основного дефинитивного хозяина в большинстве водоемов Палеарктики, мариты Bunodera luciopercae играют доминирующую роль в сообществах эндогель-минтов [9].

Цель работы — изучение влияния плероцерко-идов Triaenophorus nodulosus на активность пищеварительных ферментов второго промежуточного хозяина — окуня, а также на численность и распределение его наиболее массового кишечного паразита — трематоды Bunodera luciopercae.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследований служили сеголетки окуня Perca fluviatilis, не зараженные и зараженные в природных условиях плероцеркоидами Triaenophorus nodulosus, локализующимися в гепато-панкреасе рыб. Для изучения многолетней динамики встречаемости плероцеркоидов T. nodulosus использовали летне-осенние выборки сеголетков окуня, пойманного в Рыбинском водохранилище в период с 1999 по 2010 г. Для сравнения использована база данных по зараженности окуня из этого водоема гельминтами с 1994 г. и сведения по срокам перехода марит кишечных трематод к продуцированию яиц в весенний период [9]. Исследовано распределение марит трематоды Bunodera luciopercae по всей длине кишечника сеголетков, зараженных и не зараженных плероцеркоидами Triaenophorus nodulosus. Для этого кишечник делили на три отдела: передний (П), следующий сразу за желудком отрезок с пилори-ческими придатками, средний (С) — V-образный сегмент и задний (З) — прямой дистальный участок, заканчивающийся анальным отверстием. При анализе характера распределения трематод использованы усредненные данные вскрытий молоди окуня в период август—октябрь 1997, 1998 гг. (выборка 1) и 1999—2001 гг. (выборка 2).

Для исследования ферментативной активно -сти кишечник сеголетков окуня делили на два отдела: первый включал пилорические придатки, второй — остальной кишечник. Из указанных отделов с помощью стеклянного гомогенизатора готовили гомогенаты с использованием охлажденного раствора Рингера для холоднокровных животных с конечным разведением в 50 раз.

Активность гликозидаз (суммарная активность а-амилазы, КФ 3.2.1.1, глюкоамилазы, КФ 3.2.1.3 и ферментов группы мальтаз, КФ 3.2.1.20) определяли методом Нельсона [4] по приросту гексоз. В качестве субстрата использовали 1.8%-ный раствор растворимого крахмала, рН 7.4. Общую протеолитическую активность (активность трипсина, КФ 3.4.21.4, химотрипси-на, КФ 3.4.21.1 и дипептидаз, КФ 3.4.13.18) определяли методом Ансона [11] по приросту тирозина. В качестве субстрата использовали 1%-ный раствор казеина (рН 8.0) или гемоглобина (рН 3.0). Субстраты для исследования ферментативной активности готовили на растворе Рингера для холоднокровных животных с соответствующим значением рН. Активность ферментов выра-

мкмоль/(г • мин) 15

п2

Рис. 1. Активность протеиназ в кишечнике окуня, не зараженного (1) и зараженного (2) плероцеркоидами T. nodulosus. Отделы кишечника: I — первый, II — второй.

жали в мкмоль/(г • мин). Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре Lambda 25 при длине волны 560 нм для гликозидаз и 760 нм — для протеиназ.

Статистическую обработку данных проводили по общепринятым методикам с использованием компьютерных программ EXCEL и SPSS.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В 1994—1998 гг. показатели встречаемости пле-роцеркоидов T. nodulosus у сеголетков окуня Рыбинского водохранилища были достаточно высокими и варьировали в конце лета от 41.4 ± 5.9 до 33.5 ± 3.5%. В течение последних 12 лет встречаемость плероцеркоидов снизилась с 21.1 ± 4.0 до 2.1 ± 1.2%.

Активность исследованных ферментов в кишечнике сеголетков окуня достоверно (р < 0.05) возрастала от первого отдела ко второму. Так, у не-зараженных окуней активность протеиназ составляла 6.78 ± 0.81 и 13.03 ± 0.12 при рН 8.0, гликозидаз — 9.68 ± 2.57 и 18.17 ± 4.72 мкмоль/(г • мин) в первом и втором отделах соответственно. Заражение сеголетков плероцеркоидами T. nodulosus существенно сказывается на активности пищеварительных ферментов рыб. У зараженных рыб активность как протеолитических (рис. 1), так и гликолитических ферментов (рис. 2) ниже, чем у незараженных. Например, в первом отделе активность протеиназ снижалась с 6.78 ± 0.81 до 4.25 ± ± 0.61 (рН 8.0), гликозидаз - с 9.68 ± 2.57 до 2.83 ± ± 0.42 мкмоль/(г • мин). При этом у зараженных рыб ниже активность протеиназ, функционирующих при рН 3 и 8 (рис. 1). Достоверные различия

5

78

ИЗВЕКОВА, ТЮТИН

мкмоль/(г • мин)

20 -

I II

Рис. 2. Активность гликозидаз в пищеварительном тракте окуня, не зараженного и зараженного плеро-церкоидами Т. пойиОж. Обозначения, как на рис. 1.

(р < 0.05) отмечены для большинства исследованных вариантов. Исключение составляет активность протеиназ во втором отделе кишечника при рН 8 (у зараженных и незараженных рыб она фактически одинакова). Активность гликозидаз в этом отделе у зараженных сеголетков на 43% ниже, чем у незараженных.

Исследование активности протеиназ показало, что в кишечнике сеголетков окуня эти ферменты функционируют в широком диапазоне значений рН среды. Однако как в первом (4.60 ± ± 0.56 и 6.78 ± 0.81 мкмоль/(г • мин) при рН 3 и 8 соответственно), так и во втором отделах (9.18 ± ± 0.18 и 13.03 ± 0.12 мкмоль/(г • мин) при рН 3 и 8 соответственно) активность протеиназ выше при значении рН 8 (рис. 1).

Коэффициент Г/П (отношение активности гликозидаз к активности протеиназ) в двух исследованных отделах при различных значениях рН среды у зараженных Т. пойи1о5Ш сеголетков понижается. Так, при значении рН 3 в первом отделе

Г/П у зараженных сеголетков составил 1.1 по сравнению с 2.1 у незараженных, а во втором 1.5 и 2.0 соответственно. При рН 8 как в первом, так и во втором отделах у зараженных особей Г/П составил 0.7, у незараженных — 1.4. Это свидетельствует об увеличении доли протеиназ в их пищеварении.

Вычисление отношения активности исследованных ферментов в первом отделе к их активности во втором (А1/А2) показало, что у зараженных особей его величина понижается. Так, коэффициент А1/А2 у зараженных особей составил для протеиназ 0.39 (при рН 3) и 0.30 (при рН 8), для гликозидаз — 0.27, в то время как для незаражен-ных сеголетков эти показатели были 0.50, 0.52 и 0.53 соответственно. Это свидетельствует о большем влиянии плероцеркоидов на активность ферментов в первом отделе, чем во втором.

Определение численности паразитирующих в кишечнике сеголетков окуня к концу лета марит Bunodera 1иаорегеав позволило проследить влияние заражения хозяина плероцеркоидами Тпаепо-ркогиз nodulosus на их распределение (см. таблицу). Встречаемость этих трематод у молоди окуня в условиях Рыбинского водохранилища весь пе

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком