CC BY
28
Выводы. В результате наших исследований была проанализирована активность ферментов глутатионового звена АОС (глутатионредуктаза, глутатионпероксидаза) в мышечной, жаберной и мозговой тканях радужной форели, вакцинированной против аэромоноза. Иммунизация рыб вакциной против Aeromonas spp. существенно уменьшает активность глутатионового звена АОС в мышечной и жаберной тканях, не влияя на активность ГР и ГПО в мозговой ткани. Проведенное исследование позволяет заключить, что влияние иммунизации рыб вакциной против аэромоноза проявляется в виде существенных изменений в активности ферментов, ответственных за S-тиоляцию/детиоляцию активных центров протеинов, защищая их от необратимой окислительной модификации и инактивации, что способствует поддержанию функциональной активности клеток [6].
This study was supported by grant of the Pomeranian University for Young Scientists.
Список литературы:
1. Дас, Д.К. Превращение сигнала гибели в сигнал выживания при редокс-сигнализации/ Д.К. Дас, Н. Молик // Биохимия, 2004. - 69(1): 16-24.
2. Gudding, R. Recent developments in fish vaccinology / R. Gudding, A. Lillehaug, R. Evensen // Vet. Immunol. Immunopathol. - 1999. - 72(1-2) - P. 203-212.
3. Srikanth K., Pereira E., Duarte A.C., Ahmad I. 2013. Glutathione and its dependent enzymes' modulatory responses to toxic metals and metalloids in fish - a review. Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 20(4): 2133-2149.
4. Thompson K.D., Adams A. Current Trends in Immunotherapy and Vaccine Development for Bacterial Diseases of Fish. In: Current trends in the study of bacterial and viral fish and shrimp diseases / Ed. Ka Yin Leung. Molecular aspects of fish and marine biology; v. 3. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore, 2004, pp. 313-371.
5. Valavanidis, A. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants / A. Valavanidis, T. Vlahogianni, M. Dassenakis, M. Scoullos // Ecotoxicology and Environmental Safety. -2006. - 64. - P. 178-189.
6. Yagi K. Active oxygens, lipid peroxides, and antioxidants / Ed. by K. Yagi. - Japan Scientific Societies Press, Japan. - 1993. - 372 p.
УДК 639.09:615.2
МАРКЕРЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ЖАБЕРНОЙ ТКАНИ РАДУЖНОЙ ФОРЕЛИ (ONCORHYNCHUS MYKISS WALBAUM) ПОСЛЕ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ С ФОРМАЛИНОМ ПМ. Ткаченко1, канд. биол. наук, И. Грудневская2, канд. биол. наук
UDC 639.09:615.2 BIOMARKERS OF ANTIOXIDANT DEFENSE IN THE GILL TISSUE OF RAINBOW TROUT (ONCORHYNCHUS MYKISS WALBAUM) DISINFECTED BY FORMALIN
Tkachenko G.1, Grudniewska I.2
1Кафедра зоологии и физиологии животных, Институт биологии и охраны среды, Поморский Университет в Слупске, Польша2 Отдел исследований лососевых рыб, Института пресноводного рыбного хозяйства, Рутки, 83-330 Жуково, Польша
[email protected], [email protected]
1 Department of Zoology and Animal Physiology, Institute of Biology and Environmental Protection, Pomeranian University in SJupsk, Poland2 Department of Salmonid Research, Inland Fisheries Institute, Rutki, 83-330 Zukowo, Poland
Целью данного исследования была оценка активности системы анти-оксидантной защиты (супероксид-дисмутаза, каталаза, глутатионредуктаза, глутатионпероксидаза)
The aim of this study was to evaluate the activity of antioxidant defense system (superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase, glutathione peroxidase) in the gill tissue of rainbow trout (Oncorhynchus
в жаберной ткани радужной форели (Oncorhynchus mykiss Walbaum) после профилактических дезинфицирующих мероприятий с формалином. Наши данные показывают, что тиол-дисульфидное равновесие в жаберной ткани дезинфицированных рыб указывает на нАдФН-зави-симое восстановление окисленного глутатиона и в сдвиге интенсивности обмена глутатионовой системы антиоксидантной защиты, а также в поддержании равновесного состояния окислительно-восстановительных процессов, связанных с реализацией защитной функции глутатиона, что может иметь место при ответе организма на воздействие химических агентов. Ключевые слова: радужная форель (Oncorhynchus mykiss), формалин, дезинфекция, антиоксидантная защита, биомаркеры
В ветеринарии, медицине, сельскохозяйственной и агрономической практике, а также в других отраслях народного хозяйства активно применяется текущая и профилактическая дезинфекция, которая является обязательным и важнейшим мероприятием в очагах инфекционных заболеваний, а также при профилактике для предотвращения микробиологического загрязнения помещений, приборов, оборудования, белья и т.д. [1].
