БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2012, том 38, № 1, с. 65-71
УДК 591.1.05+592/595 СРАВНИТЕЛЬНАЯ БИОХИМИЯ
фосфолипиды органов и тканей иглокожих и оболочников залива петра великого (японское море)1
© 2012 г. Э. Я. Костецкий, П. В. Веланский, н. М. Санина
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток 690091 e-mail: kostetsky@nt.pin.dvgu.ru
Статья принята к печати 24.03.2011 г.
Исследован состав фосфолипидов органов и тканей у представителей двух групп морских беспозвоночных: иглокожих [морские звезды Aphelasterias japonica (Bell, 1881), Evasterias echinosoma Fisher, 1926, Distolasterias nipon (Doderlein, 1902), Asterias amurensis Lutken, 1871; морской еж Strongylocentrotus intermedins (A. Agassiz, 1863); голотурии Cucumaria frondosa japonica (Semper, 1868), Eupentacta fraudatrix (Djakonov et Baranova, 1958), Apostichopus japonicus (Selenka, 1867)] и оболочников [асцидии Halocynthia aurantium (Pallas, 1787), H. roretzi (Drasche, 1884), Styela clava Herdman, 1881]. Показана специфика распределения фосфолипидов в организмах в связи с систематическим положением животных и функциональными особенностями органов и тканей беспозвоночных. Церамидаминоэтилфосфонат был найден только в желудочно-кишечном тракте всех голотурий и морских звезд D. nipon и A. amurensis; на основании этого высказано предположение о его экзогенном происхождении. Фосфатидилглицерин обнаружен во всех органах и тканях голотурий C. frondosa japonica и E. fraudatrix, а также в желудочно-кишечном тракте асцидий; его происхождение остается невыясненным.
Ключевые слова: фосфолипиды, иглокожие, морские звезды, морские ежи, голотурии, оболочники, асцидии.
Phospholipids of organs and tissues of echinoderms and tunicates from Peter the Great Bay (sea of Japan).
E. Ya. Kostetsky, P. V. Velansky, N. M. Sanina (Far Eastern Federal University, Vladivostok 690091)
The phospholipid composition of organs and tissues was investigated in representatives of two phyla of marine invertebrates: Echinodermata [Asteroidea: Aphelasterias japonica (Bell, 1881), Evasterias echinosoma Fisher, 1926, Distolasterias nipon (Doderlein, 1902), Asterias amurensis Lutken, 1871; Echinoidea: Strongylocentrotus intermedius (A. Agassiz, 1863); Holothurioidea: Cucumaria frondosa japonica (Semper, 1868), Eupentacta fraudatrix (Djakonov et Baranova, 1958), Apostichopus japonicus (Selenka, 1867)] and Tunicata [Ascidia: Halocynthia aurantium (Pallas, 1787), H. roretzi (Drasche, 1884), Styela clava (Herdman, 1881)]. The specificity of phospholipid distribution was shown to be related to the taxonomic position of marine invertebrates and the functional properties of their organs and tissues. Ceramide aminoethylphosphonate was found only in the digestive organs of all holothurians and the starfishes D. nipon and A. amu-rensis, suggesting its exogenous origin. Phosphatidylglycerol was found in all organs and tissues of the holothurians C. frondosa japonica and E. fraudatrix, as well as in the gastrointestinal tract of ascidians; its origin is unclear. (Biologiya Morya, 2012, vol. 38, no. 1, pp. 65-71).
Key words: phospholipids, Echinodermata, Asteroidea, Echinoidea, Holothurioidea, Tunicata, Ascidia.
Иглокожие и оболочники - это классические объекты эмбриологии, биохимии, молекулярной генетики, а также пищевые объекты и источники перспективных биологически активных веществ (Калинин, 1998).
Изучению состава фосфолипидов (ФЛ) этих животных посвящено большое количество исследований, выполненных, как правило, на целых организмах. В работах, анализирующих распределение плазмалогенных ФЛ в морских беспозвоночных, показана связь между уровнем организации животных и содержанием плазмалоге-нов (Дембицкий, Васьковский, 1976; Дембицкий, 1979; Костецкий, Сергеюк, 1985, 1986). В публикациях по сравнительному изучению состава ФЛ морских беспозвоночных, в том числе иглокожих и оболочников (Костецкий,
1969, 1982, 1985; Костецкий и др., 1976, 1983; Костецкий, Щипунов, 1983; Костецкий, Герасименко, 1984), приведены результаты сравнительно-биохимического исследования 207 видов морских беспозвоночных из 21 класса и 15 типов. Авторами подтверждены выводы, сделанные Хаком с соавторами (Hack et al., 1962), о том, что состав ФЛ в первую очередь определяется систематическим положением животного, а среда обитания оказывает менее существенное влияние. Современные работы, как правило, посвящены обсуждению какого-то специального вопроса биохимии ФЛ, в них приводятся результаты изучения состава фосфолипидов отдельных органов или тканей одного-двух животных, например, асцидий (Dagorn et al., 2010) и пелагических оболочни-
1 Работа выполнена в рамках гранта Правительства РФ для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, Договор № 11. G34.31.0010 и ГК № П 340.
