ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2010, том 50, № 2, с. 285-288
КРАТКИЕ ^^^^^^^^^^^^^^^^ СООБЩЕНИЯ
УДК 597.08.574.64
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОКИСЛИТЕЛЬНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ МОЛОДИ РУССКОГО ОСЕТРА ACIPENSER GUELDENSTAEDTIИ КУТУМА RUTILUS FRISIIKUTUM В УСЛОВИЯХ НИТРИТНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ © 2010 г. А. Б. Шахназарова, Д. У. Черкесова, А. Р. Исуев
Дагестанский государственный университет, Махачкала E-mail: amina_0775@mail.ru Поступила в редакцию 17.02.2009 г.
Ключевые слова: нитриты, интоксикация, стресс, молодь, кутум, русский осетр, перекисное окисление липидов, малоновый диальдегид, суммарная антиоксидантная активность, каталаза.
Накопление нитритов в водных экосистемах представляет реальную угрозу для их обитателей. Проникая через покровы тела и жаберный аппарат в кровь, нитриты образуют метгемоглобин, что вызывает гемическую и гистотоксическую гипоксию, которая в тяжелых случаях ведет к летальному исходу (Ажипа и др., 1990; Велдре, Роома, 1990; Шахмурзов и др., 1998).
Известно, что реакция рыб на воздействие нитритов зависит от их видовой принадлежности, среды обитания и возраста (Руссо, 1981; Almendras, 1987). Выявлена устойчивость таких видов рыб как чукучан Catostomus catostomus rostratus, карпиодис Carpiodis cyprinus и подкаменщик Cot-tus gobio к воздействию высоких концентраций нитритов (Руссо, 1981). Ранее нами показана высокая устойчивость представителя карповых — кутума Rutilus frisii kutum, эндемика Каспийского бассейна, к длительно действующим высоким концентрациям нитрита, что подтверждает факт существования генетически закрепленного расслоения рыб по характеру адаптации к воздействию экстремальных факторов среды (Cherkesova, Shakhnazarova, 2005).
Важную роль в механизмах патогенеза нитрит-ной интоксикации играют процессы свободнора-дикального окисления и, в первую очередь, реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ) (Та-ранова, 1988). Образование свободных радикалов может быть инициировано непосредственно нитрит-ионами, а также развивающейся в условиях нитритного стресса гистотоксической гипоксией (Чернышов, Телитченко, 1973; Таранова, 1988). В том случае, когда уровень и динамика процессов пероксидации превышают определенные физиологические пределы, и они не могут быть нейтрализованы компенсаторными и защитными механизмами клетки, развивается состояние так называемого оксидативного стресса (Козлов,
1973; Деев и др., 1977). Метаболические сдвиги, развивающиеся по типу оксидативного стресса, приводят к вторичному усилению пероксидации липидов, истощению систем антиоксидантной защиты, нарушению липидных структур клеток, потенцированию синдрома эндогенной интоксикации (Крепс, 1981; Вельтищев и др., 1987).
Учитывая, что метаболические аспекты толерантности некоторых видов рыб к воздействию нитритов недостаточно исследованы, целью данной работы явилось сравнительное изучение состояния окислительно-антиоксидантной системы сеголеток кутума и русского осетра Ларвтвг gueldenstaedti в условиях нитритной интоксикации.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Моделирование хронического нитритного загрязнения водной среды проведено в аквариаль-ных условиях. Молодь кутума и русского осетра получена из оплодотворенной икры, завезенной с Нечаевского осетрового рыбоводного завода "Сулак" Республики Дагестан. Содержали рыб в аквариумах при постоянном температурном (20— 25°С) и газовом режимах. Кормили живым трубочником ТиЫ/ех ШЫ/ех. Для опытов отбирали по 20 особей и помещали в аквариумы объемом 20 л. При изучении токсичности нитрита использовали следующие концентрации нитрита натрия: 2, 4, 8 и 16 мгМ02/л. Учитывая, что нитрит натрия относится к веществам средней стабильности, воду в аквариумах меняли через каждые 3 сут.
