научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ДЕКСАМЕТАЗОНА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНАХ СТЕРЛЯДИ ACIPENSER RUTHENUS L Биология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ДЕКСАМЕТАЗОНА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНАХ СТЕРЛЯДИ ACIPENSER RUTHENUS L»

БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2014, № 4, с. 86-90

УДК 597.442:577.17

ВЛИЯНИЕ ДЕКСАМЕТАЗОНА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНАХ СТЕРЛЯДИ Acipenser ruthenus L.

© 2014 г. Д. В. Микряков, В. Р. Микряков, Н. И. Силкина

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: daniil@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 14.05.2013 г.

Приведены результаты исследований влияния дексаметазона на окислительные процессы в имму-нокомпетентных органах (печени, почке и селезенке) стерляди Acipenser ruthenus L. Рыбы на действие гормона стресса реагировали активацией перекисного окисления липидов и снижением общей антиоксидантной активности. Показана зависимость изменения исследуемых показателей от особенностей структурно-функциональной организации органов и времени отбора проб после инъекции гормона.

Ключевые слова: стерлядь, дексаметазон, иммунокомпетентные органы, перекисное окисление ли-пидов, антиокислительная активность.

Б01: 10.7868/80320965214040305

ВВЕДЕНИЕ

Стерлядь Ларвтвг гыЛвпш Ь. — широко распространенный вид, обитающий в бассейнах рек Каспийского, Азовского и Черного морей и Северного Ледовитого океана [2]. Из-за резкого сокращения ее численности многие популяции занесены в Красную книгу Российской Федерации. Этот вид — один из основных объектов пресноводной аквакультуры [7, 20]. При выращивании рыбы часто подвергаются действию неблагоприятных стресс-факторов (колебаний кислородного и температурного режимов, изменений рН среды и условий кормления, транспортировки и др.), которые приводят к снижению иммунитета и выживаемости, а также темпов роста и развития [6, 8, 12, 18, 19]. На неблагоприятные факторы рыбы реагируют стресс-реакцией, которая, как и у теплокровных животных [22], сопровождается активацией синтеза гормонов стресса: катехола-минов, кортизола и др. [4, 5, 28].

Кортизол и его производные индуцируют окислительные процессы и образование активных форм кислорода (АФК), которые вызывают повреждение ДНК, липидного слоя клеток и митохондрий, активацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и снижение структур антиоксидантной защиты (АЗ) [9, 11]. Образующиеся при стрессе продукты ПОЛ оказывают токсическое действие на компетентные клетки, ткани и органы, становятся причиной истощения лимфоидной ткани, снижения функции иммунной защиты, преждевременного старения и гибе-

ли рыб [16, 25, 29]. Сходные процессы в иммуно-компетентных органах выявлены у золотого карася Carassius carassius (L.) и обыкновенного карпа Cyprinus carpió L. после воздействия дексаметазо-ном [16, 17].

Работы по влиянию кортизола на окислительные процессы у стерляди в доступных литературных источниках отсутствуют. Исследование данного вопроса представляется важным для понимания механизма повреждающего действия неблагоприятных факторов, в том числе гормо-ниндуцируемого окислительного стресса на состояние здоровья и иммунный статус рыб. Это необходимо для мониторинга влияния условий среды обитания на иммунитет рыб, разработки профилактических и оздоровительных мероприятий по борьбе с последствиями влияния стрессоров на иммунную систему объектов аквакультуры.

Цель работы — изучение действия синтетического аналога гормона стресса дексаметазона на характер течения окислительных процессов в разных по функциональному значению тканях и органах иммунной системы стерляди Acipenser ruthenus.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проведены на стерляди в возрасте 3+ со средней массой 400—450 г и длиной тела 40—42 см. Рыб содержали в аэрируемых бассейнах при температуре воды 16—18°C. В качестве гормона использовали дексаметазон-фосфат фирмы КРКА, Novo mesto, Slovenia. Дексаметазон-фосфат —

ВЛИЯНИЕ ДЕКСАМЕТАЗОНА НА ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

87

нмоль/г

— 0

... 1

12 Ь * 2

.4..............-I

-----1

\ А

\ / V

X \ ' \ \

/ *.....:

А

8 -

Л

1

п

б

к

\ / х

X \

/ \ \ „.I / ..........— т

, г

2 12

/ Л-. / в / \ / \ .. ' V < \ /^К \

у / \\

......... ........* / I 1

. - -1—... -' • —1- -1-г

14 21 сут.

л/(мл • мин)

15

10

\ /

б

/ \ Ч / V / \ / \

> \ ' \ / К 4 / ! \ \

/ V \ V ' К. \ ....... / 1 \

! / \ I

/ \ ---1-----ш->-л

Л

Г"

,-г

ж

_

—I—I

14 21

сут.

Рис. 1. Содержание МДА (нмоль/г) в почке (а), печени (б), селезенке (в): 0 — перед опытом, 1 — контроль, 2 — опыт.

Рис. 2. Показатель КОС (л/(мл • мин)) в почке (а), печени (б), селезенке (в). Остальные обозначения, как на рис. 1.

