ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 4, с. 291-296
^=ФИЗИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ
УДК 597-113.2:597-13:597.553.2
ОСОБЕННОСТИ СТАНОВЛЕНИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ У НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РЫБ СЕМЕЙСТВА ЛОСОСЕВЫХ НА ЛИЧИНОЧНОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ
© 2004 г. Т. С. Ершова, И. В. Волкова, В. Ф. Зайцев
Астраханский государственный технический университет 414025 Астрахань, ул. Татищева, д. 16
Поступила в редакцию 26.08.02 г. Окончательный вариант получен 29.10.03 г.
Приводятся результаты изучения уровня активности пищеварительных ферментов, осуществляющих гидролиз углеводных и белковых компонентов пищи в пищеварительном тракте у двух видов рыб сем. 8а1шош^е на ранних стадиях онтогенеза, свидетельствующие о том, что в период личиночного развития рыб общей тенденцией является повышение активности исследуемых пищеварительных ферментов. Установлено наличие видовых особенностей в функционировании пищеварительной системы у изученных рыб сем. лососевых (8а1тошёае).
Ключевые слова: активность, гидролиз, пищеварительный тракт, онтогенез, личиночный период, рыбы сем. лососевых, ферменты.
Как известно, развитие рыб подразделяется на ряд периодов: эмбриональный, предличи-ночный, личиночный и мальковый (Матвеев, 1956). В пределах каждого периода выделены отдельные этапы (стадии), каждый из которых имеет свои особенности (Васнецов, 1953). Развитие пищеварительной функции у рыб, как и у высших позвоночных животных, связано с общим развитием организма (Аршавский, 1982). Развитие органов пищеварительной системы также характеризуется этапным развитием (Еремеева, 1948; Ланге, 1948).
Особый интерес представляет изучение функциональных характеристик пищеварительной системы на ранних стадиях онтогенеза у видов рыб, близких в таксономическом отношении. Ранее при изучении у рыб возрастных изменений уровня активности различных гид-ролаз пищеварительного тракта особое внимание было уделено представителям сем. осетровых (Acipenseridae) (Плотников, Проскуряков, 1983, 1984), карповых (Ciprinidae) (Коновалов, 1978; Ильина, 1986; Волкова, Неваленный, 1996; Волкова, 1999), а также других семейств (Кузьмина и др., 1982; Кузьмина, Стрельникова, 1985). Особенностям становления пищеварительной системы личинок рыб сем. лососе-
вых (Salmonidae) посвящено немного работ (Дементьева, 1976a; Тимейко, Новиков, 1987). При этом данные, касающиеся черноморской кумжи (Salmo trutta labrax Pallas) и стальноголово-го лосося (Salmo gairdneri Rich.), носят фрагментарный характер. Учитывая вышесказанное, в настоящей работе исследовано изменение активности пищеварительных ферментов, осуществляющих гидролиз белковых и углеводных компонентов пищи на ранних этапах онтогенеза у двух видов рыб семейства Salmonidae.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Работа выполнена в 2001-2002 гг. на Адлерском производственно-экспериментальном рыбоводном лососевом заводе (Краснодарский край). Материалом исследования служили личинки двух видов рыб сем. Salmonidae: черноморской кумжи (Salmo trutta labrax Pallas) и стальноголового лосося (Salmo gairdneri Rich.) с 30-й по 37-ю стадии развития (Игнатьева, 1975).
291
4*
Стадии развития личинки Время от осеменения, сут
30 1-5
31 5-7
32 7-12
33 12-18
34 18-25
35 25-36
36 36-51
37 51-60
Личинки на этапе смешанного питания (33 стадия) кормили сбалансированным по аминокислотному составу стартовым кормом Raisio Re-spons E, содержащим 48% белка и 0.6% углеводов. На заключительной стадии постэмбрионального периода (37 стадия) их перевели на экструдиро-ванный продукционный корм для лососевых видов рыб фирмы "Raisio" Edel 3.5, Дания (белковый компонент - 46%, углеводный - 1.0%).
Пищеварительный тракт личинок лососевых рыб промывали охлажденной до 3-4°С дистиллированной водой с целью удаления полостных ферментов. Затем его очищали от жира, измеряли и взвешивали. Все операции проводили на охлажденном стекле. Готовили суммарные пробы, в состав которых входило до 10 шт. кишечников. Гомогенизацию производили при помощи гомогенизатора с тефлоновым поршнем с добавлением дистиллированной воды в соотношении 1 : 9. Таким образом получали исходный раствор, который затем разводили дистиллированной водой в соотношении, адекватном для определения экс-тинкции в линейной зоне.
В качестве субстрата при определении общей амилолитической активности использовали 2%-ный раствор крахмала и 1%-ный казеин (pH 7.4), а при определении активности а-амилазы -0.1%-ный раствор крахмала.
Общую амилолитическую активность оценивали по приросту гексоз при помощи метода Нельсона в модификации Уголева и Иезуитовой (1969). Активность а-амилазы определяли по убыли крахмала при ферментативном гидролизе по изменению йод-крахмальных комплексов методом Смита и Роя в модификации Уголева (1969). Общую протеолитическую активность определяли по приросту тирозина модифицированным методом Лоури (Алейникова, Рубцова, 1988).