Состояние окислительно-антиоксидантной системы у сеголеток кутума и личинок осетра оценивали по накоплению малонового диальде-гида (МДА) (Андреева и др., 1988), общей антиоксидантной активности (ОАА) (Демчук и др., 1990) и активности каталазы (Королюк и др., 1988). По-
Таблица 1. Содержание (М ± т) продуктов перекисного окисления липидов (малонового диальдегида — МДА, мкМ/г сырой ткани), общая антиоксидантная активность (ОАА, %) и активность каталазы (мкМ Н2О2/г сырой ткани) в теле сеголеток кутума КиМт/пзп кШыт при хроническом воздействии нитрита натрия
Концентрация нитрит-ионов, мг М02/л Экспозиция, сут.
15 25 45
МДА ОАА активность каталазы МДА ОАА активность каталазы МДА ОАА активность каталазы
0(контроль) 0.46 ± 0.017 43 ± 0.2 0.69 ± 0.004 0.38 ± 0.014 42 ± 0.4 0.69 ± 0.002 0.40 ± 0.024 42 ± 0.5 0.69 ± 0.014
2 0.40 ± 0.015 47 ± 0.5 0.77 ± 0.009 0.38 ± 0.015 46 ± 0.6 0.59 ± 0.012 0.54 ± 0.015 44 ± 0.5 0.60 ± 0.028
4 0.35 ± 0.044 50 ± 2.1 0.79 ± 0.006 0.70 ± 0.016 49 ± 0.5 0.61 ± 0.008 0.42 ± 0.011 36 ± 0.6 0.92 ± 0.009
8 0.74 ± 0.036 51 ± 1.0 0.88 ± 0.005 0.27 ± 0.013 63 ± 0.6 0.72 ± 0.002 0.29 ± 0.044 38 ± 0.7 0.98 ± 0.004
16 0.58 ± 0.017 49 ± 0.8 0.66 ± 0.009 0.39 ± 0.029 48 ± 0.4 0.72 ± 0.004 0.64 ± 0.013 39 ± 0.7 0.66 ± 0.012
Примечание. Здесь и в табл. 2: М ± т — среднее значение и его ошибка.
Таблица 2. Содержание (М ± т) продуктов перекисного окисления липидов (малонового диальдегида — МДА, мкМ/г сырой ткани), общая антиоксидантная активность (ОАА, %) и активность каталазы (мкМ Н2О2/г сырой ткани) в теле личинок русского осетра Ларвпзвг gueldenstaedti при хроническом воздействии нитрита натрия
Концентрация нитрит-ионов, Экспозиция, сут.
3 10
мг М02/л МДА ОАА активность каталазы МДА ОАА активность каталазы
0 (контроль) 0.13 ± 0.003 1 ± 1.1 0.61 ± 0.011 0.13 ± 0.003 16 ± 1.1 0.61 ± 0.011
2 0.12 ± 0.009 6 ± 0.5 0.07 ± 0.003 0.03 ± 0.005 14 ± 1.7 0.93 ± 0.010
4 0.14 ± 0.003 8 ± 0.7 0.36 ± 0.021 0.03 ± 0.003 6 ± 0.4 0.26 ± 0.005
8 0Л0 ± 0.005 15 ± 1.3 0.44 ± 0..5 - - -
лученные результаты подвергали статистической обработке с использованием ^критерия Стью-дента (Лакин, 1990).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты изучения показателей ПОЛ и анти-оксидантной системы кутума и русского осетра в раннем онтогенезе представлены в табл. 1 и 2. Сравнительный анализ показателей окислитель-но-антиоксидантной системы исследуемых видов позволил выявить различия исходного эндогенного уровня МДА и ОАА. Так, в норме у кутума, по сравнению с осетром, в раннем онтогенезе значительно выше содержание МДА и ОАА; а показатели активности антиперекисного фермента каталазы имеют сопоставимые значения: у кутума — 0.689 ± 0.0042, у осетра - 0.605 ± 0.0011.