ков (Deibel et al., 1992; Pond, Sargent, 1998; Mayzaud et al., 2007). Отметим публикации, в которых анализируется роль пищевых цепей в жирнокислотном (ЖК) составе липидов глубоководных голотурий и офиур (Drazen et al., 2008); рассматриваются структуры алкенильных, алкильных и ацильных цепей ФЛ сперматозоидов морского ежа Hemicentrotus pulcherrimus (Mita, Ueta, 1992), а также этерные формы ФЛ в гонадах морского ежа Strongylocentrotus intermedius и внутренних органах ас-цидии Halocynthia roretzi (Jeong et al., 1996); определяется роль сфингозиновых оснований гонад и внутренностей звезды Asterias amurensis в апоптозе клеток раковой опухоли толстой кишки (Shah et al., 2008); приводятся сведения о влиянии температуры на липидный состав мембран яиц морского ежа Strongylocentrotus purpuratus (Weaver et al., 2008).
При исследовании состава ФЛ органов и тканей иглокожих и оболочников чаще всего используются гонады, гаметы и эмбрионы, плазматические мембраны клеток эмбрионов и субклеточные частицы (Костецкий и др., 1976, 1978; Челомин и др., 1977; Chelomin, Svetashev, 1978; Mita, Ueta, 1992; Jeong et al., 1996; Shah et al., 2008; Weaver et al., 2008). Результаты анализа отдельных органов или тканей, как и состава ФЛ целых животных, приведенные в литературе, не дают представления о происхождении (экзо- или эндогенном) и распределении таких ФЛ, как церамидаминоэтилфос-фонат (ЦАЭФ), сфингомиелин (СМ) и фосфатидилгли-церин (ФГ). Остается неясной степень влияния факторов внешней среды (температура, органическое или неорганическое загрязнение морской воды), физиологического состояния и индивидуальной изменчивости особей на стабильность состава ФЛ целых организмов. Ответ на эти вопросы может быть получен при анализе состава ФЛ органов и тканей морских беспозвоночных в обычных условиях, в условиях голодания, под воздействием различных сезонных факторов, а также с учетом индивидуальной изменчивости морских беспозвоночных.
Настоящая работа посвящена исследованию состава ФЛ органов и тканей иглокожих и оболочников для выяснения функциональной роли отдельных ФЛ, уточнения происхождения ЦАЭФ, СМ и ФГ, а также получения данных о количественном вкладе ФЛ отдельных органов и тканей в фосфолипидный состав целых организмов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
При выделении органов и тканей руководствовались пособиями (Аверинцев, 1931; Иванов и др., 1958; Веселов, Кузнецова, 1968). Исследования были выполнены на представителях двух групп морских беспозвоночных - иглокожие (Echinodermata) и оболочники (Tunicata). Животных собирали в б. Троицы зал. Посьета Японского моря в июле-августе 2010 г. при температуре воды 20-23°C.
У морских звезд Distolasterias nipon, Asterias amurensis, Evasterias echinosoma и Aphelasterias japonica для анализа брали желудок, печень, гонады, ткани амбулакральной, эктонев-
ральной, энтоневральной и гипоневральной систем, а также глазки (у A. amurensis ткани нервной системы и глазки не исследовали); у морского ежа Strongylocentrotus intermedius - гонады, ткани амбулакральной системы, нервную ткань и кишечник; у голотурий: Cucumaria frondosa japonica - кишечник, гонады, водные легкие, зоб, ткани стенки тела, нервную ткань и мышцы-втягиватели, Eupentacta fraudatrix - кишечник, гонады и водные легкие, Apostichopus japonicus - кишечник, гонады и ткани стенки тела. У асцидий Halocynthia roretzi, H. auran-tium и Styela clava анализировали состав ФЛ жаберного мешка, кишечного тракта, гонад, кожно-мускульного мешка и нервных центров, у H. roretzi для анализа также брали печень, а у
H. aurantium - печень, эндостиль и тунику. Сразу после отлова животных препарировали, ткани измельчали и фиксировали. Для приготовления липидных экстрактов использовали не менее 5 особей. Фосфолипиды экстрагировали и анализировали по описанной ранее методике (Костецкий, Щипунов, 1983). Для анализа фосфолипидного состава применяли двумерную микротонкослойную хроматографию (МТСХ) с использованием систем элюентов, предложенных Роузером с соавторами (Rouser et al., 1966). Содержание ФЛ определяли, измеряя содержание фосфора в пятнах на МТСХ, соответствующих определенным ФЛ (Костецкий, 1985). Полученные данные представлены как общие средние величины из совокупности значений (n - не менее 3) с соответствующими стандартными отклонениями. При значениях до 10% стандартное отклонение не превышало 0.5%, а при значениях выше 10% - 0.8%.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Иглокожие
Проведенное ранее подробное исследование состава ФЛ целых организмов 26 видов иглокожих из классов морские лилии, голотурии, морские ежи, офиуры и морские звезды показало, что доля ФЛ от общих липидов у иглокожих колеблется от 17 до 43% (Костецкий, Герасименко, 1984). Главные ФЛ - фос-фатидилхолин (ФХ), фосфатидилэтаноламин (ФЭ) и фосфатидилсерин (ФС). У голотурий к главным ФЛ можно отнести и фосфатидилинозит (ФИ) (в среднем около 7%). Второстепенные ФЛ - лизофосфатидилхо-лин (ЛФХ), лизофосфатидилэтаноламин (ЛФЭ), дифос-фатидилглицерин (ДФГ), фосфатидная кислота (ФК) и фосфатидилинозит-4-фосфат. У морских звезд, ежей и офиур дополнительно выявлены СМ и сфингомиелин, содержащий оксикислоты (СМО), который ранее не был обнаружен у м
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.