Инкубацию гомогената и субстрата осуществляли в течение 30 мин (25°C) при определении общей амилолитической активности, 20 мин (25°С) -
Признаки стадии
Вылупление, длина 13-15 мм, резорбция желточного мешка - 1/2, эндогенное питание Средняя длина 16 мм
Длина 18 мм, резорбция желточного мешка - 2/3,
переход на смешанное питание
Длина 19 мм, смешанное питание
Длина 20 мм, то же
Длина 21 мм, »
Желточный мешок почти полностью резорбирован, переход на полное экзогенное питание Желточный мешок полностью резорбирован, экзогенное питание
при определении активности а-амилазы, 60 мин (25°С) - при определении общей протеолитичес-кой активности. Интенсивность окраски проб оценивали при помощи фотоэлектроколоримет-ра SPEKOL-11 при X = 670 нм. Активность ферментов (общую амилолитическую и общую протеолитическую) выражали в единицах скорости ферментативной реакции (количество образовавшихся продуктов реакции за 1 мин инкубации в расчете на 1 г влажной массы кишечника, мкмоль/г/мин), при определении активности а-амилазы - в мг расщепленного субстрата за 1 мин инкубации в расчете на 1 г влажной массы кишечника (мг/г/мин). Активность ферментов в каждой точке определяли в трех повторностях). Полученные данные подвергали статистическому анализу (Бейли, 1962; Лакин, 1990).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты исследований показывают (рисунок), что увеличение уровня общей амилолитической активности у личинок обоих видов рыб наблюдается до их перехода на активное питание (33-я стадия), после чего отмечены незначительные колебания данного показателя, причем общая амилолитическая активность у черноморской кумжи на всем протяжении изучаемого периода была несколько выше (р < 0.05) по сравнению с таковой у стальноголового лосося (рисунок, а). Так, уровень общей амилолитической активности у изучаемых видов рыб на 30-й стадии личиночного периода (5-е сут после вы-клева) составил 0.09 ± 0.001 и 0.07 ± ± 0.005 мкмоль/г/мин у черноморской кумжи и стальноголового лосося соответственно. На протяжении первых 18 сут после выклева у обоих видов наблюдалась тенденция к увеличению скорости гидролиза углеводных компонентов пищи с максимумом на 33-й стадии личиночного периода (0.22 ± 0.002 и 0.17 ± 0.004 мкмоль/г/мин у черноморской кумжи и стальноголового лосося соответственно).
Активность а-амилазы обоих видов в начале личиночного периода (стадия 30 постэмбрионального периода) близка к нулю: 0.02 ± 0.001 и 0.01 ± ± 0.005 мг/г/мин у черноморской кумжи и сталь-ноголового лосося соответственно (рисунок, в). У черноморской кумжи на протяжении последующих 20 сут (31-33-я стадии личиночного развития) наблюдалось достоверное увеличение (р < 0.05) активности исследуемого фермента, тогда как на 36-й стадии развития происходило снижение (р < < 0.05) активности фермента. У стальноголового лосося максимальная скорость гидролиза полисахаридов отмечалась на заключительной стадии изучаемого периода - 37-й стадии развития (0.12 ± ± 0.002 мг/г/мин).
Изменения общей протеолитической активности у обоих видов рыб выражены довольно сильно, при этом видовые особенности практически не прослеживаются (рисунок, в). Следует обратить внимание на то, что как у черноморской кумжи, так и стальноголового лосося на 30-31-й стадиях общая протеолитическая активность была близка к нулю, на 32-34-й стадиях развития последовательно увеличивается и на 35-37-й стадиях развития скорость гидролиза белковых компонентов пищи у стальноголового лосося достоверно превышала (р < 0.05) таковую у черноморской кумжи. В целом на протяжении всего изучаемого периода у обоих видов рыб наблюдалось увеличение (р < 0.05) активности протеиназ. На заключительной стадии личиночного периода развития значения уровня общей протеолитической активности у черноморской кумжи и стальноголового лосося возросли в 43 и в 86 раз соответственно.
Для оценки видовых и возрастных различий были рассчитаны коэффициенты П/К (активность протеаз/активность карбогидраз) (таблица).
При сопоставлении коэффициентов П/К у стальноголового лосося (П/К1) и черноморской кумжи (П/К2) было показано, что на протяжении всего периода наблюдений коэффициент П/К стальноголового лосося был выше. Минимальное значение П/К1/П/К2 было зафиксировано на 30-й стадии развития и составляло 0.7. На протяжении 31-32-й стадий данный показатель увеличился и достиг максимального значения (1.8) на стадии 32. С 33-й по 37-ю стадии различия коэффициентов П/К1 и П/К2 снижались и оставались приблизительно на одном уровне - 1.3 ± 0.1.
ОБСУЖДЕНИЕ
Активность пищеварительных ферментов у рыб после вылупления низка и зачастую не обнаруживается на начальных этапах личиночного периода развития (Коржуев, Шаркова, 1967; Дементьева, 1976а; Волкова, 1999). Так, на 30-й ста-
Динамика общей амилолитической (а) и общей протеолитической (•) активности, а также активности а-амилазы (в) черноморской кумжи (-■-) и стальноголового лосося (-♦-). По оси абсцисс - стадии личиночного развития, по оси ординат - активность фермента, мкмоль/г/мин.
дии личиночного периода развития у черноморской кумжи и стальноголового лосося активность всех исследуемых ферментов близка к нулю. Это связно с тем, что в момент вылупления пищеварительный тракт слабо дифференцирован на отделы, а желе
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.