В условиях нитритной интоксикации выявлена видовая специфичность реакции окислитель-но-антиоксидантной системы, которая определила различную динамику исследуемых показателей у кутума и осетра. Если при относительно кратковременном (15 и 25 сут.) нахождении куту-
ма в среде, содержащей 2 мгМ02/л, не выявлены достоверно значимые изменения в содержании МДА, то после 45-дневной экспозиции происходит заметное накопление конечного продукта ПОЛ: содержание МДА увеличивается на 35% по сравнению с контролем. Следует отметить, что возрастание МДА имеет место на фоне незначительного снижения активности каталазы (на 13%) и сохраняющейся ОАА на уровне контрольных значений.
Реакция окислительно-антиоксидантной системы кутума, находящегося в среде с концентрацией нитрит-ионов 4 мгМ02/л, характеризуется сложными фазными изменениями. При непродолжительной экспозиции (15 сут.) содержание МДА недостоверно снижается, а более длительная экспозиция (25 сут.) приводит к его значительному увеличению (на 81%). При этом накопление МДА происходит в условиях увеличения ОАА и сохранения активности каталазы на уровне контроля. При длительном воздействии токсиканта (45 сут.) уровень МДА стабилизируется и приближается к контролю. Очевидно, имеющее при этом место увеличение каталазной активно-
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
287
сти (на 34%) можно рассматривать как фактор, сдерживающий активацию ПОЛ и накопление МДА.
При увеличении токсической нагрузки на организм кутума до 8 мгМ0^л даже при непродолжительном (15 сут.) воздействии нитрита натрия происходит значительное повышение количества МДА (на 62%) относительно контроля. Параллельно с увеличением МДА активируются системы антиоксидантной защиты: активность катала-зы увеличивается на 27%, а ОАА — на 17%. Сохраняющаяся на довольно высоком уровне активность антиоксидантной системы организма рыб при дальнейшей (25-дневной) экспозиции приводит к снижению количества МДА (на 26%). На более поздних сроках (45 сут.) воздействия токсиканта значительно активируется и каталаза: ее активность в этом варианте опыта превышает активность у интактных особей на 42%.
Компенсаторный характер реакции системы антиоксидантной защиты кутума при воздействии более высоких концентраций нитрит-ионов (16 мгМ02/л) в течение 15 и 25 сут. проявляется в повышении ОАА (соответственно на 15 и 14%), а также в сохранении активности каталазы на уровне контрольных значений. Дальнейшая (45-дневная) экспозиция кутума в среде с нитрит-ионами сопровождается значительным повышением содержания МДА (на 60%), при этом показатели ОАА и активности каталазы приближаются к контролю.
Таким образом, реакция кутума на нитритную интоксикацию характеризуется активацией процессов ПОЛ и компенсаторными изменениями систем антиоксидантной защиты, степень которых определяется дозой и продолжительностью действия токсиканта. Об активации процессов ПОЛ свидетельствует и снижение содержания фосфолипидов в теле кутума, связанное, очевидно, с повышением расходования полиненасыщенных жирных кислот в условиях нитритного стресса. Барабой (1991), развивая представления о продуктах ПОЛ как первичных и вторичных медиаторах стресса, отмечает, что подъем ПОЛ мобилизует стресс-реализующие системы и повышает антиоксидантный потенциал клеток. Истощение этого потенциала знаменует вторичный подъем ПОЛ. Первичная активность ПОЛ соответствует первой фазе стресса (фаза тревоги), усиление антиоксидантного ответа — второй (фаза резистентности), а вторичная активация ПОЛ — третьей фазе стресса (фаза истощения).
Имеющее место повышение активности анти-оксидантной системы в условиях нитритной интокс
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.