а

а

3

4

4

в

8

6

1

3

7

4

1

синтетический глюкокортикоидный гормон, отличающийся от природных прочностью связи со специфическими гормонсвязывающими рецепторами клеток-мишеней. Каждая выборка состояла из пяти особей. Рыбам из опытных групп вну-трибрюшинно вводили 0.2 мл раствора, содержащего 0.8 мг активного вещества дексаметазон-фосфата на одну особь, что соответствует количеству кортизола стрессированных осетровых рыб [5]. Контрольной группе рыб вводили равное количество физиологического раствора. Пробы для анализа отбирали перед началом опыта у интакт-ных особей (0 сут) и через 1, 3, 7, 14 и 21 сут после инъекции.

О влиянии дексаметазона на окислительные процессы в иммунокомпетентных органах судили по интенсивности ПОЛ и содержанию антиокси-дантов в почках, селезенке и печени.

Интенсивность ПОЛ в тканях оценивали по накоплению малонового диальдегида (МДА) — одного из конечных продуктов перекисного окисления.

Концентрацию МДА определяли на основе учета количества продуктов перекисного окисления ли-пидов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой и дающих с ней окрашенный комплекс [1]. Содержание антиоксидантов устанавливали интегральным методом [23] по кинетике окисления тканевых экстрактов (КОС) восстановленной формой 2,6-дихлорфенолиндофенола.

Результаты исследований статистически обработаны с помощью стандартного пакета программ (приложение Б^^зИоа) с использованием ¿-теста,р < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования показали, что в иммунокомпе-тентных органах стерляди в ответ на введение дексаметазона и инъекцию физраствора, отмечено изменение содержания МДА и КОС (рис. 1 и 2).

Введение физиологического раствора сопровождалось повышением содержания продуктов

88

МИКРЯКОВ и др.

ПОЛ в исследуемых органах относительно ин-тактных особей. Однако эти изменения были меньшими по величине, чем после инъекции гормона, за исключением полученных на 14-е сутки. Уровень МДА в исследуемых тканях и органах опытных рыб во все сроки наблюдения превышал таковые до начала опыта, а максимальные показатели выявлены на 7-е сутки после введения гормона: в почках и печени в 3 раза, в селезенке в 1. 5 раза по отношению как к контрольным, так и к интактным особям. Динамика изменения КОС у стерляди после инъекции гормона и физраствора была аналогичной таковой МДА, за исключением амплитуды отклонений у опытных рыб на 3-е сутки, когда величины КОС в >3 раза превышали показатели интактных и контрольных особей.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В естественных и искусственных условиях обитания рыбы подвергаются действию различных по природе и происхождению стресс-факторов. Стрессорная реакция сопровождается синтезом адренокортикотропного гормона, катехола-минов, кортизола и его производных [5, 22, 28] и вызываемых ими нарушениями окислительных процессов, иммунологических функций и адаптивного потенциала [16, 21].

Используемый гормон индуцирует развитие окислительного стресса, сопровождающегося активацией ПОЛ и подавлением АЗ в иммуноком-петентных тканях и органах стерляди. Анализ полученных данных выявил различный характер изменчивости исследуемых показателей и связь происходящих окислительных процессов с особенностями структурно-функциональной организации иммунокомпетентных органов, которые, по-видимому, зависят от уровня содержания клеток, интенсивно образующих АФК. В почках, богатых клетками лимфомиелоидной ткани, выполняющих смешанную функцию (лимфо- и ми-елопоэз, разрушение антигена, синтез антител и неспецифических факторов гуморального иммунитета [14, 27, 30]) и богатых гранулоцитами, процессы ПОЛ и снижение антиоксидантов под влиянием дексаметазона происходили более интенсивно, чем в печени и селезенке с низкой долей содержания миелобластов, нейтрофилов и промиелоцитов [10]. Авторами при изучении реакции лейкоцитов периферической крови, имму-нокомпетентных тканей и органов обыкновенного карпа Cyprinus carpió на дексаметазон показана связь с особенностями их структурно-функциональной организации. В почках по сравнению с селезенкой и печенью отмечено резкое повышение содержания доли нейтрофильных лейкоцитов [14]. Аналогичные изменения установлены на других видах рыб после воздействия различными токсикантами [13].

Интенсификации ПОЛ во время стресса способствуют свободные радикалы кислорода, образуемые гранулоцитами (нейтрофилами, миелоб-ластами, промиелоцитами, моноцитами), которые превосходят все другие типы лейкоцитов по способности нарабатывать АФК (супероксидный и гидроксильный радикалы, синглетный кислород, пероксиды и многие другие соединения), что делает их опасными не только для бактерий, но и для тканей собственного организма [11].

Избыток АФК становится причиной активации ПОЛ клеточных мембран, разрушения нуклеиновых кислот, белков, повреждения ДНК, митохондрий, разрушения полиненасыщенных жирных кислот клеточных мембран, пероксидации липидов и инактивации структур АЗ [3, 9, 11, 15, 24—26, 29]. Неконтролируемому нарастанию продуктов пероксидации липидов при действии стресс-факторов препятствует многоуровневая система АЗ, состоящая из антиоксидантных ферментов (суперок-сиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатион-8-трансферазы) и низкомолекулярных антиоксидантных соединений (восстановленного глутатионом в-токоферола, фенольной формы коэнзима Q10, в-каротина, аскорбиновой кислоты и др.). В случае недостатка антиоксидантов в организме развивается окислительный стресс, сопровождающийся нарушением баланса в системе прооксиданты — антиоксиданты [11, 29]. Косвенно это подтверждается характером изменения показателя КОС в исследуемых

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