За последние десятилетия для дезинфекции предложено огромное количество химических соединений. Однако жесткие требования, предъявляемые к дезинфек-тантам, прежде всего такие, как обеспечение высокой эффективности устранения патогенных микроорганизмов и отсутствие неблагоприятного действия на людей, животных и растения, позволяют использовать на практике лишь ограниченное число препаратов [1].
Широко применяемый на протяжении многих десятилетий формалин губительно действует на микроорганизмы, грибы, вирусы, паразитов, их личинки, цисты и яйца. В основе этого действия лежит его способность вступать в реакцию с белком и денатурировать его. Формальдегид в меньшей степени, чем другие дезсредства, связывается с органическими веществами субстрата и глубоко проникает в обеззараживаемый объект. Возбудители паразитарных болезней (ихтиофтириусы, триходины, дактилогирусы, гидродактилюсы), а также возбудители инфекционных заболеваний, например Аеготопаэ ЬуЬгорЬу!а, погибают в 2%-ном растворе формальдегида через 10-15 мин. Ванна с сильной концентрацией формалина действует смертельно также на моногенетических сосальщиков, ракообразных и пиявок [1].
Несмотря на полученные положительные результаты, влияние отдельных дезин-фектантов на состояние рыб, а также специфичность вызываемых ими физиологических реакций остаются до конца не изученными, а зачастую и неизвестными [2]. Имеющиеся в доступной нам литературе данные в большинстве случаев харак-
mykiss Walbaum) after prophylactic disinfection with formalin. Our data show that the thiol-disulfide equilibrium in the gilltis-sue of fish disinfected with formalin indicates the NADPH - dependent reduction of oxidized glutathione and a shift in the intensity of the exchange of glutathione antioxidant defence system, as well in maintaining maintaining the equilibrium of redox processes associated with the implementation of the protective function of glutathione as a response to the impact of chemical agents.
Key words: rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), formalin, disinfection, antioxidant defense, biomarkers
теризуют лишь обеззараживающие эффекты дезинфектантов и уровень вызываемой ими защиты [1]. Не менее важным, на наш взгляд, является изучение физиологического состояния, а также биохимические изменения в различных тканях рыб после профилактических дезинфицирующих мероприятий.
На основании вышеизложенного, цель работы заключалась в оценке активности системы антиоксидантной защиты (АОС) (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатион-редуктаза, глутатионпероксидаза) в жаберной ткани радужной форели (ОпоогЬупоЬив туИээ Ма!Ьаит) после профилактических дезинфицирующих мероприятий с форма-
Материалы и методы исследований. Эксперимент проводили в отделе исследований лососевых рыб Института пресноводного рыбного хозяйства (Жуково, Польша). Все биохимические анализы проводили на кафедре зоологии и физиологии животных Института биологии и охраны окружающей среды Поморского университета (Слупск, Польша). Радужная форель была разделена на две группы (контрольную и опытную). В опытной группе (n=11) рыба была подвержена профилактическому купанию в растворе формалина (конечная концентрация 200 мл/м3 воды, по 20 минут аппликации трижды в течение 3 дней). Контрольную группу (n=11) обработали подобным образом с использованием той же воды, в которой находилась рыба в бассейнах. Через два дня после последнего купания рыбу отобрали для дальнейших исследований. Жаберная ткань была выделена после декапитации рыб. Буфер изоляции содержал 100 мМ Трис-HCl (рН 7,2). Гомогенаты центрифугировали 15 мин при 3000 об./мин. Белок в пробах определяли методом Брэдфорд (1976). Активность АОС определяли с помощью суперок-сиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ), глутатионредуктазы (ГР), глутатионпероксидазы (ГПО). Полученные результаты анализировали с помощью пакета программы STATISTICA 10.0 (StatSoft, Poland).
Результаты исследований. В основе бактерицидного действия формалина лежит его способность соединяться с аминогруппой белков цитоплазмы, что вызывает нарушение жизненно важных функций микробной клетки и ее гибель [2]. Кроме того, дезинфицирующие средства проникают также и в ткани рыб, изменяя про- и антиокислительный баланс клеток. Поэтому основной целью наших исследований было определение активности основных маркеров АОС в жаберной ткани радужной форели после профилактических дезинфицирующих мероприятий с формалином (рис.).
лином
Рисунок - Активность супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы в жаберной ткани радужной форели после профилактических дезинфицирующих мероприятий с формалином.
* - изменения между контрольной и дезинфицированной группами рыб статистически существенные (p<0,05).
Дезинфекция рыб в наших исследованиях вызвала разнонаправленные изменения в активности ферментов АОС. В частности, активность ГР существенно увеличилась (на 177%, p=0,000) на фоне снижения активности ГПО (на 51%, p=0,000). Существенное изменение активности ГР и ГПО явно указывают на усиленное участие ферментов системы глутатиона (GSH) в элиминации активных форм кислорода (АФК) у дезинфицированных рыб. Статистически существенных изменений в активности СОД и каталазы не выявлено.
Глутатионредуктазная-глутатионпероксидазная система является важнейшим компонентом АОЗ организма и во многом определяет чувствительность организма животных к действию токсинов разного строения [3]. Благодаря функционированию этой системы, в клетках обеспечивается детоксикация гидроперекисей и перекисей, являющихся основным источником гидроксильного радикала, образующегося в реакции Фентона в присутствии ионов Fe2+ [4]. Кроме того, глутатион, являющийся компонентом данной системы, выступает в качестве резерва цисте-ина в клетке и воздействует на функциональную активность лимфоцитов, обеспечивая иммунный ответ организма. Более того, данный тиол оказывает влияние на синтез белков теплового шока, а также на биохимические превращения витаминов С, Е, липоевой кислоты и убихинона. Регуляция тиол-дисульфидного равновесия, углеводного, липидного, белкового и нуклеинового обменов, а также поддержание гемоглобина эритроцитов в восстановленном состоянии — неотъемлемые функции глутатионовой АОЗ [5]. Последняя может принимать участие и в поддержании оптимального состояния биологических мембран, в реализации механизмов программируемой клеточной гибели и, что немаловажно, в процессах детоксикации и аптиоксидантной защите [4].
Выводы. В наших исследованиях тиол-дисульфидное равновесие в жаберной ткани дезинфицированных рыб указывает на НАДФН-зависимое восстановление окисленного глутатиона (активация ГР) для элиминации АФК, генерируемых в результате действия формалина. Воздействие формалина на организм рыб проявляется в сдвиге интенсивности обмена глутатионовой системы антиоксидантной защиты, а также в поддержании равновесного состояния окислительно-восстановительных процессов, связанных с реализацией защитной функции глутатиона, что может иметь место при ответе организма на воздействие химических агентов.
This study was supported by grant of the Pomeranian University in Slupsk for Young Scientists.
Список литературы:
1. Рахконен Р., Веннерстрем П., Ринтамяки П., Каннел Р. и НИИ охотничьего и рыбного хозяйства ЗДОРОВАЯ РЫБА. Профилактика, диагностика и лечение болезней, Helsinki, 2013.
2. Deneke S.M. 2000. Thiol-based antioxidants. Curr. Top Cell Regul., 36: 151-180.
3. Palmieri B., Sblendorio V. 2007. Oxidative stress détection: what for? Part II. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci., 11(1): 27-54.
4. Sen C.K. 2000. Cellular thiols and redox-regulated signal transduction. Curr. Top Cell Regul., 36: 1-30.
5. Torgersen Y., Hâstein T. 1995. Disinfection in aquaculture. Rev. Sci. Tech., 14(2): 419-434.
